同学们,你们应该都听说过哈勃太空望远镜吧。然而,你们可能不知道,在发射成功不久,哈勃太空望远镜就闹了个大笑话。这个花费20多亿美元、耗时15年研制,克服诸多困难发射上天的太空望远镜,上天后竟然变成了“近视眼”!一时间,NASA变成了大家取笑的对象。
为什么会出现这种状况呢?要知道,在发射之前,哈勃太空望远镜的研究团队已经认真考虑过所有可能出现的问题了,甚至还担心过它拍摄的图像太模糊。结果证明,他们原本担心的问题都太高级了。
与坐落在地面上的望远镜不同,哈勃太空望远镜是以每秒约8千米的惊人速度围绕地球旋转的,这种独特的运行方式带来了一个重大问题——它将不可避免地做一些翻转动作。
对于一台太空望远镜来说,“天生好动”显然不是一个优点。为了帮助它对抗这种翻转,科学家们想到了陀螺仪。于是,人类有史以来制造出的最精密的6个陀螺仪被安装在了哈勃太空望远镜身上。如此一来,最有可能引起图像模糊的因素就被解决了。
1990年4月24日,美国发现号航天飞机搭载哈勃太空望远镜顺利升空。两个月后,第一张哈勃太空望远镜拍摄的照片传回地面,但结果证明,它就是一台发射到太空的业余望远镜。它最精密的陀螺仪没有出现问题,反而是最不应该出现问题的反光镜出了问题,哈勃团队的科学家们犯下了一个天文业余爱好者在制作望远镜时才容易出现的错误——球面像差。所有照射到球面的光线本来应该精确地汇聚到一点上,但由于反光镜出了问题,这些光线没能很好地汇聚到一点上(如图1-6所示)。科学家们推测,在哈勃太空望远镜那直径2.5米的大镜面上,可能是一个不超过头发五十分之一粗细的区域出了问题。
图1-6
科学家们的当务之急就是赶快修复。经过几个月的艰难探索之后,他们终于找到了修复方法:既然哈勃不幸患上了“近视眼”,那就给它戴副“近视眼镜”吧!于是,他们为哈勃太空望远镜准备了一个视力矫正系统。经过为期5天的太空维修之后,“近视眼”的它终于成为我们今天所认识的哈勃太空望远镜了。
魔咒解除后,哈勃太空望远镜的辉煌之路就此开启。30多年间,无数令人震撼的宇宙画面呈现在人们眼前。这些图画不仅美丽动人,而且它们中的每一个像素都在帮助人类解开更多的科学谜团。
比如,1995年12月18日,哈勃团队的科学家们进行了一次尝试,他们将哈勃太空望远镜对准了北斗七星上方一片像针尖一样的暗淡区域,想要测试一下其到底拥有多强大的观测能力。当时,这是一片从来没有人观察过的区域。浪费宝贵的观测时间,去做一件完全没有明确目标的事情,是要冒很大风险的,万一什么都没看到,岂不是又要被人嘲笑一番?
但是,哈勃团队的科学家们还是这样做了,他们用了10天时间,让哈勃太空望远镜在4种不同的光线波段,拍下了342张照片。经过合成处理后,成千上万个遥远的星系呈现在科学家们面前,画面中的每一个物体,包括那些微小的蓝点,都是穿越几亿、几十亿甚至几百亿光年来到我们面前的神秘世界。它们中的一些星系,甚至是在宇宙诞生仅仅10亿年之后就向我们送来了问候。此时的哈勃太空望远镜就像一台时光机,带领我们回到了宇宙的起点。
2016年,哈勃太空望远镜拍摄下了编号为GN-Z11的星系图片,你可能想不到的是,它的光线是从134亿年前发出的。而那时,宇宙大爆炸才刚刚发生了4亿年。这也是迄今为止哈勃太空望远镜帮我们追溯到的最遥远的过去和最遥远的距离了。