首页 -> 2004年第12期

天文望远镜的自述

作者:覃 育




  古往今来,人类对浩瀚宇宙、渺渺星空的探索从未间断。今天,我们就来听听在人类探索星空的过程中功不可没的一员“大将”——天文望远镜的自述,了解一下它是怎样帮助我们认识地球以外的世界的。
  (奇 奇)
  我叫天文望远镜,相信大家都听说过我,不过,使用过我的人则很少。所以,大家都觉得我很神秘,而且对我也有很多误解,这里我就给大家做个自我介绍。
  我们的家族很庞大,既有老祖宗——光学望远镜,又有新兄弟——射电望远镜。我们家族所有的成员都属于这两类中的一种。当然,每个成员都可能有自己特有的名字,这些名字往往是根据它们各自的用途和构造而起的。比如太阳望远镜、折射望远镜等等。
  
  光学望远镜
  
  平常,大家最容易见到的就是我们的老祖宗——光学望远镜。它们大小不一,形态各异,构造也各不相同。但是,它们都是应用光学原理,利用玻璃的折射、反射制造的。光学望远镜至少有一组物镜和一组目镜。物镜是用来收集光线的,而物镜送来的光线,却必须通过目镜,人们的眼睛才可以看到。
  很多人都以为,我们的放大倍数越大越好,这个说法对不对呢?
  实际上,这是不对的。因为倍数大到一定程度以后,我们看到的东西反而会变模糊,这是由光学原理决定的。而且,放大倍数越大,受地球大气活动的影响也会越大。对于一个小口径的望远镜来说,大的、不合适的放大倍数反而降低了它的分辨能力。要知道,我们最好最大的“大哥哥”们放大的倍数也才有几百倍。
  这里我还想说的是,对于绝大多数的恒星来说,由于它们离我们太远,即使是最好的望远镜,看到的也只是针尖一样的小光点,根本看不到表面的细节,所以,倍数再大也没有意义。
  其实,衡量我们能力强弱的一个重要因素是有效口径,也就是物镜的大小。这等于说,我们的个头越大越好。所以,现在我们中的“大哥哥”直径居然达到了6米。不过,我们也很难做得更大了,因为玻璃镜片太大以后会变软、变形,这有点像手指粗的铁条,短的时候很难弯曲,长的时候超出车厢的一截却很容易弯向地面。
  对于一个望远镜来说,口径越大,能够看到的星星自然也就越多,特别是那些又暗又远的恒星。实践证明,肉眼能够看到的最暗的是6等星,而我们的“大哥哥”们却能看到比这暗上百万倍的20等以上的星星。
  至于观测的方法,一开始人们都是用眼睛通过我们观测的,后来,天文学家又在我们后面装上了照相机,实现了照相观测,观测的结果变得更科学、更精确。不过,照相也有一个缺点,就是给星星照一张相的时间太长,一般要几秒钟到几十分钟,有的甚至几个小时。这样,一个晚上最多只能照几张,而且,在照一个相的过程中,星星可能已经“眨”了成千上万次“眼睛”,而照片上却看不出来。怎么办呢?
  天文学家又想到了用一种名叫CCD的仪器代替照相机,你可能已经猜到了,它就像一部对光线很敏感的摄像机,可以记录星星每时每刻的情况。
  
  射电望远镜
  
  上面讲了光学望远镜,下面要说的自然就是射电望远镜了。
  首先要提到的是,60年前科学家的一个发现——天上的每一颗星星都发出一种叫做电磁波的东西,形象地说,每个星星都是一个“电台”。当然,每个星星的“播音”都不一样,而且,它们的“播音”说的都是自己的“心里话”。假如我们能造出一种望远镜,去接收它们的电磁波,也就是“收听”它们的“心里话”,自然就能够更好地了解它们。根据这个原理,科学家们就发明了这种射电望远镜。
  射电望远镜到底是什么样子的呢?
  同学们可能会在图片中见过雷达,或者卫星接收天线。其实,它们也算是射电望远镜中的两种。用于天文观测的射电望远镜外观和它们差不多,大小差别却很大。小的直径只有几米,大的却有近百米,最大一个直径居然有300多米,被建在好几座山峰之间的盆地上,像山间的一只巨型的“锅”,壮观无比。
  射电天文望远镜和光学望远镜相比有一个优点,就是不管刮风下雨或者是白天黑夜,都可以工作,这是光学望远镜所无法做到的。当然,这并不是射电望远镜唯一的优点,20世纪60年代四大天文发现(即类星体、脉冲星、星际分子和3K微波背景辐射)都归功于射电天文望远镜的事实,就证明了这一点。
  可以说,射电天文望远镜这个新“兄弟”丝毫也不比“老祖宗”光学望远镜差,它也为人类了解宇宙做出了不可磨灭的贡献。