天文望遠鏡進化史

周潔

天文望遠鏡說明書

天文望遠鏡上一般有兩只鏡筒，大的是主鏡，是觀測目標所用的;小的叫尋星鏡，是尋找目標所用的，也叫瞄準鏡。目鏡是單獨的個體，是決定放大倍率的物品，目鏡上都會有F值，這是目鏡的焦距，用主鏡的F值除以當前使用的目鏡的F值，就是當前的放大倍率，記住，放大倍率是標準，6厘米口徑的望遠鏡的極限放大倍率是120倍左右，8厘米的倍率最大160倍左右。

望遠鏡的誕生

世界上第一架望遠鏡是于1608年由荷蘭人漢斯·李波爾所發(fā)明。漢斯是自己店里的眼鏡師。一次，他看見兩個小孩通過前后兩塊透鏡觀察遠處教堂上的風標，受到啟發(fā)的他經(jīng)過多次試驗，終于發(fā)明了望遠鏡并申請專利，雙筒望遠鏡誕生了。

第一架折射式望遠鏡

隨著望遠鏡的發(fā)展，伽利略于1609年磨制了史上第一架折射式望遠鏡。次年年初，伽利略又磨制了另一架望遠鏡，用來觀察日月星辰并有了許多新的發(fā)現(xiàn)，例如月球崎嶇的表面、金星奇特的相位、木星的四顆衛(wèi)星、土星多變的橢圓外形等。1610年3月，伽利略出版《星空信使》，在歐洲引起巨大的轟動，同時也促進了哥白尼日心說的廣泛傳播。

第一架反射式望遠鏡

1668年，艾薩克·牛頓爵士根據(jù)光的色散理論發(fā)現(xiàn)，任何折射式望遠鏡都會受到色散影響而產(chǎn)生色差，為此，他用一片平面反射鏡和一片凹面反射鏡代替了凸透鏡，不但縮短了鏡筒，還消除了色差。小巧的反射式望遠鏡一經(jīng)問世便引起了轟動。

胡克望遠鏡

整個19世紀后半葉，羅斯伯爵的利維坦望遠鏡都是世界上口徑最大的觀天設備，直到1917年，美國加利福尼亞州威爾遜山上的胡克望遠鏡才打破了它的紀錄。胡克望遠鏡是一架具有傳奇色彩的望遠鏡，20世紀的許多偉大的天文發(fā)現(xiàn)都與它有關。正是利用這座望遠鏡，哈勃發(fā)現(xiàn)了銀河系外的星系，并找到了宇宙膨脹的證據(jù)——星系紅移，為現(xiàn)代宇宙學的奠基立下汗馬功勞。

當磨制更大的鏡片變得越來越難時，1946年，天文學家萊曼·斯必澤萌生了把望遠鏡放到大氣層之外的想法。終于，1990年4月24日，發(fā)現(xiàn)號航天飛機載著哈勃太空望遠鏡在肯尼迪航天中心升空，解決了一些長期困擾天文學家的問題。

射電望遠鏡

1931年，美國人央斯基開創(chuàng)了用射電波研究天體的新紀元后，美國人雷伯便潛心試制射電望遠鏡，終于在1937年制造成功。之后，射電望遠鏡的歷史便是不斷提高分辨率和靈敏度的歷史。

1974年脈沖星的發(fā)現(xiàn)，1974年孔徑綜合技術(shù)的發(fā)明，1978年宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)，1993年脈沖雙星與引力波輻射，2006年宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性……在20世紀天文學領域拿到過的9次諾貝爾物理學獎中，射電天文學占了5次，超過半數(shù)。今天，我們已經(jīng)能夠利用甚長基線干涉測量技術(shù)在全球各地的射電望遠鏡陣列來追蹤距離銀心黑洞僅數(shù)百個天文單位的恒星的運動軌跡。

在未來的射電波段，中國的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）和美國波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡（Arecibo）是毫無疑問的“老大哥”。