从伽利略望远镜到哈勃望远镜人类对宇宙的认识
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反射望远镜的贡献
• 1918年末,口径为254厘米的胡克反射式望远镜 投入使用,这是由海尔主持建造的。天文学家用 这架望远镜第一次揭示了银河系的真实大小和我 们在其中所处的位置,更为重要的是,哈勃的宇 宙膨胀理论就是用胡克望远镜观测的结果。
•折反射式望远镜
• 折反射式望远镜顾名思义是 将折射系统与反射系统相结 合的一种光学系统,光线先 透一片透镜产生曲折,再经 一面反射镜将光反射聚焦, 这种结合折射与反射的光学 系统就称为折反射式望远镜。 它的物镜既包含透镜又包含 反射镜,天体的光线要同时 受到折射和反射。这种系统 的特点是便于校正轴外像差。 以球面镜为基础,加入适当 的折射元件,用以校正球差, 得以取得良好的光学质量。
• 黑洞 • 哈勃空间望远镜最早的核心计划之一就是要建立起由 黑洞驱动的类星体和星系之间的关系。之后,通过它们对 周围恒星的引力作用,针对“哈勃”所获得的近距星系光 谱的动力学模型证实了黑洞的存在。这些研究也导致了对 十几个星系中央黑洞质量的可靠测量,揭示出了黑洞质量 和星系核球质量之间极为紧密的联系。2011年11月8日, 借助哈勃空间望远镜,天文学家们首次拍摄到围绕遥远黑 洞存在的盘状构造。这个盘状结构由气体和尘埃构成,并 且正处于不断下降进入黑洞中被消耗的过程中。当这些物 质落入黑洞的一瞬间,它们将释放巨大的能量,形成一种 宇宙射电信号源,称为“类星体”。 • 宇宙学 • 由于宇宙学的研究对象主要来自天文观测,而这也是 唯一能在宇宙演化和结构的基础上测量宇宙距离和年龄的 办法。哈勃空间望远镜能够通过对造父变星距离的测量来 测定哈勃常数,而这与宇宙在今天的膨胀速度有关。此外, 通过对超新星的测定,可以帮助研究人员来限制超新星的 亮度,从而进一步限制宇宙早期膨胀的属性,从而为暗能 量模型提供一个强有力的限制。
• 恒星形成 • 哈勃空间望远镜还有助于研究诸如猎户星云 之类的恒星形成区。通过哈勃空间望远镜对猎户 星云的早期观测发现,其中聚集了许多被浓密气 体和尘埃盘包裹的年轻恒星。尽管已经从理论上 和甚大天线阵的观测中推测出来了这些盘的存在, 但是直到哈勃所拍摄的高分辨率照片才第一次直 接揭示出了这些盘的结构和物理性质。 • 恒星死亡 • 哈勃的观测还在超新星爆发和γ射线暴之间建 立起了联系。通过哈勃对γ射线暴余辉的观测,研 究人员把这些暴发锁定在了河外星系中的大质量 恒星形成区。由此哈勃望远镜也令人信服地证明 了这些剧烈的爆发和大质量恒星死亡的直接联系。
折反射式望远镜的贡献
• 折反射式望远镜最早出现于1814年。这种望远镜 光力强、视场大、象差小,适合于拍摄大面积的 天区照片,尤其是对暗弱星云的拍照效果非常突 出。施密特望远镜已经成了天文观测的重要工具。
射电望远镜
• 射电望远镜是主要接收天体射 电波段辐射的望远镜。射电望 远镜的外形差别很大,有固定 在地面的单一口径的球面射电 望远镜,有能够全方位转动的 类似卫星接收天线的射电望远 镜,有射电望远镜阵列,还有 金属杆制成的射电望远镜。20 世纪60年代天文学取得了四项 非常重要的发现:脉冲星、类 星体、宇宙微波背景辐射、星 际有机分子,被称为“四大发 现”。这四项发现都与射电望 远镜有关。
• 如今我们还在对宇宙进行更深一步的探究, 而我们也会去多了解宇宙知识,为宇宙的 探究做出自己的贡献。
宇宙的形成
• 我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。它 由众多的星系所组成。地球是太阳系的一颗普通行星,而 太阳系是银河系中一颗普通恒星。宇宙学说认为,我们所 观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个很小、温度 极高、密度极大的奇点。在150亿年到200亿年前,奇点 发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。宇宙 原始大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质 存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速 扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。 大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学 元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥 漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星 系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。
•折射望远镜
• 折射镜是光学望远镜最早的形式, 第一架实用的折射望远镜大约在 1608年出现在荷兰,由三个不同的 人,密德堡的眼镜制造者汉斯· 李普 希和杨森、阿克马的雅各· 梅提斯, 各自独立发明的。伽利略在1609年 5月左右在威尼斯偶然听说了这个 发明,就依据自己对折射作用的理 解,改进并做出了自己的望远镜。
哈勃望wk.baidu.com镜
• 1990年4月25日,由美国航天 飞机送上太空轨道的 “哈勃” 望远镜长13.3米,直径4.3米, 重11.6吨,造价近30亿美元。 它以2.8万公里的时速沿太空 轨道运行,清晰度是地面天 文望远镜的10倍以上。同时, 由于没有大气湍流的干扰, 它所获得的图像和光谱具有 极高的稳定性和可重复性。
射电望远镜的贡献
• 1931年,美国贝尔实验室的央斯基用天线阵接收到了来 自银河系中心的无线电波。随后美国人格罗特· 雷伯在自 家的后院建造了一架口径9.5米的天线,并在1939年接收 到了来自银河系中心的无线电波,并且根据观测结果绘制 了第一张射电天图。射电天文学从此诞生。雷伯使用的那 架天线是世界上第一架专门用于天文观测的射电望远镜。
折射望远镜的贡献
• 1609年,伽利略制作了一架口径4.2厘米,长约 1.2米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜,凹透 镜作为目镜,这种光学系统称为伽利略式望远镜。 伽利略用这架望远镜指向天空,得到了一系列的 重要发现,天文学从此进入了望远镜时代。
•反射望远镜
• 第一架反射式望远镜诞生于 1668年。牛顿经过多次磨制非 球面的透镜均告失败后,决定 采用球面反射镜作为主镜。他 用2.5厘米直径的金属,磨制成 一块凹面反射镜,并在主镜的 焦点前面放置了一个与主镜成 45度角的反射镜,使经主镜反 射后的会聚光经反射镜以90度 角反射出镜筒后到达目镜。这 种系统称为牛顿式反射望远镜。 它的球面镜虽然会产生