“哈勃遗产场”为什么是一部遥远宇宙的“历史书”?

若是您第一眼看到这张照片，必定会觉得是哪个三流摄影师拍下的星空，还不如本身用手机拍下的银河。

可是若是您将这张图片放大，您会发现一个全新的宿世界，那一个个小点居然是璀璨的星系，

这张照片就是闻名的“哈勃遗产场”，也被称为遥远宇宙的汗青书，这张图像高达20791X19201像素，高达672MB。

哈勃千里镜从2002年起头，在16年的时候里在太空中持久不变地长焦镜头不雅测统一个方针，颠末7491次曝光，总曝光时候长达640万秒，半斤八两于整整74天的时候，然后由31个天文学家团队，花费了250天的时候，将获得的图像拼合起来，形当作了这张花费无数金钱精神，来之不易的极早期宇宙图片——哈勃遗产场，在这张照片中，我们可追溯到133亿年前至今的26.5万个星系，正因为哈勃拍到的图像中的一些星系可以追溯到大爆炸后的5亿年（距今133亿年）。所以，看哈勃拍摄的照片就仿佛在看一本宇宙汗青书一样。

这张照片的难度极高，为了获取更丰硕的星空信息，哈勃千里镜会利用分歧滤镜多次拍摄统一场景的口角照片，那么我们为什么看到的图片是彩色的呢？这和后期处置有关，同时也涉及到恒星光谱。

在恒星的光谱中，按照其波长由长至短的摆列，恒星的电磁辐射可分为射电、红外、可见光、紫外、X射线以及γ射线等波段，而这些波段中，可见光却又可以再分为七色光。

分歧的原子所拥有的能级，电离能以及布局分歧，因而每种分歧的原子均有分歧特征的光谱线。

哈勃千里镜拍摄的原始数据都是口角的，即只能感应光的强度。在天文摄影中，每颗星星的谱线数量、分布、强度等环境均纷歧样。是以，深空摄影城市按照所需拍摄天体辐射光谱的特征，选择若干滤色镜别离拍摄分歧波段的照片，再把它们叠加当作一张。为了区分各个波段，也为了便于不雅赏，一般会把各个波段都对应一种颜色，一路合起来，从而当作为了彩色照片（宇宙比哈勃拍出来的更灿艳多彩，可是人眼只能领受“可见光”，并且，在夜晚，对色彩敏感的视锥细胞阐扬不了感化，只能由对光线敏感的视杆细胞来不雅察）。

这幅“哈勃遗产场”无论是拍摄难度仍是后期难度都很是高，“哈勃遗产场”这幅图像的波长规模从紫外光延长到近红外光，图片中最黯淡的星系亮度只有人眼所能见亮度的百亿分之一，7500张照片取自分歧时候分歧项目，是用分歧的滤光片拍到的分歧角度的原始相片。拼接照片，简而言之，就是要确定分歧相片彼此叠加的区域，将它们瞄准今后叠加起来。说起来轻易做起来难，因为遥远的星系很是暗淡，在一张原始的相片上可能底子无法看到的星系在多次叠加之后，可能也只是几个像素巨细的暗淡小点。。

固然其笼盖的天区面积（对地心所张的立体角）和满月半斤八两，占全天面积大约百万分之六，估量不雅测到的星系也就占了可不雅测宇宙的百万分之一摆布。可是我们却可以在这张照片中窥探宇宙的曩昔、此刻以及将来。

之所以被定名为“遗产”，是因为这可能是哈勃千里镜退役之前的最后一幅作品，从1990年在在美国肯尼迪航天中间由“发现者”号航天飞机当作功发射，哈勃千里镜至今已经服役了30年。

因为它位于地球大气层之上，是以获得了地基千里镜所没有的益处：影像不受大气湍流的扰动、视相度绝佳，且无大气散射造当作的布景光，还能不雅测会被臭氧层接收的紫外线。于1990年发射之后，已经当作为天文史上最主要的仪器。它当作功填补了地面不雅测的不足，帮忙天文学家解决了很多天文学上的根基问题，使得人类对天文物理有更多的熟悉。此外，哈勃的超深空视场则是天文学家今朝能获得的最深切、也是最灵敏的太空光学影像。

哈勃千里镜曾历经5次的大规模补葺，可是跟着航天飞机的退役，已经不成能再对哈勃天文千里镜进行维修，这也是哈勃千里镜即将退役的原因之一。

哈勃遗产场的意义很是大，可以用来计较出描述宇宙膨胀速度的哈勃参数，1929年，哈勃操纵特征谱线的特征，发现宇宙中的星系的电磁辐射波长增添了，就是光谱的谱线标的目的红端移动了，它意味着星系正执政我们远去，这就是星系红移现象。

哈勃还发现星系的红移量与该星系的距离当作正比的关系，也就是说，越远的星系正在以越快的速度飞驰而去，这被称为哈勃定律，哈勃得出告终论：宇宙在平均地膨胀。

天文学家哈勃发现了宇宙在膨胀之后，科学家一向认为宇宙是处于减速膨胀的状况，可是美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔·波尔马特、澳大利亚物理学家布莱恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯组总共不雅测了约50颗遥远的“Ia型超新星”，表白当前的宇宙存在加快膨胀。

科学家经由过程给Ia型超新星定位，并测量它们若何活动；他们发现Ia型超新星的亮度比预期的要暗，也就是说它们正在快速远离地球，这速度比我们预期的要快。

操纵“哈勃遗产场”中可以用作“尺度烛光”的Ia型超新星。这些超新星对于我们领会宇宙是如何从减速膨胀变为加快膨胀有主要的感化。

科学家遍及承认宇宙受神秘“暗能量”驱动，处于加快膨胀状况，萨尔·波尔马特等三人认为是“暗能量”的原因导致了宇宙正在膨胀加快，而2011年诺贝尔奖授予它们三人，也意味着学术界对“暗能量”的承认。

学者们认为暗能量的密度可能是一种宇宙常量，而真空则供给了宇宙膨胀的动力，我们可以操纵“哈勃遗产场”，更好地研究宇宙膨胀的汗青，以及研究暗物质和暗能量之间的联系。

除此之外，还可以经由过程“哈勃遗产产”研究宇宙膨胀的汗青，进而揣度暗物质密度。也可以操纵哈勃不雅测到的星系数目，猜测暗物质晕的质量函数，进而计较出暗物质的密度规模。

可以说，哈勃千里镜升空的30年，它捕获到的宇宙图像不竭改变人类对于宇宙的认知，截至2009年，自美国“哈勃”太空千里镜1990年发射升空以来，共有20多个国度的2000多名科学家操纵这只“太空眼”进行了11万多次天文不雅测，并在阐发不雅测数据的根本上撰写1346篇论文。

4月24日即将到来，也让我们祝哈勃千里镜30周岁欢愉。

发表于 2020-04-20 02:00
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