江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

宇宙改变宇宙的照相机，人类的视野从未如此清晰


哈勃空间望远镜是以美国天文学家爱德温·哈勃为名 ， 于1990年4月24日成功发射 ， 位于地球的大气层之上的光学望远镜。
哈勃太空望远镜在1990年升空以后就拍摄了它的第一张照片 ， 不过前期还处在调试阶段 ， 并且发现了主相机存在问题 ， 直到1993年NASA第一次升空维护任务完成以后 ， 哈勃才真正开始腾飞 。
宇宙改变宇宙的照相机，人类的视野从未如此清晰
本文插图
上图为美国国家航空航天局第一次哈勃维修任务 。 宇航员杰弗里·霍夫曼移除了哈勃的广角和行星照相机1 (WF/PC 1) ， 并安装了功能更强大的广角和行星照相仪2（WF/PC 2） 。
宇宙改变宇宙的照相机，人类的视野从未如此清晰
本文插图
新安装的广角和行星照相机2 (WF/PC2）大大提升了哈勃的成像能力 。 下图是第一次维修任务之前和之后的区别！
宇宙改变宇宙的照相机，人类的视野从未如此清晰
本文插图
这个差别稍微有点大 ， 上图中的星系为M100 ， 左边是WF/PC 1的成像效果 ， 右边是WF/PC2的效果 。
从1993年到2009年 ， WF/PC2是哈勃太空望远镜上主要的工作相机 ， 在它的一生中拍摄了无数的标志性图像 。 其中有五幅图像特别引人注目 ， 它们的形象永远地改变了我们人类心目中的宇宙 。
原始哈勃深场 当我们仰望夜空的时候 ， 肉眼能看到的星星有限 ， 有些地方有星星 ， 有些地方没有 ， 只是一片黑暗、虚空的深渊 。 如果我们用双筒望远镜观察天空 ， 就能看到比肉眼更多的星星 ， 用专业天文望远镜的话比用双筒望远镜看到的更多 ， 这说明黑暗的夜空中不是没有星星 ， 只是我们观测的设备不行 。
1995年 ， 科学家决定用哈勃太空望远镜来做这个实验 ， 看一下黑暗的天区到底有什么？于是我们在黑暗的夜空中选择了一个几乎没有恒星 ， 没有已知的星系、星团 ， 或者任何发光东西的区域 。 把望远镜对准这片空无一物的空间 ， 持续观察几天...
宇宙改变宇宙的照相机，人类的视野从未如此清晰
本文插图
上图的每一边在天空中只有一度 ， 或者说上图中所显现的天区只占夜空的0.005% 。 可以想象一些这是多么的小 。 夜空大约有20000平方度 ， 而上图中黄色的小区域却不到0.002平方度！在哈勃观测之前 ， 我们只知道在这个小区域内有5颗暗淡的恒星 ， 其他什么也没有 。
在10天的时间里 ， WF/PC2在这片区域内拍摄了342张照片 ， 凝视着这片看起来什么都没有的区域 ， 捕捉着那里可能存在的每一个光子 ， 在342张照片中有些照片曝光了几分钟 ， 看起来完全就是一片黑暗什么也没有 。 不过在10天之后 ， 当我们把这些照片叠加在一起时 ， 下图就是我们所看到的情形 。
宇宙改变宇宙的照相机，人类的视野从未如此清晰
本文插图
这是哈勃最了不起的发现之一！在这张照片中每一个发光的点都时一个星系 ， 在我们获得这张照片之前 ， 我们完全不知道宇宙深空有多深、物质有多稠密、有多少星系 。
那么你知道这张照片中有多少星系吗？或者说在小于0.002平方度的天空里有多少星系?
我们可以截取上图的8%然后放大 ， 可以数一下 。
宇宙改变宇宙的照相机，人类的视野从未如此清晰
本文插图
记住每一个模糊的斑点 ， 或发光点都是一个星系！在这张图片里大约有350个星系 。 然后根据简单的数学计算 ， 全天空两个半球大约40000平方度 ， 然后乘以我们在0.002平方度的天空里发现的星系数量 ， 我们就得出了宇宙中至少有10^11个星系 ， 或者说是100000000000个星系！


推荐阅读


上一篇：个人|贾跃亭上半年是怎么把自己“折腾”回国的？

下一篇：排头扫描|当场KO黑人女，局长：不能容忍，现场残暴！美国警察突出一记勾拳