浩瀚的宇宙無邊無際，那麼我們如何才能看到宇宙邊緣呢？

2020-09-05 甩跟科普

宇宙很大，大到無法想像，而我們人類又這麼渺小，那我們又是如何看到遙遠的宇宙的呢？

有些小夥伴可能會說了，用望遠鏡不就能看到了嗎？其實並不是的。

你想呀，在宇宙中有那麼多天體，離我們又是那麼的遠，肯定有被擋住的吧，也肯定會有太暗看不見的吧，那麼對於這樣的天體，或者那麼大的宇宙，我們到底應該怎麼去看呢？

一、地面光學望遠鏡

眾所周知，地面上如果天氣好的話，肉眼就可以觀測到非常好的星象，但是如果想要更好的觀測，就需要藉助天文望遠鏡的觀測了。

1608年，荷蘭人發明了世界上第一臺望遠鏡，第二年，著名的物理學家伽利略首次的使用望遠鏡去觀測天體。

而我們現代人所用的天文望遠鏡，大概可分為三種，分別是折射式望遠鏡、反射式望遠鏡還有折反射式天文望遠鏡。而這些望遠鏡的工作原理都是利用的光的折射和反射現象，從而放大我們肉眼能夠看到的像。但是呢，今天我們不過多解釋這種傳統望遠鏡的工作原理。

當然這種傳統的光學望遠鏡在人類的天文學歷史上也佔著非常重要的位置，尤其是牛頓式反射天文望遠鏡。

1845年，威廉赫歇爾通過反射式望遠鏡發現了天王星，還通過觀測，證實了銀河系的恆星分布是扁平狀的。

1917年，胡可望遠鏡建成。通過胡可望遠鏡，愛德文哈勃發現了仙女座星雲，正式由大量恆星組成的，其距離也遠大於銀河系，也知道了這銀河系還真是天外有天。

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當然了，即使這麼大的天文望遠鏡，想要看到極其遙遠的宇宙空間，那也是難上加難的。就在這個時候，人們發現了一種可以幫助人們看到更遠距離的現象，這個現象也是停留在光學層面上的。

二、引力透鏡現象

其實在宇宙空間中，光線也並不都是沿直線傳播的，就好像凸透鏡對光線有著匯聚作用一樣。


通過廣義相對論的理論，我們發現引力和質量會使時空發生彎曲，而這種彎曲就會造成光線在空間中的傳遞發生彎曲，這種現象，就被稱為引力透鏡現象。

在極其遙遠的宇宙空間中，恆星發出的光，再通過一些引力極大、質量極大的天體或星雲時，光線就會聚集，使得人們通過望遠鏡看到的像又會被放大好幾倍。當然，僅僅利用這種天文現象進行觀測也是有一定的缺陷的。

比如說，強引力透鏡一般會形成多重像或者光弧，而弱引力透鏡，大多數情況也僅僅是在統計學上，改變背景源的形狀和數密度。

遙遠空間發出的光，一樣會被遮擋和幹擾，這個時候該怎麼辦呢？

三、紅外線觀測和射電天文望遠鏡

雖然，天體發射的光線也是可見光，會被其他天體所遮擋。無論是我們在地球上所使用的光學望遠鏡，還是利用引力透鏡現象達到的觀測目的，都是建立在可見光範圍內的。這時人們就想了，可見光範圍內看不見，那就試試紅外線吧。


天文學家就把波長放到0.75-1000微米，也就是紅外線的波段，進行一下紅外觀測，就能夠獲取一些可見光觀測不到的信息了。比如說暗物質、宇宙起源，這些都需要紅外觀測的幫助了。

近30年，紅外天文也是蓬勃興起，而如果我們把波長放到更遠的位置，到了無線電波波段，就存在一種對天文觀測影響更大的無線電波了，天文學上管這個就叫做射電波。而這些用來探測射電波的儀器，我們就統一稱之為射電望遠鏡。

雖然，射電望遠鏡叫做「望遠鏡」，但是它卻並不完全是望遠鏡，有的長得像雷達，還有的長得像個盆一樣。


四、空間望遠鏡

當然了，無論是紅外觀測還是射電望遠鏡，其實大氣層的幹擾都是相當嚴重的，大氣層要先吸收一大部分的電磁波。為了避免大氣層的幹擾，我們要麼找一個環境比較好、海拔比較高的地方，要麼就把它發射到外天空去，這個被發射到外太空的望遠鏡，就叫做空間望遠鏡。

比如說，大家所熟知的哈勃望遠鏡，它就是一個空間望遠鏡。


最後，我們再來說一說紅移現象。

我們都知道，宇宙是在加速膨脹的，因為宇宙是由宇宙大爆炸當中誕生的。隨著宇宙的加速膨脹，我們觀測到的星光就會發生嚴重的紅移現象，而這種紅移現象對超深空的研究也是至關重要的。

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