40幅哈勃太空望远镜图 (望远镜是400年前伽利略发明的吗)

随着我们的目光越来越远,对望远镜的要求也越来越高,而这个时候望远镜的制造却遭遇了瓶颈。

由于牛顿式望远镜采用了一片平面镜,肯定会造成一定光损失,这就造成了像差,在观察近地行星时影响还不大,如果放到整个宇宙尺度,那么这些光损失就不得不考虑了。

那怎么办呢?只能回到折射式望远镜的老路上去,折射式望远镜有色差但像差小,而反射式望远镜没有像差但有色差,可是要制造折射式望远镜也困难重重,由于镜片磨制工艺的落后,凸透镜也不能磨制的太大,越大越昂贵,而且太大了几乎就是不可能,胡克就是磨镜手段高超,一举成名,牛顿就是因为磨制镜片不易,才另辟蹊径,制造了牛顿式反射望远镜,现在胡克已经逝世,牛顿不能复生,就算他们在世,也不能让这么伟大科学家天天去磨镜片啊。

办法还是想出来了。1930年,德国人施密特想出了办法,施密特将折射望远镜和反射望远镜的优点结合起来,制成了第一台折反射望远镜。

望远镜史,望远镜的历史

折反射式望远镜原理图

但是问题还没有完全解决,无论是折射式望远镜还是反射式望远镜,都是建立在地球上,大气层中的大气湍流与散射,以及会吸收紫外线的臭氧层,这些因素都限定了地面上望远镜做进一步的观测。

于是人类想到了把望远镜送入太空,1946年天文学家莱曼·斯必泽提出在太空中的天文台有两项优于地面天文台的性能。首先,角分辨率(物体能被清楚分辨的最小分离角度)的极限将只受限于衍射,而不是由造成星光闪烁、动荡不安的大气所造成的视象度。其次,在太空中的望远镜可以观测被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线。

但是这一计划并不简单,首先要有轨道天文台,其次还是需要镜片,因为空间望远镜要观察的范围是从紫外线到近红外线,所以需要比以前的望远镜更高十倍的解析力,它的镜子在抛光后的准确性达到可见光波长的二十分之一,也就是大约30纳米,第三,考虑到空间望远镜的后期维护,还必须有可载人的往返式航天飞机配合,这其中任何一项在当时都是不可能的任务。

但这一切都阻挡不了人类的狂想,1968年,NASA的轨道天文台计划成功,1978年,美国国会确定了大型空间望远镜的项目,为了纪念伟大的哈勃,这台望远镜被命名为哈勃望远镜。

但是,哈勃望远镜还是超出了当时的科技能力,本来打算1983年发射,可最后拖到了1990年,单单是镜片磨制就耗时两年,并且多次修改工艺,增加预算。

1990年4月24日哈勃望远镜在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射,哈勃望远镜被送入了太空。

望远镜史,望远镜的历史

哈勃望远镜

哈勃望远镜经过多次改进调整后,一步步把宇宙的奥秘向我们展示开来,黑洞、暗物质这些本来只存在于想象中宇宙奇观一一被哈勃望远镜证实。

望远镜史,望远镜的历史

哈勃望远镜下的太空

完全可以说,望远镜的发展史就是宇宙的发现史,不过,我们既然曾经从天国降落凡尘,自然也渴望回归天国,或者创建一个地上的天国,无论回归天国还是创建天国,都离不开我们的斥候——望远镜。

还是由于镜片磨制工艺的滞后,即便是现在,磨制镜片的工艺也赶不上人类的狂想,光学显微镜不可能造的太大,镜面直径越大,对镜面精度要求越高,而且后期维护困难,要想“看”的更远,则必须想新的办法。

那么,还有什么新办法可以想呢?