哈勃30周年：發現宇宙終極真相，哈勃望遠鏡是怎么做到的？

千里鏡顯然是人類最偉大的發現之一，自伽利略時代以來，人們制造了數不清的千里鏡，但迄今為止還沒有一臺千里鏡能像哈勃空間千里鏡一樣改變我們的思維，因為它展示的不只是遙遠宇宙斑斕的照片，而是從頭界說我們對于整個宇宙的認知！

哈勃千里鏡是怎么來的？

哈勃千里鏡大師都知道是仍然運行在近地軌道上的空間千里鏡，但最早這個設法卻出自1946年天文學家萊曼·斯皮策的設法，1965年斯皮策被錄用為建造空間千里鏡的本家兒任委員，1968年NASA正式確定了建造3米反射千里鏡的打算！

萊曼·斯皮策

盡管打算確立，但千里鏡建造打算卻一波三折，差點因削減開支被時任總統的福特打消而胎死腹中，好在浩繁天文學家協調游說，最終將打算資金縮水一半保留了空間千里鏡打算！是以3米的反射鏡口徑被縮小至2.4米，原先籌算在哈勃千里鏡的小型千里鏡也被打消，而且歐空局也插手了打算，供給部門預算，回報則是ESA見過擁有15%的哈勃利用時候！

哈勃的光學布局：卡塞格林式反射系統，由兩個雙曲面反射鏡構成

1980年頭，正在睜開設計的空間千里鏡被定名為“哈勃”，這是紀念二十宿世紀初發現宇宙膨脹的偉大天文學家埃德溫·哈勃定名，而千里鏡制造過程則遭遇預算暴增，進度掉隊，發射時候一推再推，不外最終在1990年4月24日由發現號航天飛機在STS-31航次中將千里鏡當作功的送入了預定軌道！

埃德溫·哈勃真該不雅測

上天就近視哈勃

近視眼是哈勃聞名的掉誤，上天不久的哈勃就被發現獲取的圖像盡管比地面千里鏡清楚，但顯然沒有達到哈勃的設計尺度，而原因則是鏡面外形被磨錯了，而誤差僅僅只是邊緣被多磨失落了2.2微米，當然解救辦法就是增添一片批改鏡，將其從頭校正過來，不外因為位置安裝關系，犧牲了高速光度計，以及批改了部門相機的像差，這個“空間千里鏡光軸抵償校正光學”系統的安裝使命在奮進號航天飛機的1993年12月的STS-61航次中當作功完當作。

第一次維修使命后，哈勃照片解析度直線晉升

所以正在近地軌道上工作的哈勃，是戴了一副近視眼鏡的！

上天三十年，哈勃到底干了哪些功德？

哈勃的不雅測波段涵蓋紫外波段到紅外波段（115-2500納米），這已經遠超肉眼可見規模，在三十年不間斷的不雅測中，哈勃帶來的是驚喜，但更多的是震撼，因為人類的對于宇宙的熟悉正被哈勃所改寫！

宇宙膨脹速度到底有多快？宇宙到底有多長遠？

哈勃千里鏡正在驗證埃德溫·哈勃在上宿世紀二十年月提出哈勃常數，這一點很是主要，因為宇宙的巨細與將來成長的趨向都將與這一項研究有關，而關頭則是切確測定那個哈勃常數H0，在哈勃千里鏡之前，哈勃常數的規模很大，甚至相差一半！

但哈勃所處的近地軌道沒有大氣干擾，也沒有氣候影響，是以哈勃不雅測大量遙遠星系中的尺度燭光之一：造父變星，曩昔是經由過程它的亮度轉變周期幫忙鑒定地點星系的現實距離，但誤差相對比力大，而哈勃則直接的視差測定了造父變星，從而得出分歧距離上的星系膨脹的速度，哈勃將H0的精度縮小到了10%，后期又將其縮小到了5%以內！

造父變星和它的發現者勒維特

宇宙降生到底多久了？這是勒梅特提出大爆炸理論后天文學家一向都想搞大白的話題，二十年月埃德溫·哈勃用威爾遜山天文臺證實了仙女星系在銀河系以外，遙遠星系正在離去，此刻處在太空的哈勃千里鏡操縱這些切確測定的數據，將宇宙春秋確定為138億歲，正負在3%以內，第一次人類宇宙的春秋調查得那么清晰。

恒星到底是怎么降生的，哈勃為您呈現

獵戶座大星云，也就是M42的火鳥星云中遍布正在形當作中的恒星，這是對恒星形當作理論的一次有用驗證，從星云的金斯不不變性起頭坍縮，到博克球狀體形當作，再到原始恒星積盤發生，再到行星齊心圓降生，在獵戶座和金牛座星云中都獲得了驗證，而對超新星殘骸的不雅測，哈勃同時將恒星消亡與降生過程完整的呈此刻宿世人面前！

獵戶座恒星的搖籃

星系的演化與黑洞

一向以來天文學家都思疑在活躍星系和類星體中間存在龐大的黑洞，但在哈勃千里鏡之前幾乎就無法不雅測到類星體的宿本家兒星系，而類星體又在遙遠的宇宙邊緣！哈勃經由過程具體不雅測比力近距離的類星體的輸注星系，而且追蹤了數十個星系中間的恒星活動，成果表白在這些星系核球的中間都存在一個超大質量的黑洞，這些黑洞質量從太陽的數百萬倍到數十億倍不等！

哈勃證實了活躍星系中間存在龐大的黑洞

除此以外哈勃千里鏡還供給了類星體的高分辯率圖像，發現了星系和類星體中黑洞的復雜物質來歷，而且發現了星系中間的黑洞與核球形當作之間的復雜關系，這暗示黑洞和宿本家兒星系之間不是自力演化的，而是存在這千絲萬縷的聯系，可以說是一個彼此當作就的過程。

銀河系中間就存在一個太陽質量400萬倍的黑洞，它位于人馬座偏向！

暗能量和宇宙加快膨脹的奧秘

暗能量二十宿世紀末最令人震動的發現，1998年兩個團隊都發現了宇宙正在加快膨脹，從而發現了暗能量的存在，而對宇宙微波布景輻射不雅測發現，暗能量大約占了70%的宇宙質量，但這一切似乎從來都不會記得哈勃千里鏡對遙遠宇宙的尺度燭光Ia型超新星的不雅測依據。

NGC266的超新星

Ia超新星是一種特別的超新星，由一顆白矮星和一顆紅巨星組成，紅巨星直徑膨脹后落入了白矮星的希爾球，從而被白矮星吞噬，物質累積跨越錢德拉塞卡極限時，白矮星便炸當作了一顆超新星，每次爆發時質量恒定，能量一致，所以就當作了宇宙中最尺度的燭光。

Ia型超新星爆發過程

Ia超新星很是敞亮，是以即使在遙遠的宇宙邊緣也能被壯大的哈勃千里鏡不雅測到，成果就是宇宙大約在90億年前起頭竣事減速膨脹，并最終垂垂改變為加快膨脹，今天我們的宇宙正在加快膨脹！

宇宙的命運是不斷膨脹，可能是熱寂，可能是大扯破，具體是哪個估量誰也說禁絕，但至少它不會再縮短！

哈勃展示的宇宙

哈勃有良多“不務正業”的工作，除了給公共留下那些嘆為不雅止的照片外，當然更多的是給了天文學家研究這些天體的機遇，而最“不務正業”的工作是三次次超深空不雅測：

第一次：1995年12月18日至28日間，位置：海說神聊天區大熊座四周

第二次：1998年9月至10月間，位置：南天區杜鵑座

第三次：2003年9月24日至2004年1月16，位置：海說神聊天區天爐座

HUDF展示的遙遠宇宙

不雅測利用的是哈勃本家兒任裁量時候，也就是老邁想看哪就看哪，但這卻不是隨便看，而是盯著一片看上去沒有任何天體的天區不雅測，成果是令人震動的，天空中肆意區域，都密布了無數“星星”！此中2003年9月的這張照片中，請注重這些星星點點的每一個光斑，都代表一個星系，每一個星系都和銀河系一樣稀有千億顆恒星，而它們中最遠的星系距離大約在130億光年外，這張在天空中占有的規模為3平方角分，全天區面積的12700000分之一！

XDF和滿月的巨細比擬

這是繼宇宙微波布景輻射的各標的目的同性后，星系分布也同樣遵循各標的目的同性的原則，三次不雅測，偏向迥異，但成果是一樣的，宇宙深處一樣熱鬧，并且有過之而無不及！這三次不雅測是繼“暗淡藍點”后對人類的再一次震撼，暗淡藍點是人類對于地球只是宇宙中一粒沙子的感慨，而哈勃超深空照則是感傷十幾萬光年直徑的銀河系也不外是宇宙中的一粒沙子！