孫兆輝
德國著名哲學(xué)家康德曾經(jīng)說過:世界上有兩件東西能震撼人們的心靈,一件是我們心中崇高的道德標(biāo)準(zhǔn),另一件是我們頭頂上燦爛的星空。為了探尋內(nèi)心的震撼,人們不斷將目光投向遙遠(yuǎn)的宇宙空間,并積極探索著我們頭頂星空的模樣。望遠(yuǎn)鏡作為一種可以極目千里的設(shè)備,被人類廣泛的應(yīng)用在宇宙探尋中。2015年4月,備受矚目的哈勃望遠(yuǎn)鏡迎來了25周歲生日,同時也代表著這名屢立戰(zhàn)功的“將軍”將結(jié)束它的戎馬生涯。
下面就讓我們來一起回顧一下這名“將軍”是如何為人類探索宇宙空間立下汗馬功勞的。
為什么要把哈勃望遠(yuǎn)鏡送入太空?
太空觀測的一大目的,是對太空中的星系和空間進(jìn)行有效的定位。人類生存的地球圈層充滿了空氣,空氣隨著我們頭頂?shù)脑贫湟黄穑幱诹鲃拥臓顟B(tài)。如果把大氣比作水,我們把筆斜著插入水中,就會看到水中的筆似乎被水折斷。我們晃動水,筆在水中的部分也將同時晃動。在天文觀測中,空氣就類似水的特性,因此我們獲得的太空圖像就發(fā)生晃動,同時看到的圖像也就不是原來預(yù)定觀測位置的影像。與此同時,由于地球存在臭氧層,很多紫外線被厚厚的臭氧層吸收或隔離,因此這部分光也無法在地球觀測到。
考慮到地球上種種對觀測的不利影響,科學(xué)家決定把望遠(yuǎn)鏡送入太空,由此影像就不會受到大氣湍流的擾動,視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光,同時也能觀測到被臭氧層吸收的紫外線。
哈勃望遠(yuǎn)鏡究竟為人類做了什么?
當(dāng)我們仰望星空,總會幻想天外的世界究竟是怎樣的,是否在遙遠(yuǎn)的地方也存在有類似地球一樣的生命。因此,帶著人類的好奇和期待,哈勃擺脫了地球的束縛,意圖用自己的“雙眼”去靜靜凝視著天外燦爛的星河,用自己的觀測數(shù)據(jù)使人類更加了解宇宙、了解自己生存的美麗的地球。
下面就讓我們看看,哈勃到底為人類觀測宇宙做出了什么樣的貢獻(xiàn)。
上世紀(jì)80年代初期,黑洞是某些星系的核心還只是一種假說,到了80年代中后期,人類才鑒定出一些星系核心可能是黑洞。然而,哈勃借助高解析光譜和影像有力地證明了這一假說的正確性,并使得黑洞是星系核心成為一種普遍和共同的認(rèn)知。
1994年的一個悶熱夏天,在哈勃完成第一次維護(hù)、修好光學(xué)系統(tǒng)后不久,蘇梅克-列維九號彗星撞擊木星。使得科學(xué)家最為之興奮的,它可能是自發(fā)明望遠(yuǎn)鏡以來,人類第一次觀察到大型天體相撞。這一奇觀可能上百萬年才會出現(xiàn)一次,而哈勃有幸成為了這一奇觀驕傲的見證者。為人類了解生命起源提供了千載難逢的機(jī)會。
哈勃的功績遠(yuǎn)不止如此,它觀測了數(shù)千個星系及星系團(tuán),觀測并記錄下的數(shù)據(jù)容量高達(dá)100TB,要有100~200個普通個人電腦的硬盤總和才能將其裝下。同時,它還為宇宙中所能及的星系勾畫了藍(lán)圖,將人類的視野在宇宙中放大了300多倍,為人類認(rèn)識宇宙年齡、大小及組成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
為什么哈勃望遠(yuǎn)鏡的功能如此強(qiáng)大?
一個好的將軍必須擁有好的武器、設(shè)備,才能夠馳騁疆場。哈勃作為一個優(yōu)秀的望遠(yuǎn)鏡,要面對一個暗背景為主的宇宙色調(diào),同時需要觀察龐大的宇宙空間,必然配備了許許多多強(qiáng)大的觀測設(shè)備,只有這樣才能完成如此多的探測任務(wù)。
除此以為,哈勃還搭載了暗天體照相機(jī)、暗天體攝譜儀和精確導(dǎo)引系統(tǒng)。這么多強(qiáng)大的設(shè)備才最終鑄就了哈勃望遠(yuǎn)鏡極目千里、一覽無余的本領(lǐng)。
未來宇宙的舞臺又會是如何?
當(dāng)哈勃望遠(yuǎn)鏡喜迎25周歲生日的同時,這位昔日輝煌卓著的英雄也將漸漸退出歷史舞臺了。英雄遲暮多少會帶來些許感傷和不舍。這也不禁讓人想起1977年發(fā)射升空的旅行者1號探測器。巧的是,它也于2015年停止了數(shù)據(jù)磁帶機(jī)的運(yùn)作。
那么,人類對于宇宙的探索也會隨著這些英雄的老去而慢慢放緩腳步嗎?答案顯然是否定的,甚至可以說是截然相反的。因?yàn)椋祟愓嬲_始進(jìn)行宇宙探索才處于剛剛起步狀態(tài),宇宙夢才剛剛開始,有理由相信未來的宇宙探索活動將會變得更加頻繁。就在哈望遠(yuǎn)鏡勃即將謝幕的同時,據(jù)一些國外媒體報(bào)道,2018年美國國家航空航天局(NASA)準(zhǔn)備將把史上最昂貴的詹姆斯-韋伯空間望遠(yuǎn)鏡送入軌道,來接替哈勃望遠(yuǎn)鏡的工作。而且,人類探索宇宙空間的雄心遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止如此,目前又有科學(xué)家提出了新的、更大規(guī)模的望遠(yuǎn)鏡。相信將來,人類會繼續(xù)開發(fā)自己的智慧,不斷推出新的方案和設(shè)計(jì),為我們頭頂那片燦爛的星河勾畫出更具體、更美妙的藍(lán)圖。