為什麼哈勃太空望遠鏡只花30年時間,就改變了人類對宇宙的理解?

從現在到過去-哈勃太空望遠鏡拉近了我們與宇宙物體之間的距離

在人類社會文明還比較落後的過去，不少人都偏執的以為地球就是宇宙的中心，而這個世界上的所有其他宇宙物體，都應該是在圍繞著地球旋轉。但是，隨著一臺名為哈勃的太空望遠鏡誕生之後，人類在過去數百萬年時間形成的宇宙觀被徹底顛覆，我們與宇宙中其他物體之間的距離也越來越近。

眾所周知，不管是人眼觀測、還是普通的地面望遠鏡，都難以捕獲距離遙遠的宇宙物體信息。而哈勃太空望遠鏡卻可以追溯到一百多億年前的星系，為我們揭示宇宙早期的諸多難解之謎。而且，即便是在哈勃太空望遠鏡投入運營之後的第三個十年，其強大的觀測能力也並沒有隨著時間的遞進而出現衰退跡象。

雖然人類無法觀測到宇宙物體的整個演化過程，但哈勃太空望遠鏡卻可以捕獲處於不同演化階段的恆星和星系。原來，包括我們的銀河系在內，所有星系都是宇宙中的恆星系統，而這些大質量星系的中心都至少存在一個超大質量黑洞。與此同時，宇宙的膨脹速率並不是固定不變，而原因則可能與一種未知的暗能量有關。

截至目前，哈勃太空望遠鏡已經在其既定的軌道上為全人類服務30年，這個數字並不只是它壽命長短的體現，而源源不斷地向地球回傳億萬光年外的神秘信息才是其最大的價值。比如，被稱為最全宇宙圖譜的「哈勃遺產場」(HLF)，涉及了26.5萬個星系的7500張星空照片，尤其是其中過百億年齡的星系，更為科學家們了解早期宇宙提供了重要信息。

哈勃的時光機，如何改變人類對自然世界的觀念？

哈勃太空望遠鏡就是一臺時光機

的確，當我們遠離喧囂的城市，選擇一個天氣晴好的夜晚，只需要微微一抬頭便能看到與我們相隔距離遙遠的眾多恆星和星系。但是，我們所看到的星空卻並不是實時的星輝。比如，月光實際上是在1.3秒之後才被地球上的我們看到，而白天裡大家看到的太陽光則需要八分多鐘才能抵達地球。

宇宙中許多存在體的生命周期都是以億年為單位，而我們人類的整個進化史也才數百萬年，所以，要想直接觀察到這些物體的演化過程並不現實。但是，那些從幾十億年前就開始在宇宙空間中傳播的光芒，在被哈勃太空望遠鏡捕獲之後，卻讓我們能夠對數十億年前、乃至一百多億年前的星系有所了解，並對恆星、乃至星系的演化和時間之間的關係有了更準確的認識。

哈勃太空望遠鏡的誕生

從1610年伽利略首次將自己發明的望遠鏡瞄準天空，我們對自然世界的觀念發生了天翻地覆的變化。原來，橫跨在天空中心的特殊形狀斑塊，它們並不是真正的雲朵，而是由眾多恆星集合在一起組成的銀河系；而太陽系之中的木星，也跟我們的地球一樣擁有自己的天然衛星。

隨著人類社會科學技術的發展，不管是望遠鏡的功率還是體積都明顯增加。當然，其結構也就同步變得更加複雜，而哈勃望遠鏡則成為了人類歷史上第一個放置在太空中的光學望遠鏡。從1946年開始構思，到1990年4月24日成功發射，哈勃太空望遠鏡的誕生凝聚了科學家們數十年的心血。雖然，在1990年到2000年之間，哈勃太空望遠鏡的維修次數達到了五次，但這並沒有影響其成為人類歷史上最偉大的宇宙探索儀器之一。

既然說到哈勃望遠鏡的誕生，那就不得不提到其名字的來源，而這一切都要從天文學家埃德溫·哈勃說起。這位偉大的天文學家身上有一般人沒有的光環，比如：觀測到宇宙膨脹實例證據的第一個人，以及河外天文學的奠基人。

正是愛德溫·哈勃通過星系的紅移現象，創立了所謂的哈勃定律。再加上他同時也是觀測宇宙學（星系紅移和距離有關），以及星系天文學（星系的本質是恆星系統）的開拓者和創始人，所以，他也被世人稱為星系天文學之父。

事實上，以愛德溫·哈勃的名字來命名的事物，不只有這個世界上最大的天文望遠鏡，同時還包括了月球上的哈勃環形山，以及小行星2069（2069 Hubble）。毫無疑問，這種命名方式的意義，主要就是為了紀念天文學家愛德溫·哈勃對世界天文學所做出的偉大貢獻。

哈勃極具代表性的幾個重要發現：

第一：迄今為止，哈勃太空望遠鏡對宇宙物體的研究已超過40000個，那些無法通過肉眼捕獲的珍貴視野讓我們明白，地球不是太陽系的中心，更不是宇宙的中心。不同於一般的地面望遠鏡，被置於地球大氣之上的哈勃太空望遠鏡能夠捕獲到更清晰的圖像。比如，其極具代表性的M16鷹狀星雲圖像。

第二：在哈勃太空望遠鏡的觀測下，宇宙的年齡從10億到200億年的寬泛範圍，精確到了138億年左右。在時間的遞進過程中，造父變星會有規律的發生明暗變化，而科學家們就可以根據哈勃觀測到的數據來確定出恆星的距離。

第三：發現了宇宙中有超大質量黑洞的存在，並普遍地存在於大多數星系之中。通常情況下，超大質量黑洞這種宇宙物體類型，其質量可達到太陽質量的100萬到100億倍左右，具有平均密度相對較低和視界附近潮汐力相對較弱的特點。比如，在我們地球所在銀河系中，其銀心處就存在一個超大質量黑洞Sgr A*。

第四，宇宙中的星系會隨著時間遞進而發生變化，那些處於不同階段的星系之間存在的相互作用，則進一步促進了星系的增長和其他變化。或許很少有人知道，其實僅僅是位於哈勃太空望遠鏡深空地帶的星係數量就多達5500個，而大約132億年前的星系，則是其可以追溯到的時間最為久遠的一個星系。

當然，哈勃太空望遠鏡運行的這30年，還有很多可圈可點的探索發現，比如，清晰的展示了銀河系中類星體周圍的環境、對星系團周圍暗物質的描繪提供了幫助、發現宇宙膨脹加速可能於暗能量有關、捕獲了超新星爆發的過程快照、見證了諸多太陽系事件的發生。

與此同時，哈勃太空望遠鏡不僅讓我們了解了死亡恆星周圍的氣體殼是怎樣的結構，就連難得一遇的「惠木相撞」也沒有逃過它的視線。簡而言之，哈勃太空望遠鏡用自己30年的時間，就改變了全人類數百萬年以來對宇宙的認識。我們不僅在它工作的這幾十年時間裡，親眼目睹了許多驚豔絕倫的太空照片，更揭開解到了眾多宇宙物體的神秘面紗。

哈勃望遠鏡的世界，普通人如何窺探一二？

望遠鏡數百年的發展和蛻變

相信對於所有天文愛好者而言，能夠觀測距離遙遠宇宙物體的望遠鏡，一定是大家特別熟悉的光學儀器。那你是否知道，人類歷史上的第一架望遠鏡（1608年）竟是由一名荷蘭眼鏡商製造，而真正投入到科學應用中的第一臺望遠鏡，則是由伽利略·伽利雷在1608年製造完成。

截至目前，望遠鏡的發展史已有四百多年的時間，換句話說，在這幾百年之前，人類對宇宙的所有思考和發現，其實都是建立在肉眼觀察的基礎上。從最初的4倍雙鏡望遠鏡，到如今響徹世界、位於地球大氣層之上的哈勃空間望遠鏡，毫無疑問，望遠鏡的功能變得更加強大，而觀測的距離範圍也越來越遠。

哈勃觀測物體的易見程度不同

的確，哈勃望遠鏡與我們之間的距離太過遙遠，而一般的望遠鏡又無法與其相提並論。但是，在這個特殊的四月，一定有不少天文愛好者都跟我一樣，或許大家都正在試圖通過自己的方式向哈勃升空30周年致敬。

當然了，哈勃觀測的物體也存在難以程度，所以，我們一般天文興趣愛好者購買的望遠鏡，當然也只能觀測到其中的極小一部分物體。其實，大家並不需要購買特別先進的設備，哪怕是雙滾筒望遠鏡這樣的設備，只要是在晴朗、且無燈光幹涉的黑暗夜空中，我們也能夠觀察到一些哈勃觀測的星系、或其他宇宙物體。

而對於4月這個特定的時間來說，我們可以選擇北半球的一些宇宙物體，比如，像M101、M81、M182和C59，就更容易被大家在夜空中尋找到；而夜空中表現更微弱的M108、M105、M65、M66、M95和M96，作為普通業餘愛好者的我們，則很難找到如此具有挑戰性的星系。