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为什么哈勃太空望远镜只花30年时间,就改变了人类对宇宙的理解?

时间:2020-04-20 10:26:06 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

从现在到过去——哈勃望远镜也缩小了我们和宇宙物体之间的距离

过去,当人类社会的文明还相对落后时,许多人都偏执地认为地球是宇宙的中心,这个世界上所有其他宇宙物体都应该围绕地球旋转。然而,随着哈勃望远镜的诞生,人类在过去几百万年中形成的世界观被彻底颠覆了,我们与宇宙中其他物体的距离越来越近。

众所周知,人眼很难观察,普通的地面望远镜也很难捕捉到遥远宇宙物体的信息。然而,哈勃的0+望远镜可以追溯到100多亿年前的星系,揭示了早期宇宙的许多秘密。此外,即使在哈勃0+望远镜投入使用后的第三个十年,其强大的观测能力也没有随着时间的推移而下降的迹象。

虽然人类无法观察宇宙物体的整个演化过程,但哈勃望远镜可以捕捉到处于不同演化阶段的恒星和星系。事实证明,所有的星系,包括我们的银河系,都是宇宙中的恒星系统,在这些巨大星系的中心至少有一个超大质量黑洞。同时,宇宙的膨胀速度不是固定的,原因可能与未知的暗能量有关。

迄今为止,哈勃太空望远镜已经在其既定轨道上为全人类服务了30年。这个数字不仅反映了它的寿命,而且它最大的价值是数亿光年之外的神秘信息无休止地传输到地球。例如,被称为最完整的宇宙地图集的哈勃遗产遗址,包括265,000个星系的7500张恒星空照片,特别是那些超过100亿年的星系,为科学家提供了了解早期宇宙的重要信息。

哈勃的时间机器是如何改变人类对自然界的概念的?

哈勃望远镜是时间机器。

事实上,当我们远离喧嚣的城市,选择一个阳光明媚的夜晚,我们只需要稍稍抬头就能看到许多远离我们的恒星和星系。然而,我们看到的恒星不是实时辉光。例如,在1.3秒后,我们在地球上实际上看到了月光,而我们在白天看到的阳光到达地球需要八分钟以上。

宇宙中许多生物的生命周期是几十亿年,我们人类的整个进化史只有几百万年。因此,直接观察这些物体的进化过程是不现实的。然而,在被哈勃的0+望远镜捕获后,从几十亿年前开始在宇宙中传播的光使我们能够理解几十亿年前甚至100多亿年前的星系,并对恒星和星系的演化与时间之间的关系有更准确的理解。

哈勃望远镜的诞生空

自从伽利略在1610年首次将他发明的望远镜对准天空以来,我们对自然界的概念发生了巨大的变化。事实证明,横跨天空中心的特殊形状的斑块不是真正的云,而是由许多恒星组成的星系。太阳系中的木星有它自己的天然卫星,就像我们的地球一样。

随着人类社会科学技术的发展,望远镜的功率和体积显著增加。当然,它的结构同时变得更加复杂,哈勃望远镜成为人类历史上第一个放置在太空的光学望远镜。从1946年开始,直到1990年4月24日成功发射,哈勃0+望远镜的诞生凝聚了科学家数十年的心血。尽管在1990年至2000年间,哈勃的0+望远镜被修复了五次,但这并不影响它成为人类历史上最伟大的太空探索仪器之一。

既然谈到了哈勃望远镜的诞生,就有必要提及它的名字的由来,而这一切都要从天文学家埃德温·哈勃开始。这位伟大的天文学家有一个普通人没有的光环,比如第一个观察到宇宙膨胀证据的人和银河系外天文学的创始人。

埃德温·哈勃通过星系的红移建立了所谓的哈勃定律。此外,他也是观测宇宙学(星系红移与距离有关)和星系天文学(星系的本质是恒星系统)的先驱和创始人,因此他也被称为星系天文学之父。

事实上,以埃德温·哈勃命名的东西不仅是世界上最大的天文望远镜,也是月球上的哈勃陨石坑和小行星2069(2069哈勃)。毫无疑问,这种命名方法的意义主要是为了纪念天文学家埃德温·哈勃对世界天文学的巨大贡献。

哈勃的代表性重要发现:

首先:迄今为止,哈勃太空望远镜已经研究了宇宙中超过40,000个物体。那些肉眼无法捕捉到的珍贵视野让我们明白地球不是太阳系的中心,更不用说宇宙的中心了。与普通的地面望远镜不同,哈勃望远镜位于地球大气层之上,可以捕捉到更清晰的图像。例如,它非常有代表性的M16鹰星云图像。

第二,在哈勃望远镜的观察下,宇宙的年龄从10亿年到200亿年不等,精确度约为138亿年。在时间推进的过程中,造父变星会有规律地改变明暗,科学家可以根据哈勃的观测数据确定恒星的距离。

第三,超大质量黑洞已经在宇宙中被发现,并且普遍存在于大多数星系中。在正常情况下,超大质量黑洞这种宇宙物体的质量可以达到太阳的100万到100亿倍,平均密度相对较低,地平线附近的潮汐力相对较弱。例如,在我们地球所在的银河系中心有一个超大质量黑洞Sgr A*。

第四,宇宙中的星系会随着时间而变化。不同阶段星系之间的相互作用将进一步促进星系的增长和其他变化。也许很少有人知道,仅在哈勃空间中就有多达5500个星系,而132亿年前的星系是可以追溯到的最古老的星系。

当然,在哈勃望远镜运行的30年中,仍有许多值得注意的发现。例如,它清楚地显示了银河系类星体周围的环境,有助于描述星系团周围的暗物质,发现宇宙膨胀的加速可能与暗能量有关,捕捉了超新星爆炸的快照,并目睹了许多太阳系事件。

与此同时,哈勃的0+望远镜不仅使我们能够了解死星周围气体壳的结构,而且罕见的“慧木碰撞”也没有逃过它的视线。简而言之,哈勃的空望远镜已经在30年内改变了人类对宇宙的理解达数百万年之久。在几十年的工作中,我们不仅目睹了太空的许多惊人的照片,而且我们还发现了许多宇宙物体的奥秘。

普通人如何窥探哈勃望远镜的世界?

望远镜数百年的发展与变革

我相信对所有天文学家来说,能够观察宇宙中遥远物体的望远镜一定是每个人都特别熟悉的光学仪器。你知道吗,人类历史上的第一架望远镜(1608年)实际上是由一位荷兰眼镜商制造的,而第一架真正投入科学应用的望远镜是由伽利略·伽利莱在1608年制造的。

到目前为止,望远镜的发展历史已经超过400年。换句话说,人类对宇宙的所有思考和发现实际上都是基于数百年前的视觉观察。从最初的四倍双镜望远镜到现在响彻世界并位于地球大气层之上的哈勃空望远镜,毫无疑问,该望远镜的功能已经变得更加强大,观测范围也越来越远。

哈勃观察不同可见度的物体

事实上,哈勃和我们之间的距离太远了,普通的望远镜无法与之相比。然而,在这个特殊的四月,一定有许多像我一样的天文学家。也许每个人都在以自己的方式向哈勃太空望远镜的30周年纪念日致敬。

当然,哈勃对物体的观察也是困难的,所以,当然,用普通天文学家购买的望远镜只能观察到极少数物体。事实上,你不需要购买特殊的先进设备,即使它是一架双轮望远镜,只要它在一个没有光干扰的晴朗、黑暗的夜晚空,我们也可以观察到一些星系或其他由哈勃观测到的宇宙物体。

对于4月的特定时间,我们可以选择北半球的一些宇宙物体,如M101、M81、M182和C59,它们在夜晚更容易被发现空;然而,M108、M105、M65、M66、M95和M96在夜晚空时较弱,很难找到像普通业余爱好者那样具有挑战性的星系。

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