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有這樣一個(gè)笑話：據(jù)說(shuō)哈勃望遠(yuǎn)鏡升空后不久，某些酒吧里出現(xiàn)了稱為“哈勃”的雞尾酒，它非常昂貴，喝下去后看任何東西都是模糊的。
 石青原載于《環(huán)球》雜志 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上天已有15年，它的壽命也可能快要完結(jié)了。15年來(lái)它給科學(xué)帶來(lái)了什么？ 望遠(yuǎn)鏡的世代 1609年，伽利略將世界第一架天文望遠(yuǎn)鏡指向天空，人們通常將此視作現(xiàn)代天文學(xué)誕生的標(biāo)志。這架口徑4.2厘米的小望遠(yuǎn)鏡向人們展現(xiàn)了月球、行星和太陽(yáng)的新面貌，宣告了哥白尼日心說(shuō)的勝利。1924年，埃德溫•哈勃在美國(guó)加利福尼亞州的山上，將一架口徑254厘米的望遠(yuǎn)鏡指向仙女座星云。這片云狀物質(zhì)立即在望遠(yuǎn)鏡里被分解成許許多多的恒星，使人類認(rèn)識(shí)到，不僅地球不是太陽(yáng)系中心、太陽(yáng)不在銀河系中心，銀河也只是宇宙的滄海之一粟。我們?cè)谟钪嬷械牡匚辉浇翟降停覀兊囊曇昂屠硇圆粩嗟赝黄菩陆?，投向更高更遠(yuǎn)的地方。從某種意義上說(shuō)，現(xiàn)代天文學(xué)史，也就是望遠(yuǎn)鏡的歷史。 1990年4月24日，望遠(yuǎn)鏡和天文學(xué)的又一個(gè)黃金年代開始了。一架重量超過(guò)11噸、主鏡面直徑2.4米、裝備多種觀測(cè)設(shè)備的望遠(yuǎn)鏡“哈勃”被送到離地面幾百公里的環(huán)地軌道上，試圖像它的祖先們那樣，為人類的宇宙觀帶來(lái)新的革命。它能不受地球大氣層干擾，以前所未有的精度對(duì)天體進(jìn)行觀察，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)裝置在地面上的望遠(yuǎn)鏡。15年來(lái)，這架命途多舛的望遠(yuǎn)鏡不辱使命，它拍攝了約75萬(wàn)張照片，展露了宇宙中許多壯麗的物體與事件，使天文學(xué)取得了重要進(jìn)展。它證實(shí)了一些理論，推翻了另一些理論，還發(fā)現(xiàn)了一些人們對(duì)之根本沒(méi)有準(zhǔn)備、需要?jiǎng)?chuàng)立新理論來(lái)解釋的事物。 從黑暗到黎明 埃德溫•哈勃通過(guò)觀察星系遠(yuǎn)去的速度發(fā)現(xiàn)宇宙在膨脹。以此為基礎(chǔ)，科學(xué)家逐漸建立了這樣的認(rèn)識(shí)：宇宙誕生于一百多億年前的一場(chǎng)大爆炸。最初的熾烈和混沌過(guò)去之后，由于宇宙的膨脹，宇宙中溫度降低，物質(zhì)大致上均勻分布，不存在我們熟知的任何天體，沒(méi)有一絲星光，這就是宇宙的“黑暗年代”。這段時(shí)間是如何結(jié)束的？最早的恒星和星系是何等模樣？
沒(méi)有東西能運(yùn)動(dòng)得比光更快，望向遠(yuǎn)方實(shí)際上是望向歷史。哈勃望遠(yuǎn)鏡強(qiáng)大的觀察力使它能觀察到極其遙遠(yuǎn)的地方、宇宙年齡只有現(xiàn)在1/20時(shí)候的模樣，揭開星系誕生的序幕。例如在天爐座方向上的某個(gè)區(qū)域，用地面望遠(yuǎn)鏡來(lái)看空無(wú)一物，哈勃卻從中找到了成千上萬(wàn)的星系。它們可能是大爆炸后4~8億年時(shí)誕生的首批星系，形狀奇特，與我們熟悉的旋渦星系和橢圓星系不同，有的像牙簽，有的像手鐲。這時(shí)的宇宙還十分混亂，秩序剛剛開始建立。這一發(fā)現(xiàn)滿足了科學(xué)家的好奇心，卻又激起他們對(duì)那個(gè)神秘時(shí)代更大的好奇心。 宇宙的過(guò)往與將來(lái) 宇宙膨脹的標(biāo)志是星系在彼此遠(yuǎn)離，相隔越遠(yuǎn)，分離速度越快，速度與距離成正比。使速度與距離發(fā)生關(guān)聯(lián)的這個(gè)常數(shù)，稱為哈勃常數(shù)。哈勃望遠(yuǎn)鏡升空后的一項(xiàng)重要任務(wù)，自然就是更準(zhǔn)確地測(cè)量哈勃常數(shù)的大小。2001年，一個(gè)研究小組宣布了他們根據(jù)哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)對(duì)哈勃常數(shù)的最新計(jì)算結(jié)果：72±8公里/秒•百萬(wàn)秒差距。這個(gè)數(shù)字的意思是，星系間距離每增加100萬(wàn)秒差距（326光年），相互遠(yuǎn)去的速度就增加72公里/秒。 計(jì)算哈勃常數(shù)需要判斷星系與我們的距離，而距離一般通過(guò)觀察星系中一種亮度規(guī)則變化的星星——造父變星來(lái)推算。哈勃觀察到了近千顆造父變星，使科學(xué)家可以挑選較為可靠的數(shù)據(jù)來(lái)更好地計(jì)算哈勃常數(shù)。這個(gè)常數(shù)關(guān)系到宇宙膨脹的速度、宇宙的大小和年齡，乃至宇宙的終結(jié)。結(jié)合哈勃常數(shù)與其它數(shù)據(jù)，科學(xué)家估算宇宙的年齡約137億年，而且宇宙中所含的物質(zhì)不足以產(chǎn)生足夠的引力來(lái)阻止宇宙膨脹。也就是說(shuō)，宇宙可能將永遠(yuǎn)膨脹下去。 哈勃還幫助證實(shí)，宇宙被神秘的“暗能量”主宰。暗能量可能占到宇宙質(zhì)量的2/3，剩下的質(zhì)量大部分是暗物質(zhì)，而我們所熟悉的物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量的極小部分。暗能量會(huì)產(chǎn)生與引力方向相反的反引力，常被用于解釋宇宙膨脹速度加快的現(xiàn)象，它與宇宙的命運(yùn)密切相關(guān)。 星星的一生 一顆恒星從誕生到毀滅可能需要幾十億年的時(shí)間，生命短暫的我們不可能跟蹤其全程。但通過(guò)觀察處于不同年齡段的恒星，就能拼接出恒星從生到死的完整圖景。哈勃看到了各種各樣的恒星，看到孕育恒星的氣體塵云紗幕，年輕恒星揮霍燃料的燦爛光芒，死亡恒星周圍色彩絢麗的裹尸布。
為紀(jì)念哈勃15歲生日，美國(guó)宇航局發(fā)布了兩張高清晰照片，從中就可以看到處于生命不同時(shí)期的恒星。一張是稱為“創(chuàng)造之柱”的鷹狀星云，這是一個(gè)恒星的搖籃。一個(gè)長(zhǎng)達(dá)9.5的光年的冷塵埃云團(tuán)從星云中升起，巨大、明亮的年輕恒星發(fā)出強(qiáng)烈的紫外光照耀著它，這團(tuán)塵云里面還可能孕育著新的恒星。有科學(xué)家認(rèn)為，我們的太陽(yáng)可能誕生在非常類似的環(huán)境里。另一張照片是渦狀星系M51，它是一個(gè)典型的旋渦星系，形狀與銀河系相似。它擁有暗淡的冷氣體塵云，粉紅色的恒星誕生區(qū)，亮藍(lán)色的年輕恒星，以及中央部位黃色的、年齡較老的恒星。
哈勃還發(fā)現(xiàn)了許多奇形怪狀的星系，這是早年宇宙里星系曾頻繁相撞的證據(jù)。它看到了星系相撞噴出的物質(zhì)流，以及氣體塵云壓縮點(diǎn)燃新恒星火焰的情景。一個(gè)笑話說(shuō)，由于哈勃對(duì)星系相撞的觀察是如此精細(xì)而清晰，它甚至能看見律師們蜂擁而至相撞事故現(xiàn)場(chǎng)。 哈勃仔細(xì)觀察了紅超巨星——獵戶座阿爾法（參宿四），如果把這顆老年恒星放在太陽(yáng)系中央，它的外層大氣可以伸展到木星軌道上。發(fā)現(xiàn)了銀河系里最亮的恒星——手槍星云中的超大恒星手槍星，它可以塞滿地球軌道所圈進(jìn)的區(qū)域，釋放出的能量是太陽(yáng)的1000萬(wàn)倍。觀察到了恒星以超新星爆發(fā)的方式死亡后，以氣體塵埃環(huán)形式存在的殘骸。還首次找到了宇宙的魔獸——黑洞盤踞于星系中央、吞噬周圍物質(zhì)的證據(jù)。
我們的太陽(yáng)系 在望向千萬(wàn)甚至百億光年外時(shí)，哈勃也沒(méi)有忽略對(duì)我們的家園——太陽(yáng)系的觀察。 1994年蘇梅克-列維9號(hào)彗星與木星相撞，哈勃記錄了這場(chǎng)大事件的前前后后。21塊彗星碎片撞擊木星，掀起巨大的蘑菇云。最大的一塊碎片在木星上留下了一個(gè)地球那么大的“傷痕”。觀察這場(chǎng)相撞所得的資料，大大增強(qiáng)了人們對(duì)木星的了解。它還顯示，天體撞擊地球?qū)е驴铸垰?，這樣的可能性是存在的。
1997年春天和夏天，哈勃仔細(xì)觀察火星上變化無(wú)常的奇怪天氣，幫助為火星探路者的著陸和火星環(huán)球勘探者進(jìn)入環(huán)火星軌道做好準(zhǔn)備。2001年，哈勃和火星環(huán)球勘探者聯(lián)合觀察到了席卷火星全球的“完美風(fēng)暴”，這場(chǎng)巨大的沙塵暴持續(xù)了幾個(gè)月之久，是幾十年來(lái)從未發(fā)現(xiàn)過(guò)的。2003年夏，火星達(dá)到6萬(wàn)年來(lái)離地球最近的地方，哈勃借此機(jī)會(huì)拍到了有史以來(lái)從地球上拍到的最清晰火星照片。 利用攜帶的紫外照相機(jī)，哈勃探測(cè)到了木星和木星的極光。它們與地球極光相似，是兩顆行星南北極上空舞動(dòng)的光簾，由來(lái)自太陽(yáng)的高能粒子風(fēng)導(dǎo)致，但土星的極光只在紫外波段可見。哈勃還觀察了土星的氣候，并發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一上活躍的火山活動(dòng)，噴出二氧化硫的“雪花”。
哈勃觀察了天王星的季節(jié)變遷和甲烷晶體云層，海王星的云層變化和巨大風(fēng)暴。太陽(yáng)系邊緣也沒(méi)有逃脫審視，哈勃使用“暗淡天體照相機(jī)”觀察到了冥王星幾乎全部表面，顯示這顆寒冷行星表面結(jié)構(gòu)比人們預(yù)想的更為復(fù)雜。它還在海王星軌道外的“柯伊伯帶”上發(fā)現(xiàn)了許多新天體，并對(duì)曾被懷疑為第十大行星的柯伊伯帶天體“賽德娜”進(jìn)行了觀測(cè)。 哈勃?jiǎng)倓偵諘r(shí)由于鏡頭偏差，拍得的照片模糊不清，不得不派宇航員上去修理。其后又進(jìn)行過(guò)幾次維修。近來(lái)，由于哥倫比亞號(hào)爆炸導(dǎo)致美國(guó)航天飛機(jī)停飛，哈勃無(wú)法得到必需的維護(hù)，太陽(yáng)能電池和陀螺儀的老化將使它可能在兩三年內(nèi)退役，墜毀在太平洋中。新上任的美國(guó)宇航局(NASA)局長(zhǎng)格里芬不久前表示，打算重提派宇航員維修哈勃的計(jì)劃，但此事尚未最后決定。 發(fā)射新一代太空望遠(yuǎn)鏡“韋伯”的計(jì)劃已經(jīng)在進(jìn)行中，但許多科學(xué)家仍希望哈勃多服役幾年。太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)間極其珍貴，天文學(xué)家都想讓哈勃指向自己青睞的目標(biāo)，每年哈勃收到的觀測(cè)計(jì)劃超過(guò)一千個(gè)。迄今，即使有了更強(qiáng)力的繼任者，哈勃仍是人類最優(yōu)秀、最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡之一，有理由繼續(xù)為人類加深對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)做出貢獻(xiàn)。曾在1997年執(zhí)行過(guò)哈勃維護(hù)任務(wù)的宇航員格雷格•哈保說(shuō)：“它可能是伽利略發(fā)明天文望遠(yuǎn)鏡以來(lái)，天文學(xué)和天體物理學(xué)研究所擁有的最為偉大的儀器或工具。”  |
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