哈勃问答

石姝慧

哈勃空间望远镜能够扫描到的区域

哈勃的镜头有什么特别之处？

哈勃空间望远镜携带的两台照相机和两台摄谱仪能够探测并分析星体光线的不同属性。

美国航空航天局科学任务理事会副行政官埃德·韦勒说：“光线从哈勃顶部进入，穿过管状设备。中下部有个直径为239厘米的镜面。该镜面将光线反射回去，反射到第二个镜面上。第二个镜面较小，将光再次反射，穿过第一个镜面中心的小孔。最后，光线聚集在仪器舱。”除了一些可见光，哈勃空间望远镜还能观测到肉眼看不到的光线，如紫外线、红外线。紫外线可将皮肤灼伤；红外线含热能，太阳的热量主要通过红外线传到地球。

进入哈勃空间望远镜的星光携带着重要信息，这些信息与星体的温度、化学特性以及运行速度和运行方向有关。哈勃空间望远镜在大气层之上运行。该仪器非常精密，理论上能够从洛杉矶探测到来自日本东京的一点烛光。

哈勃在轨道上的运行速度为每秒8000米。它将捕捉到的图片及数字信息传送到一颗通讯卫星，最终发送到美国航空航天局设置在新墨西哥州沙漠的一个中继站。在位于马里兰州的戈达德太空飞行中心的操控中心，科学家对哈勃空间望远镜进行协调、控制，之后再传送到空间望远镜科学研究所，该研究所是哈勃空间科学操作机构。

“在空间望远镜科学研究所，我们能够观察到宇宙飞船的实时运行状况。如果需要的话，我们能够操控它并改变其运行方式。比如，想要准确获取某一目标的具体位置，我们可以将哈勃重新准确定位。这样，在生成图像的过程中，小范围的天体的图像才不会移动或模糊。”戈达德中心能使哈勃空间望远镜能够定位一些已知星体，并准确追踪太空中的飞行器，一旦发现目标，就开始对其进行观察。

普通人怎么用哈勃看太空？

理论上，哈勃空间望远镜也对非专业人士开放，不过，因为非常抢手，中标率非常低。通常，在同一个时间段内，会有至少8个人申请。而且，所有的申请者都会被以专业人士的标准来要求。

使用哈勃的花费相当高，所以，分配观测时段的人非常谨慎，不会因为申请者说好话就随随便便把时段分出去。因此，你的申请提案必须是精心准备的，证明观察目标确实有科学价值，如果没有哈勃或者其他空间望远镜的帮助，你的科学研究就没法进行，利用哈勃是你获得研究成果的最好途径。最后，你还得证明，比起别人的申请，你的项目更有价值，因而更值得使用哈勃。

和你竞争的基本上都是职业天文工作者，其中很多都需要申请经费来支持他们的研究。因此，在写申请方面，他们久经考验，你更得好好表现。

哈勃空间望远镜的观测通常与分析数据紧密相连，虽然观测是免费的，但分析数据就需要经费。如果你不是专业人士，那你的经费从何而来？所以，这就很棘手。我想，评审委员会也想到了这一点。

如果你的想法真的值得尝试的话，我建议你还是试试，因为最坏的结果无非就是没有通过。除此之外，你还会收到一份原因说明。

当然，使用哈勃的门槛还是非常高的，即使最投入的职业天文学家，获得使用哈勃的机会也不大。

“哈勃定律”怎么证明宇宙始于大爆炸？

广义相对论表明，太空比任何人所能想象的更加匪夷所思，当然，爱因斯坦除外。为了清楚地了解神奇的宇宙，天文学家需要更多的观测资料。这意味着需要性能更强大的大型望远镜。

19世纪初，威廉·赫歇尔完成对太空的研究，记录了数千个既绚丽又模糊的物体，这些物体当时被称作“白色星云”。那时，没人知道这些白色星云到底是我们星系的一部分，还是其他遥远的未知星系的一部分。

1924年，天文学家埃德温·哈勃在美国加利福尼亚州威尔逊山天文台用一台254厘米反射式望远镜研究了这些星云中的一些星体。通过这台天文望远镜，哈勃估测，这些星系与地球的距离通常是几十万甚至上百万光年。这里的天体跟银河系的一样庞大、密集，因此他称之为“星系”。所以，我们今天也将白色星云叫作“星系”。

那时，科学家了解到，星体上的一束光在光谱上表现为不同的颜色，星体的运动会带来颜色的改变。光波变为蓝色，意味着该星体在接近地球；光波呈红色，则意味着该星体在远离地球。这就是著名的“哈勃定律”：来自遥远星系的光线的红移与它们的距离成正比。

颜色变化的量揭示了这种运动的速度。哈勃发现，当他测量星系距离时，光波几乎总是变为红色和相近颜色。距离越远，红色光波越长。也就是说，宇宙是在不断膨胀的。这个惊人的发现意义深远。

从宇宙膨胀这一角度倒推，科学家猜测，宇宙的开始似乎是剧变的。一位天文学家将这一剧变称为“宇宙大爆炸”。

如果将哈勃的镜筒对准地球，它能看多清楚？

哈勃空间望远镜距离地球大约560千米，主镜直径为2.4米。如果不考虑大气失真（事实上，这绝不是微不足道的），其分辨率可能达到0.05弧秒，对地面的分辨率可达15厘米，几乎相当于美国著名的间谍卫星“锁眼”的水平。不过，这只是想象，事实上，哈勃是不能对准太阳、月亮、地球，以及金星、水星等近处的明亮天体的，因为强光会烧坏它的感光设备。

哈勃在银河系内，怎么能拍摄到银河系全景？

答：它拍不到，你看见的最详细的银河系照片是2008年6月3日公布的由斯皮策空间望远镜拍摄的图像，它由80万张图片组合而成，全长达55米，分辨率比此前最为清晰的银河系照片高100倍，但也算不上是全景图。endprint