近代以来,人类告别了肉眼观天的时代,进入天文望远镜时代,人类从此拥有了洞察宇宙深处的“千里眼”,天文学的发展从此步入新的台阶。从这时起,光学望远镜、射电望远镜、空间望远镜等依次进入人类视野,越来越多的新发现接踵而至,刷新着人们的视野。
恒星的使者——伽利略
1609年,荷兰眼镜商汉斯·利佩希发明了望远镜,用一块凸透镜和一块凹透镜组合在一起可以“拉近”远处的物体。伽利略得知这个消息后,马上动手制作自己的望远镜。伽利略借助习得的光学知识,使望远镜可以放大30倍,被称为“伽利略望远镜”。异于常人的是,他将望远镜对准了天空,他开创了人类利用望远镜观测星空的先河。
伽利略一生最主要的天文观测当属三个:发现木星的四颗卫星、发现金星像月亮一样存在相位变化、观察到太阳黑子。前两个观测直接证明了哥白尼的日心说体系。所谓日心说,是指太阳是宇宙中心,水、金、地球、火、木和土星依次围绕太阳公转,月球是地球的卫星(尽管这一学说在现代看来仍是错误的,但在那个年代不可不谓之先进了)。现在木星的四个卫星被叫做伽利略卫星,它们的发现让我们认识到如同月球绕地球旋转一样,宇宙中存在着多个绕转中心,只是没有唯一性罢了;而金星相位的变化也正是证明了金星在绕太阳转动,从而使当时盛行数百年的地心说体系土崩瓦解。而关于太阳黑子,当时一些人认为它漂浮在太阳上空;但通过伽利略的观察,正确的结论是太阳黑子附着在太阳表面。值得注意的是伽利略并不是发现了太阳黑子的第一人,目前世界公认的最早的太阳黑子记录是公元前28年我国汉朝人通过肉眼观测的,看来我国古人的观测水平真的是叫人惊叹不已。
如同哥伦布发现了新大陆一样,伽利略发现了新宇宙。至此,望远镜成为了人类天文观测的重要工具,就像我们的眼睛连空气中一粒细小的尘埃都不放过一样,它不断找寻着茫茫黑暗中那颗最明亮的孤星。
一代天骄——哈勃空间望远镜
1900年4月24日,随着“发现号”航天飞机的升天,一架口径2.4米的望远镜被送入太空近地轨道,这就是哈勃空间望远镜。27年来,哈勃望远镜拖着它那日渐衰老的身躯、用它锐利的眼睛为我们揭示了一幅幅拍案叫绝的宇宙奇景,让我们看到了宇宙深处的天体细节,提高了人类对宇宙的认知。
自空间时代到来后,天文学家就梦想着把望远镜搬到太空去观察宇宙。为什么?浓密的大气层始终限制了天文学家观测的视野,大气阻挡了某些波段的电磁辐射,使观测的分辨率和灵敏度大大降低。而在太空中就不存在这样的情况,哈勃望远镜可以观测到134亿光年以外的星光,这已经很接近目前137亿光年的可观测宇宙范围了;同时它还能够观测到最暗的29等星,相当于太阳亮度的一百万亿亿分之一,是地球上最先进光学望远镜的100倍。
我们知道,来自太阳系外的星光到达地球通常需要很长时间,少则数年,多则百亿年。我们看到的一切事物都是过去的某个历史情景,恒星的诞生及演化亦是如此。巨蛇座鹰状星云M16——创世之柱,距离地球7000光年,这张照片显示的是就是它的柱状分子氢气和灰尘结构,整个支柱长达数光年,支柱内部包裹着年轻的、炽热的恒星团。遗憾的是,如同鸡蛋中的蛋白包裹蛋黄一样,当新的恒星诞生时,整个星云会面临坍缩,最终不复存在。也许万年后我们失去了一幅扣人心弦的图景,但随之而来的会是一个鲜活的生命、一颗耀眼的新星。
时代的召唤——FAST计划
2017年9月25日,中国“天眼”落成启用整整一周年。“天眼”是什么?中国自主建造的500米口径射电望远镜(简称FAST),在未来可预见的二十年内,它将一直是世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,灵敏度要比德国玻恩100米口径可跟踪抛物面射电望远镜和美国阿雷西博350米单口径射电望远镜提高约10倍。FAST系统通过1万多根钢索组成的复杂的索网结构,灵活地控制着由4450块独立反射板所组成的反射面,再由六根钢索拖动重达30吨的馈源舱抵达焦点位置,对准天体目标,开机便可追踪百亿年前的宇宙深空信号。
遗憾的是,就在这样一项造福全人类的伟大工程即将一周年庆时,他的设计者——南仁东先生,为中国、为世界打开了一座天眼,却永远闭上了自己的双眼。有些人,一生只做一件事,却足以大到直抵苍穹。南老就是这样的人,22年如一日的坚守,他为FAST而生,我们还了他的愿望,他却永远离开了我们。更令人痛心的是,有多少人知道FAST?又有多少人知道南老?这些天,网上铺天盖地的竟是娱乐圈的家长里短、爆料互撕,而对南老的逝世却几乎无人问津,这难道不值得我们反思么?
“美丽的宇宙太空以他的神秘和绚丽,召唤我们踏过平庸,进入他无垠的广袤。”宇宙到底有多大?我想我们未必会知晓答案,但我们会在找寻答案的征途中砥砺前行。
本文由四川传媒学院教授郑高鹏进行科学性把关
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