「哈勃」望遠鏡重新定義宇宙構成：70%暗能量和30%宇宙物質
2020-11-04 撈星辰的種花家1683年，列文虎克站在桌前，正通過一個小小的儀器在觀察著什麼。列文虎克自言自語：「這些小傢伙幾乎像小蛇一樣用優美的彎曲姿勢運動！「原來，列文虎克正在通過他自製的顯微鏡觀察牙垢中的細菌。但當時他並不知道這是細菌，他把它命名為：「狄爾肯」，是拉丁文Dierken的譯音，意即細小活潑的物體。
列文虎克一生中磨製了400多個透鏡，其中一架簡單的凸透鏡，其放大率達300倍，遠超同時代的鏡片，但這一切只為了一個簡單的目的：滿足好奇心！
安東尼·列文虎克（1632年10月—1723年8月），其一生磨製了400多個透鏡，他磨製的透鏡遠遠超過同時代人
如果說列文虎克對微小事物的探知滿足了人類對微觀世界的好奇心，那麼哈勃望遠鏡的發射則滿足了人類對宏大宇宙的好奇心！
例如，在哈勃的幫助下我們測算出了宇宙138億光年的壽命；我們看到了太陽一樣的恆星是如何一步一步走向死亡的；我們還了解到了絢爛的星系是如何形成和演化的。
超新星遺蹟N49，這個遺蹟跨越30光年，位於我們的鄰居星系-大麥哲倫星系之內！
美國國家航空航天局科學部門負責人魏勒說：「哈勃讓人類的思想和精神得以穿越若干光年，甚至是幾十億光年！」
1980年，這架空間望遠鏡被取名為哈勃，科學家們希望它能像天文學家埃德溫·哈勃發現宇宙膨脹一樣，能夠發現更多的宇宙奧秘。
在加州威爾遜天文臺天文學家埃德溫·哈勃正在使用100英寸的胡克望遠鏡。
如今人們在哈勃身上取得的成果不計其數，截至2015年4月，直接或間接通過哈勃望遠鏡的成果而發表的科學論文數目，達到12800篇，其中還包括幾項問鼎諾貝爾獎的成果。但很多人都不知道的是，哈勃的前半生是充滿坎坷的，甚至在它發射升空後還一度淪為「宇宙笑柄『！
索爾·佩爾馬特、亞當·裡斯、布萊恩·施密特三人觀測遙遠超新星發現宇宙的加速膨脹獲得2011年物理諾貝爾獎
1946年，天文學家萊曼·斯必澤發表了一篇《在地球之外的天文觀測優勢》的論文，他指出：在太空中搭建天文臺，能夠避開大氣湍流和散射，以及吸收紫外線的臭氧層，從而看到一個更為清晰的宇宙。但在那個還沒有人造物體進入過太空的年代，他的構想顯得太過前衛。
直到1962年，美國已經擁有了較為成熟的航天能力，於是，美國國家科學院向NASA提出申請：將空間望遠鏡列入太空發展計劃。三年後，NASA通過了美國國家科學院的申請，成立了以建造哈勃為目的的科學委員會，斯必澤擔任主任委員。
萊曼·斯必澤，被尊稱「空間望遠鏡之父」。
1968年NASA確定了在太空中建造直徑3米反射望遠鏡的計劃，當時暫時命名為LST（大型軌道望遠鏡或大型空間望遠鏡），並預計在1979年進行發射。但計劃趕不上變化，NASA向國會申請預算，卻遭到了拒絕。為此，天文學家不得不四處呼籲，國家科學院也專門強調太空望遠鏡的重要性。最後，參議院同意在消減經費和規模的基礎上繼續實施計劃，但望遠鏡的口徑縮減到了2.4米，而原計劃作為測試用的1.5米空間望遠鏡也被取消，雖然拉來了歐洲航天局作為共同合作夥伴，得到了一些經費和儀器，但作為回報，歐洲的天文學家可以使用15%以上的觀測時間。
通過哈勃拍攝的雪茄星系，一個不規則星系，位於大熊座，離我們1200萬光年遠！
後來因為種種原因，哈勃的發射時間由1979年推遲到了1983年，最終，決定在1990年發射。1986年1月，在美國佛羅裡達的卡那維拉爾角，發生了讓世界震驚的挑戰者號爆炸事件。因為太空梭在發射時氣候不佳，O型封閉環在低溫下失效而發生了事故，有7名太空人在這次事故中罹難，包括第一次以平民身份參加太空飛行的女教師麥考利夫。事故過後，美國所有的太空計劃都被按下了暫停鍵，哈勃也不例外。
1986年1月28日，挑戰者號在進行第10次太空任務時，因為右側固態火箭推進器上面的一個O形環失效爆炸。
直到1990年．哈勃發射升空。這個從1968年就開始計劃的項目，歷經22年終於走上了正軌，科研人員、許多天文學家和天文愛好者都希望它能夠給人類做出卓越貢獻。但沒想到的是，哈勃升空後傳回來的圖像一直模糊不清，科研人員反覆排查，原來是鏡片出了問題。
於是哈勃成了深夜連環畫節目的嘲笑對象，大家譏笑它是一個大把燒錢的空架子，一幅漫畫甚至譏笑哈勃的設計者是近視眼。
哈勃太空望遠鏡，第一次發射升空時因為鏡片出了問題，被人們嘲笑為空架子！
為此，哈勃沉默了3年半，在這三年半裡，研究者給哈勃設計了一套新的透鏡，使得它能夠遠程拍攝天空照片。1995年，哈勃拍攝了一幅名為：老鷹星雲「的圖片，這組圖片展示了恆星誕生之處，星雲的絢爛和動人心魄，這給曾經嘲笑哈勃的人來了一個重重的反擊，這也讓哈勃永久性的擺脫了汙名，而NASA將這幅照片稱為」創造之柱「。
1995年，哈勃望遠鏡首次拍攝到「創世之柱」的照片，距離地球約6500-7000光年，位於天鷹星雲內。
從此，哈勃在宇宙探索的路上一發不可收拾，在它的幫助下，人類有許多重大的科學發現，下面列舉五種。
（1）暗能量
宇宙在不斷膨脹，而宇宙中所有物質的引力會使這個膨脹速度變慢。但在1998年，天文學家通過對1A型超新星的觀測發現，宇宙是在加速膨脹。那麼，在真空中應該有一種能量加速了這一過程，這個能量被科學家稱為暗能量。
圖表顯示了宇宙由70%的暗能量和30%的物質構成
（2）哈勃常數與宇宙年齡
哈勃常數是對宇宙膨脹速率的一種量度，它的值與宇宙的年齡呈反比。在哈勃發射之後，科學家更為精確的測出了哈勃常數。同時，根據哈勃常數，又測算出了宇宙138.2億年的年齡。
哈勃定律圖
（3）宇宙恆星形成速率
隨著時間整個宇宙形成新恆星的速率，知曉星系中恆星質量累積的速度可以為星系的形成和演化模型提供基本的約束。
船底座星雲，300萬年前，當恆星們第一次在一片分子氫雲中點燃時，它誕生了。
（4）暗物質
通過哈勃的觀察，科學家製作出來迄今最大的暗物質三維分布圖，這些分布圖有助於限制描述星系團如何生長的理論模型。
藝術作品，暗物質圍繞著銀河系中心！
（5）星系中心黑洞
在哈勃投入運轉之前，天文觀測就暗示了，至少在某些星系的中央就存在超大質量黑洞。通過哈勃的觀測，更加清晰的證明了這一事實。即由恆星構成核球的每一個星系在其中心基本上都有一個超大質量黑洞。這些黑洞的質量從矮星系中的數萬個太陽質量到巨型星系中的數十億個太陽質量不等。
銀河系銀河中心的超大質量黑洞！
寫在最後
截止2020年4月14日，哈勃已經30歲了，而科學家們也為它準備好了繼任者——詹姆斯·韋伯望遠鏡。韋伯望遠鏡就好像曾經的哈勃，從經費到發射時間，一次一次的出現困難和阻礙，最後的發射時間定在2021年3月30日。
也許是好事多磨，韋伯望遠鏡作為有史以來最強大的太空望遠鏡，它的未來，在人類探索宇宙的路上必將留下濃墨重彩的一筆！
詹姆斯·韋伯望遠鏡圖，NASA提供
相關焦點
-
哈勃30周年:發現宇宙終極真相,哈勃望遠鏡是怎麼做到的?
望遠鏡顯然是人類最偉大的發明之一，自伽利略時代以來，人們製造了數不清的望遠鏡，但迄今為止還沒有一臺望遠鏡能像哈勃空間望遠鏡一樣改變我們的思維，因為它展示的不只是遙遠宇宙美麗的照片，而是重新定義我們對於整個宇宙的認知！哈勃望遠鏡是怎麼來的？ -
30張高清賀圖，獻給哈勃望遠鏡30周年：宇宙探秘
謹以此文獻給哈勃望遠鏡發射30周年。1990年4月24日，美國甘迺迪航天中心，「發現者」號太空梭搭載了「哈勃太空望遠鏡」成功發射升空。哈勃望遠鏡的發射之路雖是一波三折，遇到了資金短缺、磨錯主鏡形狀、吸熱器壽命縮短...種種攔路虎，導致在剛發射後無法拍到一張完整圖片。那時的NASA都以為30億美元化水了，可是他們並沒有放棄哈勃，從1993年到2009年共進行了6次大型維修。而哈勃也是一邊維修一邊執行拍攝任務。 -
30張高清賀圖,獻給哈勃望遠鏡30周年:宇宙探秘
謹以此文獻給哈勃望遠鏡發射30周年。1990年4月24日，美國甘迺迪航天中心，「發現者」號太空梭搭載了「哈勃太空望遠鏡」成功發射升空。到現在哈勃望遠鏡已經是目前最重要的天文望遠鏡之一，服役的30年來已經繞地球飛行了13萬7000周，執行120多萬次任務，向地面發回了100多T的觀測數據。由此推算出宇宙年齡約138億年。 -
宇宙中質量最大的天體排名，暗物質和暗能量佔據宇宙質量的95%
你知道我們的宇宙太大了，以至於我們無法估算它的實際大小。由於宇宙膨脹的速度極快，科學家們想出了一個術語「可觀測宇宙」。根據定義，這是一個球形區域，包含了地球上的望遠鏡和太空探測器可以觀測到的所有物質，甚至包括探索探測器「旅行者一號」和「旅行者二號」，它們的主要目的是對太陽系的探索擴展到外星系區域。在太陽的影響範圍之外，可觀測到的宇宙的半徑大約是465.08億光年。 -
哈勃三十年,揭示宇宙奇觀:哈勃望遠鏡十大發現
文字稿如下1990年4月24日，哈勃望遠鏡搭乘著發現號太空梭升空，開啟了30年如一日的太空望遠鏡觀測生涯。誰能想到，它30年的辛勤工作，讓我們對宇宙的認知上升了好幾個臺階。在他到達30年工齡之際，我們列舉一下它的10大發現。 -
「暗物質與暗能量系列」暗能量,宇宙命運的主宰
為此，他不得不編出來一個宇宙常數的概念，通過這個常數來維持他心中那個宇宙的平衡。直到後來，美國天文學家埃德溫·哈勃提出了宇宙膨脹的理論，才解答的愛因斯坦心裡的困惑，讓人們意識到這個正在膨脹的宇宙。他提出了著名的哈勃定律，告訴我們：距離越遠的位置，宇宙的膨脹速度越快。 -
哈勃望遠鏡,絕美的30年
30 年前，哈勃空間望遠鏡於 1990 年 4 月 24 日發射，它的出現永遠地改變了我們觀測宇宙的方式。哈勃望遠鏡拍攝的縹緲、絕美、幾乎如夢似幻的太空美景，在幾十年中一直啟發著人們，引出了許多至關重要的天文發現。 -
暗物質和暗能量的結合構成了宇宙，那暗物質的組成結構是什麼？
宇宙不只包含我們眼睛看得到的東西，而是比這多得多。事實上，就宇宙的絕大部分而言，人是種怪異的存在，微不足道。構成你以及你所關心的一切事物的普通材料只佔宇宙不到10%的內容；宇宙的其餘部分則是由被稱為暗物質和暗能量的神秘物質構成的，這是我們這個時代最偉大的宇宙奧秘之一。至於它們到底是什麼，誰也說不準。 -
哈勃望遠鏡進一步確認宇宙在加速膨脹
新華社華盛頓4月25日電（記者 周舟）美國哈勃太空望遠鏡的新觀測成果進一步確認了宇宙在加速膨脹，現在的膨脹速度比根據早期宇宙特徵預測的膨脹速度快大約9%。 此次研究成果25日發表在美國《天體物理學雜誌》上。研究人員利用新方法對大麥哲倫星雲的70顆造父變星進行了觀測。 -
暗物質和暗能量,會對宇宙造成什麼影響?
有趣的是，雖然暗物質普遍存在於宇宙中，但它們的分布卻並不均勻，在哈勃望遠鏡發現的一個編號為NGC 4736的星系中，暗物質所占星系質量比例幾乎為0。宇宙加速膨脹現象的發現，意味著宇宙中存在一種「未知的斥力」，它在大尺度上抵消甚至戰勝了引力帶來的坍塌，進而導致了宇宙的加速膨脹，科學界將「未知的斥力」命名為「暗能量」，和之前發現存在跡象，但未能直接發現的暗物質一樣，暗能量也還處於尋找階段。 -
哈勃太空望遠鏡確認宇宙加速膨脹 比預測快10%
宇宙膨脹速度比之前預測快10%科技日報北京4月28日電 (記者劉霞)據美國國家航空航天局(NASA)官網近日公布的一項最新研究報告稱，根據哈勃太空望遠鏡數據新測定的宇宙膨脹速度，比歐洲普朗克衛星通過測量宇宙微波背景輻射所預測的速度快要 -
哈勃用了30年時間，將人類帶向了130億光年外的宇宙邊緣！
望遠鏡顯然是人類最偉大的發明之一，自伽利略時代以來，人們製造了數不清的望遠鏡，但迄今為止還沒有一臺望遠鏡能像哈勃空間望遠鏡一樣改變我們的思維，因為它展示的不只是遙遠宇宙美麗的照片，而是重新定義我們對於整個宇宙的認知！ -
哈勃望遠鏡拍攝的經典照片：數百萬恆星構成宇宙噴泉
自1990年發射以來，美國宇航局「哈勃」太空望遠鏡已成為天文史上最重要的儀器，不斷帶給我們驚喜，呈現茫茫宇宙不為人知的一面。對於天文愛好者而言，最激動的時刻莫過于欣賞仿佛讓人身臨其境的宇宙照片。以下即是美宇航局公開的「哈勃」太空望遠鏡捕捉的25張經典宇宙照片。 -
哈勃望遠鏡，捕捉星光的30年
過去 30 年裡，世界各地的天文學家通過它研究黑洞、神秘的暗能量、遙遠的星系以及星系合併。從那時起，我們就進入了一個宇宙探索的新時代。哈勃望遠鏡能夠穿越數百萬光年，觀測到久遠的宇宙世界，距離相當於一個人站在美國華盛頓能夠看到日本東京的一對螢火蟲。而我們向太空中看得越遠，看到的物體就越古老。因為光要經過幾千萬、幾億年才能到達地球。哈勃望遠鏡就這麼凝視著宇宙深處，幫助我們理解星體的誕生、衰老和死亡。 -
科學研究史上的一項技術奇蹟之哈勃望遠鏡
太空望遠鏡升空的30年來，哈勃望遠鏡的觀測發現無論從行星學或是到宇宙學幾乎都讓所有天文學研究領域經歷了一場革命。暗能量與宇宙加速天文學家通過哈勃望遠鏡觀測爆炸恆星發出的光線，發現了暗能量。這種能量充斥著宇宙各個角落。暗能量是一種神秘的能量形態，能夠產生與引力相反的排斥力。此外，哈勃望遠鏡還發現了能夠證明暗能量數十億年來一直與引力「拔河」的證據。 -
暗物質與暗能量,宇宙的95%由它們構成,宇宙命運也將由它們決定
傳統物理學認為宇宙空間中充斥著物質和能量，其實文學家們通過引力透鏡、宇宙中大尺度結構形成、天文觀測和膨脹宇宙論研究表明:宇宙的密度可能由約68.3%的暗能量，4.9%的重子物質（可見物質），26.8%暗物質組成，也就是說在我們的宇宙中只有物質和能量，還有暗物質和暗能量。 -
哈勃望遠鏡30年30張經典照片,讓我們重新認識宇宙
這次任務中沒有太空人，但將要送往近地軌道的對象，卻在此後的30年間徹底改變了我們對宇宙的認識。這就是史上功能最強，同時也是最為成功的光學望遠鏡——哈勃空間望遠鏡。如今，早已超出設計壽命的哈勃空間望遠鏡仍在超齡服役，為我們拍下大至星系團，小到行星與衛星的宇宙萬象。在哈勃望遠鏡即將迎來30歲生日時，NASA官方選出了「哈勃30年的30張照片」。 -
宇宙霧幫助科學家再次修正了哈勃常數
從宇宙層面來講，暗能量在很大程度上推動了宇宙的膨脹，其速度被稱作哈勃常數。該速率的估算，源自天文學家 Ewdin Hubble 的工作，哈勃太空望遠鏡亦取自其名。 在此後的幾十年中，專家們一直在完善該常數的估算。 -
飛船在宇宙中穿行，會和暗物質暗能量湮滅嗎？答案令人忐忑！
如果以後有了星際飛船，進行星際旅行時遇到暗物質，暗能量是不是會讓飛船湮滅？這是一個比較好有趣的問題，因為在這個問題中扯到到了幾種物質，其中包括能夠湮滅的正反物質以及暗物質，還有暗能量等，在這些物質和傳說中的物質中，我們有所了解的是正物質和反物質，這些物質都有什麼特性呢？我們來做個簡單介紹！ -
揭開宇宙奧秘：羅曼太空望遠鏡來了，視野比哈勃望遠鏡大100倍
凝視銀河系之外雖然微透鏡研究將著眼於我們銀河系的中心，那裡是恆星最密集的地方，但羅曼太空望遠鏡的宇宙學觀測將遠遠超出銀河系，研究數億個其他星系。這些觀測將有助於闡明兩個最大的宇宙謎題：暗物質和暗能量。羅曼太空望遠鏡將通過探索規則物質和暗物質在空間和時間上的結構和分布來幫助弄清楚暗物質是由什麼組成