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冲出地球
1.6.2.2 现代望远镜的发展

现代望远镜的发展


可见光波段的望远镜口径越造越大,但也有个麻烦,由于各种材料的限制,地面上的可见光波段的光学天文望远镜终究会出现一个极限。随着科技的发展,无论是反射式还是折射式,天文望远镜进入20世纪之后有了各种各样的发展,比如多镜面望远镜,比如使用了拼接技术的望远镜。但这些仍有各自的局限性。地球表面因为大气扰动和天气的原因,不能让科学家随心所欲地进行观测。所以,20世纪50年代之后,科学家把视野放在了太空,那里重力微弱,可以制造出更大的望远镜,也就有了著名的哈勃太空望远镜。

传统类型的望远镜一直都是用“眼”看的,无论是在高山之上,还是在南极的冰架之巅,无一例外。在反射和折射望远镜不断发展的同时,另一种可以用“耳朵”听的巨大望远镜——射电望远镜——出现了。

“中国天眼”500米口径球面射电望远镜(FAST),位于贵州省平塘县

前边我们提到的各种望远镜,基本原理都是将通过各种透镜的光汇聚起来成像,如果想要看得更远更清晰,就需要更大口径的望远镜,但是制作更大的口径就意味着技术上要不停地升级,费用上也是成倍增加,射电望远镜的发明在一定程度上解决了这一问题。

科学家们认识到光也是一种电磁波,我们收集那些穿越了亿万光年来到地球的星光,再把这些电磁波还原成图像,这就是射电望远镜的主要工作原理。与一般的使用透镜的望远镜不同,射电望远镜的造型迥异。各位朋友应该都见过卫星天线,就是比较像锅一样的东西。因为射电望远镜主要收集的是电磁波,用的也就是这种锅,不同的是穿越无尽星空到达地球上的星光太过微弱,于是我们需要的“锅”也就比较大。

射电望远镜在诞生初期也遇到了各种各样的问题,后来相继得到解决,甚至有科学家因为射电望远镜还拿过诺贝尔物理学奖。1962年,英国剑桥大学卡文迪许实验室的马丁·赖尔(Martin Ryle)利用干涉的原理,发明了综合孔径射电望远镜,大大提高了射电望远镜的分辨率。其基本原理是:用相隔两地的两架射电望远镜接收同一天体的无线电波,两束波进行干涉,其等效分辨率最高可以等同于一架口径相当于两地之间距离的单口径射电望远镜。赖尔凭借此项发明于1974年获得了诺贝尔物理学奖。

时间来到20世纪50年代,连续两次世界大战后,世界得到了喘息的机会,新的战争以冷战的方式降临了。两个超级大国之间的较量,催生出了人类逃离地球的更多方式,比如人造卫星、太空飞船以及阿波罗登月。