爱德文·哈勃|哈勃怎样改变了人类的宇宙观?30年观测又如何成就天文学新篇章?


迄今为止的最强光学太空望远镜
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两位宇航员在1999年12月的3A维修任务中更换了哈勃太空望远镜的陀螺仪
哈勃太空望远镜取得了巨大的成功 , 哈勃对天文学所有领域的贡献受到了世界天文学家们的认可 。 哈勃望远镜是迄今为止功能最强大的太空望远镜 , 它提供的波长覆盖范围和功能是当前正在运行中的其他光学望远镜所无法比拟的 。
与其他光学天文望远镜相比 , 哈勃望远镜有四个主要优势 , 它拥有前所未有的大范围角分辨率 , 还有从可见光和近红外光到远紫外光的极广光谱覆盖范围 , 哈勃还可以拍摄深空宇宙以及实现高精度光度法的拍摄 。 哈勃望远镜的成像视野很广 , 可以绘制宇宙天体和一些重要结构 。 相反 , 地面望远镜的视野会被大气所影响 , 而且地面望远镜是无法进行紫外光和大部分近红外光观测的 。
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图片是哈勃拍摄到的小麦哲伦星云中的一个名为1E 0102.2-7219超新星爆炸结构 , 超新星残余的气体和结构在中部位置
哈勃望远镜的图像比标准地面望远镜获得的图像要清晰5到20倍 。 面对浩渺宇宙 , 我们很疑惑 , 更多的是对未知的恐惧 , 因为宇宙实在是太大了 , 甚至超出了我们的想象 , 而哈勃优秀的成像能力似乎让我们和宇宙拉近了距离 。 此外 , 与地面望远镜拍摄的图像相比 , 哈勃望远镜的图像极为稳定 , 地面望远镜的视野会由于不断变化的大气和湍流而不断失真 。
单单这些优势而言 , 哈勃就是科学天文观测的重大进步 。 在未来 , 虽然哈勃已经有了很多继任者 , 但是很明显 , 一个人的启蒙老师只可能拥有一个 , 所以即使未来会有很多继任者登上轨道 , 哈勃对人类 , 尤其是对宇宙学的贡献是不可磨灭的 。
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这是泻湖星云 , 在照片的中心 , 一颗比我们的太阳还要亮20万倍的年轻恒星正处于活跃状态 , 星云中的星尘和不同恒星的粒子活动雕刻出了“山脊” , “空洞”等星云奇幻景观
除了优秀成像能力之外 , 哈勃还激励了数代人对宇宙 , 或者说对天文科学产生了强烈的兴趣 , 比如哈勃拍摄的深空场图像 , 哈勃拍摄的木星的大红斑 , 每周年纪念日拍摄的各种星云和星系等等 。 面对宇宙 , 有了哈勃 , 我们的疑惑成为了兴趣 。 就在此时 , 我们也了解到 , 宇宙远远没有我们想象的简单 , 它复杂的很 。
神秘宇宙中的文明灯塔 宇宙不仅浩渺无垠 , 而且非常复杂且神秘 。 我们说什么组成了宇宙?大家肯定会回答 , 星系星云 , 还有比地球上沙子还多的星球组成宇宙了呗 。 其实宇宙中可见的所有物质不足5%的比例 , 也就是说剩下的95%都是我们无法看到的 , 无法直接观测的 , 它们就是暗物质与暗能量 。
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哈勃太空望远镜拍摄了许多令人叹为观止的宇宙图像 , “创世之柱”是哈勃的代表作之一 。 哈勃在2015年重新拍摄了“创世之柱”的图像 , 这里是恒星的家园
在哈勃太空望远镜发射之前 , 天文学家和宇宙学家对暗物质和暗能量是束手无策 , 但是通过哈勃优秀的成像水平 , 天文学家发现了暗物质与暗能量的蛛丝马迹 。 天文学家长时间利用哈勃观测固定的数十个星系 , 发现这些星系周围都有暗物质团块结构 。 换句话说就是所有星系都并嵌入到了暗物质粒子当中 。
暗物质本身由缓慢移动的粒子组成 , 这些粒子聚在一起形成统一结构 。 整个银河系周围的暗物质粒子的质量甚至不超过商用飞机的质量 , 但是就是这些粒子可以左右星系的移动和形态 , 甚至可以让两个星系相撞 , 就比如说水中的两艘船 , 水不会快速流动 , 但是它会缓慢流动 , 流动30亿年(这里以仙女座和银河系做对比)之后 , 两艘船就会相撞 。 暗物质与暗能量我们是看不到的 , 但是借助哈勃太空望远镜优秀的成像能力 , 我们就可以看到它们是如何影响星系行为的 , 从而确定暗物质的一些参数 。


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