當(dāng)代天文望遠(yuǎn)鏡的巨大威力使我們的視野遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了太陽(yáng)系、銀河系,使我們見(jiàn)證了宇宙自誕生以來(lái)長(zhǎng)達(dá)140億年的歷史。
最為大眾所熟知的是光學(xué)或者叫可見(jiàn)光天文望遠(yuǎn)鏡。就是一般天文臺(tái)里大球面建筑物里的望遠(yuǎn)鏡,例如紫金山天文臺(tái)下屬的盱眙觀測(cè)站擁有的近地天體望遠(yuǎn)鏡。
在過(guò)去幾百年中,天文觀測(cè)仍脫離不了“可見(jiàn)光”的范圍。事實(shí)上除了可見(jiàn)光之外,宇宙仍存在著各種射線,如γ射線、X射線、紫外線、紅外線和無(wú)線電波如長(zhǎng)波、短波及超短波等等。僅無(wú)線電可以觀測(cè)的有效波長(zhǎng)區(qū)就是可見(jiàn)光的109倍。有人形容,用可見(jiàn)光的波長(zhǎng)來(lái)觀測(cè)宇宙,就如同被關(guān)在黑屋子里的人從門(mén)縫看房子外面的一切。而射電望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明,猶如給這間黑屋開(kāi)了一扇大窗子。
射電望遠(yuǎn)鏡收集的是大波長(zhǎng)的無(wú)線電,分辨率遜于前面介紹的可見(jiàn)光和紅外望遠(yuǎn)鏡,所以要靠大口徑來(lái)彌補(bǔ)。比較著名的是位于波多黎各的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡,它是目前最大的單面口徑射電望遠(yuǎn)鏡(直徑350米)。
由于地球大氣的影響,大部分短波長(zhǎng)的紫外線及X射線無(wú)法到達(dá)地面。為了要觀測(cè)它們,唯一的辦法是到大氣層外去。航天技術(shù)給望遠(yuǎn)鏡帶來(lái)了第三次,也是最徹底的一次飛躍。
1970年12月美國(guó)天文學(xué)家賈可尼領(lǐng)導(dǎo)發(fā)射了一個(gè)名為“自由號(hào)”的X射線衛(wèi)星,隨著它和后來(lái)的“愛(ài)因斯坦天文臺(tái)”發(fā)射升空,數(shù)千個(gè)新的X射線源被發(fā)現(xiàn),而這些發(fā)射X射線的天體中,便包含著宇宙中最神秘的“黑洞”現(xiàn)象。
具里程碑意義的空間望遠(yuǎn)鏡——哈勃空間望遠(yuǎn)鏡,發(fā)射于1990年4月25日,由美國(guó)宇航局主持建造,口徑2.4米,工作波長(zhǎng)從紫外到近紅外,耗資30億美元,是目前所有天文觀測(cè)項(xiàng)目中規(guī)模最大、投資最多、最受公眾注目的一個(gè)項(xiàng)目。盡管由于人為的差錯(cuò),不得不在1993年12月2日進(jìn)行了規(guī)模浩大的修復(fù)工作。但成功修復(fù)的哈勃望遠(yuǎn)鏡,性能甚至超過(guò)了原先設(shè)計(jì)的目標(biāo)。觀測(cè)結(jié)果表明,它的分辨率比地面的大型望遠(yuǎn)鏡高出幾十倍。
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡不僅取得了豐碩的科學(xué)研究成果,還以它拍攝的令人稱奇的宇宙照片激發(fā)了無(wú)數(shù)人對(duì)探索宇宙的渴望。
為了能收集到更多的星光,看到更多更暗的天體,分辨出更精細(xì)的細(xì)節(jié),現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡的口徑越來(lái)越朝巨無(wú)霸方向發(fā)展。
屹立在夏威夷島海拔4200米的冒納凱亞山上兩臺(tái)巨型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡——“凱克I”和“凱克II”,各有一塊口徑達(dá)10米的圓形主反射鏡,鏡面面積差不多相當(dāng)于一個(gè)籃球場(chǎng)的四分之一。
歐洲南方天文臺(tái)(ESO)100多位天文學(xué)家研制的超大望遠(yuǎn)鏡(E-ELT),巨大的鏡面跨度42米,由906塊六邊形的小鏡片組成。預(yù)計(jì)它會(huì)在2017年“開(kāi)光”,天文學(xué)家借助它,將可以看到更加黑暗的深處,解開(kāi)更多復(fù)雜的宇宙之謎。
此外,歐洲天文學(xué)家構(gòu)想的OWL光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡,直徑將達(dá)100米,鏡面由3048個(gè)直徑1.6米的一模一樣的透鏡拼接而成。從2016年可以靠直徑60米的透鏡開(kāi)始工作。到2021年所有透鏡拼裝完畢后,它的觀測(cè)能力將達(dá)到巔峰。屆時(shí),6000平方米的采光鏡將利用肉眼看不見(jiàn)的紅外線探索星空,尋找其它星系中的行星。
正在中國(guó)貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)大窩凼洼地建造的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST),預(yù)計(jì)2016年完工后,將成為世界上規(guī)模最大、靈敏度最高的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。
摘自2014年12月7日《文匯報(bào)》