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中国的“怪物”千里眼

2009-12-21 21:41:39


  2008年10月16日,外形如怪物的Lamost望远镜在中国河北省的一座山上正式建成。一架由中国制造的新型天文望远镜,在天文望远镜发明400周年之际诞生了……

  天文望远镜诞生记

  1609年,意大利科学家伽利略听说荷兰有一个眼镜商人制造了望远镜,可以将远处教堂上的风景尽收眼底,于是他也制造了一架。当伽利略把望远镜朝向天空时,“天文望远镜”诞生了。

  透过望远镜,伽利略看到了3件令他头疼的事:第一件,月亮竟和地球相似,也是一个天体,上面满布坑坑洼洼的环形山;第二件,太阳好像在自转,因为太阳黑子在不断移动;第三件,木星竟然也有卫星,而且是4颗……透过他的望远镜看到的宇宙,好像和神学家们所说的不一样,地球好像不是宇宙的中心。一时间,伽利略发明的望远镜似乎成了一个大不敬的东西。

  果然,神学家们认为伽利略的望远镜有问题,伽利略出现了幻觉。伽利略不敢多说话,因为他还真不了解望远镜的原理。后来,德国科学家开普勒说明了望远镜的原理。

  用玻璃制造的天文望远镜也不是一点“幻觉”都没有。随着放大倍数的增加,望远镜开始出现令人讨厌的色差。色差是光线通过凸凹透镜时产生的彩虹一样的色边,这是由于玻璃对不同颜色的光有不同的折射造成的。色差导致原本白亮的星星出现“彩色小翅膀”,这对当时的天文学家来说太糟糕了。

  随后牛顿躲开了色差难题,用反射镜代替玻璃透镜,制成了没有色差的反射式天文望远镜。现在世界上很多天文望远镜都是反射式望远镜。

  再之后,折射式望远镜和反射式望远镜都有进步,镜片越来越大,但问题也越来越多。当它们大到好几米时,镜片会因自身重量而发生变形,而且望远镜的口径越大,看到的星空范围却越小。

  世界最“怪”望远镜

  长期以来,把“看得最多”与“看得最清晰”统一起来是天文学界的一大难题,它们就像鱼和熊掌一样不能兼得。后来,俄国科学家施密特发现将凹凸透镜和反射镜结合起来,可以解决这个问题。但效果并不太好。这样的望远镜又叫施密特望远镜。

  再后来人们又想到了牛顿喜欢用反射镜,想到用反射镜代替凸凹透镜效果可能会好些,于是设想出“反射式施密特望远镜”,但这其中有些技术问题很难解决……直到Lamost望远镜出现,“鱼和熊掌兼得”的问题才很好地解决了。

  Lamost望远镜由两个反射镜组成,两个反射镜均是拼接而成,口径很大。其中有一个可以用电脑控制镜面的弯曲程度,以便纠正重力、空气扰动、温度变化等对镜面的细微影响……这也是为什么Lamost要建成这么个怪模样。

  更强的是Lamost分析光谱的能力。什么是光谱呢?也许你不相信,光谱就是前面说过的当年天文学家最讨厌的望远镜的“色差”,当然不完全是,但它们的原理是一样的,都是像彩虹一样的光带。宇宙的很多秘密都藏在光谱里呢,很多化学元素,比如铁、钠、氢等,都能在星星的光谱中找到。确定了光谱中含有什么元素,就可以确定每颗星星是由什么组成的啦,这样就能破解宇宙的秘密。

  你肯定想,Lamost这么厉害,一定能拍出很壮观的星星照片吧。No,Lamost不拍星星的pose,只拍星星的光谱。现在的天文学家可不像咱们想的那样老土,对着星星的照片发呆,而是用计算机深入分析星星的“内心世界”——光谱。

  Lamost还有更厉害的呢,一次可以拍下4000颗星星的光谱供科学家研究,目前美国的望远镜最多才能拍660颗。而且Lamost可以观察到肉眼能看到的最暗星星亮度的50万分之一的暗星。厉害吧?谁也逃不过Lamost的千里眼。

  天文学家相信,Lamost是中国目前最大的望远镜,也将是最高产的望远镜。

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