哈勃望远镜：揭秘宇宙大爆炸的“天眼”

哈勃望远镜：揭秘宇宙大爆炸的“天眼”

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科学网

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来源

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/12/535797.shtm

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1990年4月25日，随着美国发现号航天飞机的一次成功发射，一个重达11吨的庞然大物被送入了地球轨道。这个被命名为“哈勃”的太空望远镜，从此开启了人类观测宇宙的新篇章。

哈勃望远镜以美国天文学家埃德温·哈勃的名字命名，他正是发现宇宙膨胀的第一人。哈勃望远镜的设计初衷就是为了超越地球大气层的干扰，提供前所未有的清晰宇宙图像。它配备了高分辨率的相机、光谱仪和其他科学仪器，能够观测从紫外线到近红外线的广阔光谱范围。

自服役以来，哈勃望远镜已经绕地球飞行了数十万圈，拍摄了超过150万张照片，涉及38000多个天体目标。这些观测数据不仅让我们看到了宇宙的壮丽景象，更为现代天文学和宇宙学的发展提供了坚实的基础。

哈勃望远镜最引人注目的成就之一，就是对宇宙膨胀的观测。1929年，埃德温·哈勃发现远处的星系正在远离我们，而且距离越远的星系退行速度越快，这一发现成为了宇宙大爆炸理论的重要证据。然而，哈勃当时测量的宇宙膨胀速度（即哈勃常数）存在较大误差。

哈勃望远镜通过观测遥远的超新星，帮助科学家们更精确地测量了宇宙膨胀的速度。2011年诺贝尔物理学奖得主亚当·里斯（Adam Riess）领导的团队，利用哈勃望远镜观测了数十颗Ia型超新星，发现宇宙不仅在膨胀，而且膨胀速度还在加速。这一发现颠覆了人们对宇宙演化的传统认知，暗示着一种神秘的“暗能量”正在推动宇宙加速膨胀。

哈勃望远镜的深场观测项目为我们提供了宇宙早期的珍贵图像。1995年，哈勃望远镜对准了一小片看似空无一物的天空，连续曝光10天，拍摄了著名的“哈勃深场”图像。这张图像揭示了数千个遥远的星系，其中一些形成于宇宙诞生仅10亿年之后。这些观测为研究宇宙早期结构和演化提供了关键线索。

2004年，哈勃望远镜又完成了“哈勃超深场”观测，将曝光时间延长至11天，揭示了更遥远、更古老的星系。这些观测帮助科学家们追溯到宇宙诞生后的4亿年，进一步验证了宇宙大爆炸理论。

暗物质是宇宙中一种神秘的物质，它不发光也不吸收光，因此无法直接观测。但通过引力效应，哈勃望远镜能够间接探测到暗物质的存在。哈勃望远镜通过对星系团的引力透镜效应观测，揭示了暗物质的分布情况，为理解宇宙结构的形成提供了重要线索。

尽管已经服役超过30年，哈勃望远镜仍在不断刷新我们的宇宙认知。2021年，哈勃望远镜完成了对“哈勃极端深场”的观测，将曝光时间延长至23天，揭示了更早期的宇宙景象。这些观测数据将继续为宇宙学研究提供宝贵资料。

随着技术的进步，新一代的太空望远镜如詹姆斯·韦伯太空望远镜已经接替了哈勃望远镜的部分工作。但哈勃望远镜凭借其卓越的观测能力和丰富的历史数据，仍将在未来的天文学研究中发挥重要作用。

哈勃望远镜不仅是一台科学仪器，更是人类探索宇宙奥秘的象征。它让我们看到了宇宙的浩瀚与美丽，也让我们更加深刻地理解了宇宙的起源和演化。正如哈勃望远镜项目科学家所说：“哈勃望远镜改变了我们看待宇宙的方式。”