古往今來,人類對浩瀚宇宙、渺渺星空的探索從未間斷。今天,我們就來聽聽在人類探索星空的過程中功不可沒的一員“大將”——天文望遠鏡的自述,了解一下它是怎樣幫助我們認識地球以外的世界的。
(奇 奇)
我叫天文望遠鏡,相信大家都聽說過我,不過,使用過我的人則很少。所以,大家都覺得我很神秘,而且對我也有很多誤解,這里我就給大家做個自我介紹。
我們的家族很龐大,既有老祖宗——光學望遠鏡,又有新兄弟——射電望遠鏡。我們家族所有的成員都屬于這兩類中的一種。當然,每個成員都可能有自己特有的名字,這些名字往往是根據它們各自的用途和構造而起的。比如太陽望遠鏡、折射望遠鏡等等。
光學望遠鏡
平常,大家最容易見到的就是我們的老祖宗——光學望遠鏡。它們大小不一,形態各異,構造也各不相同。但是,它們都是應用光學原理,利用玻璃的折射、反射制造的。光學望遠鏡至少有一組物鏡和一組目鏡。物鏡是用來收集光線的,而物鏡送來的光線,卻必須通過目鏡,人們的眼睛才可以看到。
很多人都以為,我們的放大倍數越大越好,這個說法對不對呢?
實際上,這是不對的。因為倍數大到一定程度以后,我們看到的東西反而會變模糊,這是由光學原理決定的。而且,放大倍數越大,受地球大氣活動的影響也會越大。對于一個小口徑的望遠鏡來說,大的、不合適的放大倍數反而降低了它的分辨能力。要知道,我們最好最大的“大哥哥”們放大的倍數也才有幾百倍。
這里我還想說的是,對于絕大多數的恒星來說,由于它們離我們太遠,即使是最好的望遠鏡,看到的也只是針尖一樣的小光點,根本看不到表面的細節,所以,倍數再大也沒有意義。
其實,衡量我們能力強弱的一個重要因素是有效口徑,也就是物鏡的大小。這等于說,我們的個頭越大越好。所以,現在我們中的“大哥哥”直徑居然達到了6米。不過,我們也很難做得更大了,因為玻璃鏡片太大以后會變軟、變形,這有點像手指粗的鐵條,短的時候很難彎曲,長的時候超出車廂的一截卻很容易彎向地面。
對于一個望遠鏡來說,口徑越大,能夠看到的星星自然也就越多,特別是那些又暗又遠的恒星。實踐證明,肉眼能夠看到的最暗的是6等星,而我們的“大哥哥”們卻能看到比這暗上百萬倍的20等以上的星星。
至于觀測的方法,一開始人們都是用眼睛通過我們觀測的,后來,天文學家又在我們后面裝上了照相機,實現了照相觀測,觀測的結果變得更科學、更精確。不過,照相也有一個缺點,就是給星星照一張相的時間太長,一般要幾秒鐘到幾十分鐘,有的甚至幾個小時。這樣,一個晚上最多只能照幾張,而且,在照一個相的過程中,星星可能已經“?!绷顺汕先f次“眼睛”,而照片上卻看不出來。怎么辦呢?
天文學家又想到了用一種名叫CCD的儀器代替照相機,你可能已經猜到了,它就像一部對光線很敏感的攝像機,可以記錄星星每時每刻的情況。
射電望遠鏡
上面講了光學望遠鏡,下面要說的自然就是射電望遠鏡了。
首先要提到的是,60年前科學家的一個發現——天上的每一顆星星都發出一種叫做電磁波的東西,形象地說,每個星星都是一個“電臺”。當然,每個星星的“播音”都不一樣,而且,它們的“播音”說的都是自己的“心里話”。假如我們能造出一種望遠鏡,去接收它們的電磁波,也就是“收聽”它們的“心里話”,自然就能夠更好地了解它們。根據這個原理,科學家們就發明了這種射電望遠鏡。
射電望遠鏡到底是什么樣子的呢?
同學們可能會在圖片中見過雷達,或者衛星接收天線。其實,它們也算是射電望遠鏡中的兩種。用于天文觀測的射電望遠鏡外觀和它們差不多,大小差別卻很大。小的直徑只有幾米,大的卻有近百米,最大一個直徑居然有300多米,被建在好幾座山峰之間的盆地上,像山間的一只巨型的“鍋”,壯觀無比。
射電天文望遠鏡和光學望遠鏡相比有一個優點,就是不管刮風下雨或者是白天黑夜,都可以工作,這是光學望遠鏡所無法做到的。當然,這并不是射電望遠鏡唯一的優點,20世紀60年代四大天文發現(即類星體、脈沖星、星際分子和3K微波背景輻射)都歸功于射電天文望遠鏡的事實,就證明了這一點。
可以說,射電天文望遠鏡這個新“兄弟”絲毫也不比“老祖宗”光學望遠鏡差,它也為人類了解宇宙做出了不可磨滅的貢獻。