哈勃30周年：发现宇宙终极真相，哈勃望远镜是怎么做到的？

千里镜显然是人类最伟大的发现之一，自伽利略时代以来，人们制造了数不清的千里镜，但迄今为止还没有一台千里镜能像哈勃空间千里镜一样改变我们的思维，因为它展示的不只是遥远宇宙斑斓的照片，而是从头界说我们对于整个宇宙的认知！

哈勃千里镜是怎么来的？

哈勃千里镜大师都知道是仍然运行在近地轨道上的空间千里镜，但最早这个设法却出自1946年天文学家莱曼·斯皮策的设法，1965年斯皮策被录用为建造空间千里镜的本家儿任委员，1968年NASA正式确定了建造3米反射千里镜的打算！

莱曼·斯皮策

尽管打算确立，但千里镜建造打算却一波三折，差点因削减开支被时任总统的福特打消而胎死腹中，好在浩繁天文学家协调游说，最终将打算资金缩水一半保留了空间千里镜打算！是以3米的反射镜口径被缩小至2.4米，原先筹算在哈勃千里镜的小型千里镜也被打消，而且欧空局也插手了打算，供给部门预算，回报则是ESA见过拥有15%的哈勃利用时候！

哈勃的光学布局：卡塞格林式反射系统，由两个双曲面反射镜构成

1980年头，正在睁开设计的空间千里镜被定名为“哈勃”，这是纪念二十宿世纪初发现宇宙膨胀的伟大天文学家埃德温·哈勃定名，而千里镜制造过程则遭遇预算暴增，进度掉队，发射时候一推再推，不外最终在1990年4月24日由发现号航天飞机在STS-31航次中将千里镜当作功的送入了预定轨道！

埃德温·哈勃真该不雅测

上天就近视哈勃

近视眼是哈勃闻名的掉误，上天不久的哈勃就被发现获取的图像尽管比地面千里镜清楚，但显然没有达到哈勃的设计尺度，而原因则是镜面外形被磨错了，而误差仅仅只是边缘被多磨失落了2.2微米，当然解救办法就是增添一片批改镜，将其从头校正过来，不外因为位置安装关系，牺牲了高速光度计，以及批改了部门相机的像差，这个“空间千里镜光轴抵偿校正光学”系统的安装使命在奋进号航天飞机的1993年12月的STS-61航次中当作功完当作。

第一次维修使命后，哈勃照片解析度直线晋升

所以正在近地轨道上工作的哈勃，是戴了一副近视眼镜的！

上天三十年，哈勃到底干了哪些功德？

哈勃的不雅测波段涵盖紫外波段到红外波段（115-2500纳米），这已经远超肉眼可见规模，在三十年不间断的不雅测中，哈勃带来的是惊喜，但更多的是震撼，因为人类的对于宇宙的熟悉正被哈勃所改写！

宇宙膨胀速度到底有多快？宇宙到底有多长远？

哈勃千里镜正在验证埃德温·哈勃在上宿世纪二十年月提出哈勃常数，这一点很是主要，因为宇宙的巨细与将来成长的趋向都将与这一项研究有关，而关头则是切确测定那个哈勃常数H0，在哈勃千里镜之前，哈勃常数的规模很大，甚至相差一半！

但哈勃所处的近地轨道没有大气干扰，也没有气候影响，是以哈勃不雅测大量遥远星系中的尺度烛光之一：造父变星，曩昔是经由过程它的亮度转变周期帮忙鉴定地点星系的现实距离，但误差相对比力大，而哈勃则直接的视差测定了造父变星，从而得出分歧距离上的星系膨胀的速度，哈勃将H0的精度缩小到了10%，后期又将其缩小到了5%以内！

造父变星和它的发现者勒维特

宇宙降生到底多久了？这是勒梅特提出大爆炸理论后天文学家一向都想搞大白的话题，二十年月埃德温·哈勃用威尔逊山天文台证实了仙女星系在银河系以外，遥远星系正在离去，此刻处在太空的哈勃千里镜操纵这些切确测定的数据，将宇宙春秋确定为138亿岁，正负在3%以内，第一次人类宇宙的春秋调查得那么清晰。

恒星到底是怎么降生的，哈勃为您呈现

猎户座大星云，也就是M42的火鸟星云中遍布正在形当作中的恒星，这是对恒星形当作理论的一次有用验证，从星云的金斯不不变性起头坍缩，到博克球状体形当作，再到原始恒星积盘发生，再到行星齐心圆降生，在猎户座和金牛座星云中都获得了验证，而对超新星残骸的不雅测，哈勃同时将恒星消亡与降生过程完整的呈此刻宿世人面前！

猎户座恒星的摇篮

星系的演化与黑洞

一向以来天文学家都思疑在活跃星系和类星体中间存在庞大的黑洞，但在哈勃千里镜之前几乎就无法不雅测到类星体的宿本家儿星系，而类星体又在遥远的宇宙边缘！哈勃经由过程具体不雅测比力近距离的类星体的输注星系，而且追踪了数十个星系中间的恒星活动，成果表白在这些星系核球的中间都存在一个超大质量的黑洞，这些黑洞质量从太阳的数百万倍到数十亿倍不等！

哈勃证实了活跃星系中间存在庞大的黑洞

除此以外哈勃千里镜还供给了类星体的高分辩率图像，发现了星系和类星体中黑洞的复杂物质来历，而且发现了星系中间的黑洞与核球形当作之间的复杂关系，这暗示黑洞和宿本家儿星系之间不是自力演化的，而是存在这千丝万缕的联系，可以说是一个彼此当作就的过程。

银河系中间就存在一个太阳质量400万倍的黑洞，它位于人马座偏向！

暗能量和宇宙加快膨胀的奥秘

暗能量二十宿世纪末最令人震动的发现，1998年两个团队都发现了宇宙正在加快膨胀，从而发现了暗能量的存在，而对宇宙微波布景辐射不雅测发现，暗能量大约占了70%的宇宙质量，但这一切似乎从来都不会记得哈勃千里镜对遥远宇宙的尺度烛光Ia型超新星的不雅测依据。

NGC266的超新星

Ia超新星是一种特别的超新星，由一颗白矮星和一颗红巨星组成，红巨星直径膨胀后落入了白矮星的希尔球，从而被白矮星吞噬，物质累积跨越钱德拉塞卡极限时，白矮星便炸当作了一颗超新星，每次爆发时质量恒定，能量一致，所以就当作了宇宙中最尺度的烛光。

Ia型超新星爆发过程

Ia超新星很是敞亮，是以即使在遥远的宇宙边缘也能被壮大的哈勃千里镜不雅测到，成果就是宇宙大约在90亿年前起头竣事减速膨胀，并最终垂垂改变为加快膨胀，今天我们的宇宙正在加快膨胀！

宇宙的命运是不断膨胀，可能是热寂，可能是大扯破，具体是哪个估量谁也说禁绝，但至少它不会再缩短！

哈勃展示的宇宙

哈勃有良多“不务正业”的工作，除了给公共留下那些叹为不雅止的照片外，当然更多的是给了天文学家研究这些天体的机遇，而最“不务正业”的工作是三次次超深空不雅测：

第一次：1995年12月18日至28日间，位置：海说神聊天区大熊座四周

第二次：1998年9月至10月间，位置：南天区杜鹃座

第三次：2003年9月24日至2004年1月16，位置：海说神聊天区天炉座

HUDF展示的遥远宇宙

不雅测利用的是哈勃本家儿任裁量时候，也就是老迈想看哪就看哪，但这却不是随便看，而是盯着一片看上去没有任何天体的天区不雅测，成果是令人震动的，天空中肆意区域，都密布了无数“星星”！此中2003年9月的这张照片中，请注重这些星星点点的每一个光斑，都代表一个星系，每一个星系都和银河系一样稀有千亿颗恒星，而它们中最远的星系距离大约在130亿光年外，这张在天空中占有的规模为3平方角分，全天区面积的12700000分之一！

XDF和满月的巨细比拟

这是继宇宙微波布景辐射的各标的目的同性后，星系分布也同样遵循各标的目的同性的原则，三次不雅测，偏向迥异，但成果是一样的，宇宙深处一样热闹，并且有过之而无不及！这三次不雅测是继“暗淡蓝点”后对人类的再一次震撼，暗淡蓝点是人类对于地球只是宇宙中一粒沙子的感慨，而哈勃超深空照则是感伤十几万光年直径的银河系也不外是宇宙中的一粒沙子！