距離第一臺望遠鏡發明到今天,已經有400多年的歷史了。1608年,荷蘭的一個商人發明了第一臺小型望遠鏡,隨後,大科學家伽利略在此基礎上,發明了人類史上第一天天文望遠鏡。從此,人類開啟了探索宇宙的新徵程!
隨著人類製造工藝的發展,望遠鏡技術的發展也是巨大的。但是作為光學望遠鏡,不管是伽利略的折射望遠鏡,還是放大倍率超百萬倍的現代反射望遠鏡,它們都無法幫助我們人類看到最直接清晰的宇宙圖像。因為,地面和太空之間存在著一道天然屏障,這就是大氣層。
大氣層能夠吸收並且反射絕大多數來自太空中的紫外線,大部分紅外線,X射線,Y射線等各種電磁輻射,只有可見光,少數紅外線和射電波可以穿過大氣層到達地球表面。不僅如此,大氣還是一個流動循環的湍流系統,這意味著地面光學望遠鏡拍攝的宇宙圖像將會被蒙上一層紗。隨著航天技術的發展,想要得到直接清晰的宇宙圖像,科學家們認為,將望遠鏡直接放在大氣層外的太空是最好的辦法。
說幹就幹,1990年,人類歷史上最強大的光學望遠鏡哈勃望遠鏡橫空出世。這個高科技望遠鏡由多個觀測系統組成,當然,它拍攝到那些高清的宇宙圖像,依靠的主要還是他的光學部分。哈勃望遠鏡採用卡式反射系統,由2.4米的主鏡頭和0.3米的副鏡頭組成,觀測時,天體發出的光線會經由主鏡反射到副鏡,然後再一次反射穿過主鏡的中心孔,在主鏡的焦面上形成圖像。
哈勃望遠鏡能夠感受到的最大波長只有1.8微米,能看到30星等的天體。大家可能不知道30星等意味著什麼,星等越大,天體就越暗,比如滿月狀態下月球的星等就為-12。空間望遠鏡在同等條件下,能看到比地面暗50倍的天體,圖像清晰圖也能提升10倍以上。
哈勃目前看到的距離地球最遠的星系是GN-z11,科學家們認為這是宇宙誕生僅4億年後出現的星系,這個距離是哈勃能夠看到的極限,距離地球約134億光年,這些光在飛行了134億年以後,達到了地球。哈勃望遠鏡在設計之初就設定了其波長觀測範圍,它只能看到從紫外線到紅外線之間的光,並且能夠看到的範圍非常小,因為哈勃的作用主要是為了看得更遠,而不是為了看到更大的範圍。
若是人類想要探索觀測更大,更全面的宇宙,哈勃望遠鏡的能力是不夠的,但是人類是聰明的,一款全面強於哈勃望遠鏡的空間望遠鏡被發明了,這款望遠鏡就是詹姆斯·韋伯空間望遠鏡。
詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將帶領我們人類進入到更加深遠廣闊的宇宙,韋伯望遠鏡的主鏡口徑為6.5米,是哈勃望遠鏡的2.7倍以上,他能夠看到可見光,紅外線,擁有遠超哈勃的解析度。哈勃幾乎是沒有能力看到波長超過1毫米的光線的,但是韋伯望遠鏡能夠看到波長達到30微米的光線,並且其聚光能力也是哈勃的6倍以上,理論上,韋伯望遠鏡可以看到宇宙第一個星系的形成,甚至目睹到宇宙的第一縷光芒。
韋伯望遠鏡的鏡面並不是所謂的二氧化矽,而是金屬鈹,能夠在絕對零度下工作而不發生故障。不僅如此,韋伯望遠鏡身上還附帶了一個由碳元素製成的可摺疊遮光板,展開後能達到一個網球場那麼大,這樣的遮光板有足足5層,基本上能夠完全屏蔽太空中的電磁幹擾。
在如此高科技的前提下,韋伯望遠鏡的重量只有哈勃望遠鏡的一半,但是其綜合能力卻超過了哈勃的一百倍。在經過了數次推遲後,詹姆斯·韋伯望遠鏡將於2021年3月發射,相信它的升空將會讓人類天文學進入到一個全新的時代。