哈勃的宇宙

哈勃太空望远镜中的宇宙
《星空的琴弦》第20篇

宇宙微波背景辐射，星际有机分子，类星体，脉冲星，这四项重大天文发现，都是在20世纪60年代借助射电天文望远镜发现的，他们对天文学的发展意义重大，并称为20世纪射电天文学四大发现。从光学望远镜到射电望远镜，是人类观测手段上的一次质变，这种观测手段的质变带给我们对宇宙认识上的质变，望远镜，又一次巨变马上就要到来。

自从20世纪50年代，人类的火箭把卫星送上天之后，天文学家们就梦想着能不能把望远镜也送上天空，在太空中一睹宇宙的风采。地面上的望远镜无法避免的会受到地球大气的影响，就好像从水下，望向水面与之外的事物，所有的影像都扭曲了，因为光线会被水折射，同样的大道理，地球大气也会折射光线，是地面上的望远镜拍摄的照片失真。

于是从1978年开始，美国宇航局联合欧空局一起开始建造一台天天太空望远镜，并以传奇的美国天文学家哈勃的名字命名，这台长12.8米，口径4.27米，重8吨的庞然大物，从外形上就像一个长了翅膀的可乐罐，总共耗资15亿美元。1990年4月24日，美国宇航局经过四年多的休整，终于迎来了挑战者号的首次发射，这次发射的航天飞机是奋进号，任务就是送哈勃上天。视力恢复的哈勃开始显示出无与伦比的强大力量，他将蝙蝠整镇整整一代天文学家的观念，把人类对宇宙的认识再次往前推进了一大步。

1995年12月18日，看上去是平凡的一天，一个来自美国的天文研究小组租用了哈勃望远镜，他们要选择一个颇具争议的天区进行观测，可这次观测的区域却让许多人大跌眼镜，因为这次要观测的区域是一块黑区，并且还是全天中最黑的黑区，就是天空中一块看似什么也没有的黑黑的区域。这次观测显得是全天中最黑最黑的一个点大小，仅仅只有144弧秒，只占整个天区的2400万分之一，这相当于你站在一百米开外看一个网球的大小。在一片质疑声中，哈勃太空望远镜把镜头聚焦到了那片位于大熊座的a区上，从10月18日一直观测到了12月28日，这11天中哈勃绕着地球转了150圈，也在四个不同的波段上整整曝光了342次。在宇宙中穿行了100多亿年的光子，一颗一颗的落到了哈勃极为灵敏的感光元件上，谁也没想到这些光子组成的图像，想让全世界的天文学家门皆受到一次革命式的洗礼。

这342张图片最后合成的照片被称为哈勃深空场，这恐怕是人类天文学史上到目前为止最为重要的一张天文照片，没有之一。

这张照片中每一个光点，哪怕是最暗弱的一个光点，都不是一个星星，而是一个星系，一个像银河系这样包含了上千亿颗恒星的星系。在这么一个前天2400万分之一的区域中，哈勃望远镜就拍摄到了超过3000个星系，这真是令人细思恐极。

宇宙中星系的分布密度是均匀的，这早已被证实了。那么根据哈勃深工厂拍摄到的星系数量，就可以推测到宇宙中可观测到的星系总数将超过1000亿个。如果我们的银河系在宇宙中是一个中等大小的星系的话，那宇宙中平均每个星系包含1000亿到2000亿颗恒星，则宇宙中恒星的总数量就相当于地球上所有沙子的数量，包括所有沙漠和沙滩上的沙子，虽然令人难以置信，但这确实是观测事实。

通过观测众多别的星系的不同形态，就能了解自身银河系的过去未来，据最新的观测数据表明，我们的银河系正在与仙女座大星系互相接近，几十亿年以后会与仙女座大星系相撞，那么相撞之后会发生什么？除了可以用计算机模拟以外，还可以通过研究其他星系中，星系相撞后的形态与我们的模拟结果互相验证，这样得出的结论是，最终两个星系会结合成一个棒旋星系。

因为哈勃太空望远镜的上天，人类对宇宙的研究提升了一个层次，在此之前基本上是以研究恒星来认识宇宙，而在此之后，则得以通过研究星系来认识宇宙。这种研究方法上的本质飞跃，必将带来认识上的飞跃。但是接下来的两个新发现，给自信满满的天文学家们迎头浇了一大盆凉水，原以为基本了解了宇宙的人类，突然发现我们对宇宙的了解其实只是宇宙的一小部分，神秘的宇宙只不过向好奇的人类稍稍敞开了大幕的一小角而已。