天文臺(tái)和望遠(yuǎn)鏡

與月亮和行星不同的是，恒星距離我們很遠(yuǎn)，以致我們無法親自或者通過太空探測器去拜訪它們。為了了解恒星、星云和星系，我們只能研究從這些遙遠(yuǎn)天體上發(fā)出來的光線。從1609 年尤其是伽利略的第一次發(fā)現(xiàn)之后，天文學(xué)家已開始使用望遠(yuǎn)鏡來探索恒星。數(shù)個(gè)世紀(jì)以來，天文學(xué)家們制造了更大的望遠(yuǎn)鏡來獲取更多光線，以觀察更遙遠(yuǎn)更暗淡的天體。更大的望遠(yuǎn)鏡還能夠提供更清晰的視野。天文學(xué)家如今在計(jì)劃建造一種望遠(yuǎn)鏡，其使用的反光鏡是現(xiàn)在所有望遠(yuǎn)鏡所用反光鏡的4 倍到5 倍大。

誰是第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的使用者

第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡于1608 年發(fā)明于荷蘭。在1609 年7月之前，英國人托馬斯·哈里奧特第一次使用望遠(yuǎn)鏡觀察了月球。但是伽利略是第一個(gè)發(fā)表用望遠(yuǎn)鏡觀察所獲發(fā)現(xiàn)的人，并因此而出名。伽利略的小望遠(yuǎn)鏡使用了一枚直徑僅為37 毫米的小鏡片，放大倍率只有實(shí)際尺寸的20 倍。如今大部分入門級(jí)望遠(yuǎn)鏡都要比他用的這架好得多。

意大利望遠(yuǎn)鏡 伽利略的第一臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡至今仍然存世，現(xiàn)存于意大利佛羅倫薩的一家博物館內(nèi)。

甚大望遠(yuǎn)鏡

巨大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，例如歐洲的4 臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡，都被建造在能夠打開和旋轉(zhuǎn)的天文臺(tái)中，以便能夠觀測天空中的每個(gè)角落。

山頂望遠(yuǎn)鏡

大型天文臺(tái)都建造在高山上，目的是能夠透過云層和避開大氣層的模糊效應(yīng)。冒納凱阿是夏威夷的一座高聳的火山，世界上一些最大的望遠(yuǎn)鏡都安置于此，比如圖片前景中的雙子望遠(yuǎn)鏡。

雙子望遠(yuǎn)鏡

現(xiàn)今所有的大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡都使用反射鏡收集、匯聚光線。例如這臺(tái)雙子望遠(yuǎn)鏡最大的單體反射鏡，其直徑可達(dá)8米—和一棟小房子差不多寬。更大的望遠(yuǎn)鏡則使用由許多小型單元組合成的反射鏡。

阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡

世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡位于美國波多黎各，其碟形天線直徑為300 米—足以裝下3個(gè)足球場。固定的碟形天線永遠(yuǎn)朝上指向天空。碟形天線上方有一個(gè)可移動(dòng)天線，協(xié)助望遠(yuǎn)鏡追蹤天體。

可移動(dòng)的碟形天線

天文學(xué)家可以利用巨大的碟形天線來記錄來自太空的無線電波，比如使用位于美國新墨西哥州荒原的甚大天線陣（VLA）。這里的碟形天線和大部分射電望遠(yuǎn)鏡的一樣，能夠?qū)?zhǔn)天空的任何位置接收無線電波。27 架天線還可以沿著軌道（見下圖）移動(dòng)，構(gòu)建了一個(gè)直徑達(dá)數(shù)千米的巨大天文望遠(yuǎn)鏡。

信號(hào)放大器

接受來自恒星的信號(hào)

射電望遠(yuǎn)鏡使用金屬碟形天線來接收無線電波，并將電波導(dǎo)至位于碟盤焦點(diǎn)處的接收天線。天線將電波轉(zhuǎn)換為信號(hào)，信號(hào)在被放大和記錄后，作為波譜或“電波”圖像被顯示出來。