“哈勃遺產場”為什么是一部遙遠宇宙的“歷史書”?

若是您第一眼看到這張照片，必定會覺得是哪個三流攝影師拍下的星空，還不如本身用手機拍下的銀河。

可是若是您將這張圖片放大，您會發現一個全新的宿世界，那一個個小點居然是璀璨的星系，

這張照片就是聞名的“哈勃遺產場”，也被稱為遙遠宇宙的汗青書，這張圖像高達20791X19201像素，高達672MB。

哈勃千里鏡從2002年起頭，在16年的時候里在太空中持久不變地長焦鏡頭不雅測統一個方針，顛末7491次曝光，總曝光時候長達640萬秒，半斤八兩于整整74天的時候，然后由31個天文學家團隊，花費了250天的時候，將獲得的圖像拼合起來，形當作了這張花費無數金錢精神，來之不易的極早期宇宙圖片——哈勃遺產場，在這張照片中，我們可追溯到133億年前至今的26.5萬個星系，正因為哈勃拍到的圖像中的一些星系可以追溯到大爆炸后的5億年（距今133億年）。所以，看哈勃拍攝的照片就仿佛在看一本宇宙汗青書一樣。

這張照片的難度極高，為了獲取更豐碩的星空信息，哈勃千里鏡會利用分歧濾鏡多次拍攝統一場景的口角照片，那么我們為什么看到的圖片是彩色的呢？這和后期處置有關，同時也涉及到恒星光譜。

在恒星的光譜中，按照其波長由長至短的擺列，恒星的電磁輻射可分為射電、紅外、可見光、紫外、X射線以及γ射線等波段，而這些波段中，可見光卻又可以再分為七色光。

分歧的原子所擁有的能級，電離能以及布局分歧，因而每種分歧的原子均有分歧特征的光譜線。

哈勃千里鏡拍攝的原始數據都是口角的，即只能感應光的強度。在天文攝影中，每顆星星的譜線數量、分布、強度等環境均紛歧樣。是以，深空攝影城市按照所需拍攝天體輻射光譜的特征，選擇若干濾色鏡別離拍攝分歧波段的照片，再把它們疊加當作一張。為了區分各個波段，也為了便于不雅賞，一般會把各個波段都對應一種顏色，一路合起來，從而當作為了彩色照片（宇宙比哈勃拍出來的更燦艷多彩，可是人眼只能領受“可見光”，并且，在夜晚，對色彩敏感的視錐細胞闡揚不了感化，只能由對光線敏感的視桿細胞來不雅察）。

這幅“哈勃遺產場”無論是拍攝難度仍是后期難度都很是高，“哈勃遺產場”這幅圖像的波長規模從紫外光延長到近紅外光，圖片中最黯淡的星系亮度只有人眼所能見亮度的百億分之一，7500張照片取自分歧時候分歧項目，是用分歧的濾光片拍到的分歧角度的原始相片。拼接照片，簡而言之，就是要確定分歧相片彼此疊加的區域，將它們瞄準今后疊加起來。說起來輕易做起來難，因為遙遠的星系很是暗淡，在一張原始的相片上可能底子無法看到的星系在多次疊加之后，可能也只是幾個像素巨細的暗淡小點。。

固然其籠蓋的天區面積（對地心所張的立體角）和滿月半斤八兩，占全天面積大約百萬分之六，估量不雅測到的星系也就占了可不雅測宇宙的百萬分之一擺布。可是我們卻可以在這張照片中窺探宇宙的曩昔、此刻以及將來。

之所以被定名為“遺產”，是因為這可能是哈勃千里鏡退役之前的最后一幅作品，從1990年在在美國肯尼迪航天中間由“發現者”號航天飛機當作功發射，哈勃千里鏡至今已經服役了30年。

因為它位于地球大氣層之上，是以獲得了地基千里鏡所沒有的益處：影像不受大氣湍流的擾動、視相度絕佳，且無大氣散射造當作的布景光，還能不雅測會被臭氧層接收的紫外線。于1990年發射之后，已經當作為天文史上最主要的儀器。它當作功填補了地面不雅測的不足，幫忙天文學家解決了很多天文學上的根基問題，使得人類對天文物理有更多的熟悉。此外，哈勃的超深空視場則是天文學家今朝能獲得的最深切、也是最靈敏的太空光學影像。

哈勃千里鏡曾歷經5次的大規模補葺，可是跟著航天飛機的退役，已經不成能再對哈勃天文千里鏡進行維修，這也是哈勃千里鏡即將退役的原因之一。

哈勃遺產場的意義很是大，可以用來計較出描述宇宙膨脹速度的哈勃參數，1929年，哈勃操縱特征譜線的特征，發現宇宙中的星系的電磁輻射波長增添了，就是光譜的譜線標的目的紅端移動了，它意味著星系正執政我們遠去，這就是星系紅移現象。

哈勃還發現星系的紅移量與該星系的距離當作正比的關系，也就是說，越遠的星系正在以越快的速度飛馳而去，這被稱為哈勃定律，哈勃得出告終論：宇宙在平均地膨脹。

天文學家哈勃發現了宇宙在膨脹之后，科學家一向認為宇宙是處于減速膨脹的狀況，可是美國加州大學伯克利分校天體物理學家薩爾·波爾馬特、澳大利亞物理學家布萊恩·施密特以及美國科學家亞當·里斯組總共不雅測了約50顆遙遠的“Ia型超新星”，表白當前的宇宙存在加快膨脹。

科學家經由過程給Ia型超新星定位，并測量它們若何活動；他們發現Ia型超新星的亮度比預期的要暗，也就是說它們正在快速遠離地球，這速度比我們預期的要快。

操縱“哈勃遺產場”中可以用作“尺度燭光”的Ia型超新星。這些超新星對于我們領會宇宙是如何從減速膨脹變為加快膨脹有主要的感化。

科學家遍及承認宇宙受神秘“暗能量”驅動，處于加快膨脹狀況，薩爾·波爾馬特等三人認為是“暗能量”的原因導致了宇宙正在膨脹加快，而2011年諾貝爾獎授予它們三人，也意味著學術界對“暗能量”的承認。

學者們認為暗能量的密度可能是一種宇宙常量，而真空則供給了宇宙膨脹的動力，我們可以操縱“哈勃遺產場”，更好地研究宇宙膨脹的汗青，以及研究暗物質和暗能量之間的聯系。

除此之外，還可以經由過程“哈勃遺產產”研究宇宙膨脹的汗青，進而揣度暗物質密度。也可以操縱哈勃不雅測到的星系數目，猜測暗物質暈的質量函數，進而計較出暗物質的密度規模。

可以說，哈勃千里鏡升空的30年，它捕獲到的宇宙圖像不竭改變人類對于宇宙的認知，截至2009年，自美國“哈勃”太空千里鏡1990年發射升空以來，共有20多個國度的2000多名科學家操縱這只“太空眼”進行了11萬多次天文不雅測，并在闡發不雅測數據的根本上撰寫1346篇論文。

4月24日即將到來，也讓我們祝哈勃千里鏡30周歲歡愉。

發表于 2020-04-20 02:00
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