天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)化史

周潔

天文望遠(yuǎn)鏡說(shuō)明書(shū)

天文望遠(yuǎn)鏡上一般有兩只鏡筒，大的是主鏡，是觀測(cè)目標(biāo)所用的;小的叫尋星鏡，是尋找目標(biāo)所用的，也叫瞄準(zhǔn)鏡。目鏡是單獨(dú)的個(gè)體，是決定放大倍率的物品，目鏡上都會(huì)有F值，這是目鏡的焦距，用主鏡的F值除以當(dāng)前使用的目鏡的F值，就是當(dāng)前的放大倍率，記住，放大倍率是標(biāo)準(zhǔn)，6厘米口徑的望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡的誕生

世界上第一架望遠(yuǎn)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(jiàn)兩個(gè)小孩通過(guò)前后兩塊透鏡觀察遠(yuǎn)處教堂上的風(fēng)標(biāo)，受到啟發(fā)的他經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，終于發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡并申請(qǐng)專利，雙筒望遠(yuǎn)鏡誕生了。

第一架折射式望遠(yuǎn)鏡

隨著望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展，伽利略于1609年磨制了史上第一架折射式望遠(yuǎn)鏡。次年年初，伽利略又磨制了另一架望遠(yuǎn)鏡，用來(lái)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(dòng)，同時(shí)也促進(jìn)了哥白尼日心說(shuō)的廣泛傳播。

第一架反射式望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡都會(huì)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(yuǎn)鏡一經(jīng)問(wèn)世便引起了轟動(dòng)。

胡克望遠(yuǎn)鏡

整個(gè)19世紀(jì)后半葉，羅斯伯爵的利維坦望遠(yuǎn)鏡都是世界上口徑最大的觀天設(shè)備，直到1917年，美國(guó)加利福尼亞州威爾遜山上的胡克望遠(yuǎn)鏡才打破了它的紀(jì)錄。胡克望遠(yuǎn)鏡是一架具有傳奇色彩的望遠(yuǎn)鏡，20世紀(jì)的許多偉大的天文發(fā)現(xiàn)都與它有關(guān)。正是利用這座望遠(yuǎn)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(xué)的奠基立下汗馬功勞。

當(dāng)磨制更大的鏡片變得越來(lái)越難時(shí)，1946年，天文學(xué)家萊曼·斯必澤萌生了把望遠(yuǎn)鏡放到大氣層之外的想法。終于，1990年4月24日，發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)載著哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在肯尼迪航天中心升空，解決了一些長(zhǎng)期困擾天文學(xué)家的問(wèn)題。

射電望遠(yuǎn)鏡

1931年，美國(guó)人央斯基開(kāi)創(chuàng)了用射電波研究天體的新紀(jì)元后，美國(guó)人雷伯便潛心試制射電望遠(yuǎn)鏡，終于在1937年制造成功。之后，射電望遠(yuǎn)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(jì)天文學(xué)領(lǐng)域拿到過(guò)的9次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)中，射電天文學(xué)占了5次，超過(guò)半數(shù)。今天，我們已經(jīng)能夠利用甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)在全球各地的射電望遠(yuǎn)鏡陣列來(lái)追蹤距離銀心黑洞僅數(shù)百個(gè)天文單位的恒星的運(yùn)動(dòng)軌跡。

在未來(lái)的射電波段，中國(guó)的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）和美國(guó)波多黎各的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡（Arecibo）是毫無(wú)疑問(wèn)的“老大哥”。