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遥望宇宙深处的“眼睛”(2)
http://www.100md.com 2020年9月15日 《百科知识》 202018
     不论是光学望远镜,还是射电望远镜,在未来,更大口径依然是望远镜的发展趋势。同时,研究者也在寻求更好的平台,如空间、月球以及其他星系等。

    正如美国国家航空航天局的丹·丁尔所说:“大型望远镜对于天体物理和天文学就像运算速度对于计算机那么重要,我们想直接看到宇宙大爆炸的边缘,我们想直接看到环绕其他恒星的星球。我们需要更大的望远镜。”

    

望远镜的意义:以天之语,解物之道



    天文学家在宇宙观测时获取信息的通道有:电磁波、宇宙线、中微子、引力波。其中,电磁波是获取信息的主要通道。

    ▲ 星系M87中心的黑洞圖像,由围绕其旋转的热气发射勾勒
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    ▲ 宇宙起源与演化

    当前,天体物理提出了很多重要问题。“两暗、一黑、三起源”(两暗—暗能量、暗物质;一黑—黑洞及致密天体;三起源—宇宙起源、天体起源、生命起源)是当今亟待解决的重大核心天文学和物理学问题,探究的过程将驱动天文学进入一个新的跨越式发展期。

    具体来说,通过进一步精确测量宇宙各时期的哈勃参量,可能发现宇宙是如何加速膨胀的,从而确定暗能量是否随时间变化。这对于人类认识宇宙具有重要的科学意义:如果暗能量是随时间变大的,宇宙终将分崩离析,进入所谓大撕裂状态;如果暗能量是随时间变小的,宇宙终将重新聚合在一起,进入所谓大坍塌状态。

    ▲ 中国500米口径球面射电望远镜
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    在激光通信领域,2016年我国墨子号量子科学实验卫星专项的星地高速量子密钥分发实验中,中国科学院光电技术研究所研制的4个地面站(望远镜)对量子密钥分发实验起到了至关重要的作用。实验中,卫星捕捉到地面站发来的光束(信标光),并将该光束会聚到探测器中心;捕获完成后,卫星发出一光束,该光束准确地指向地面望远镜;地面望远镜接收到光束,完成捕获过程,使得卫星和地面站最终达到通信连接状态。

    太阳大气探测也是如今天文学以及天体物理学领域的一个重要问题。太阳是距离地球最近的恒星,如果能更加了解它,就有助于我们探索宇宙的奥秘,同时预防太阳对地球的危害。望远镜的其他应用还有卫星成像、激光雷达等。

    自1609年伽利略发明了第一台应用于天文观测的光学望远镜后,400多年来,天文望远镜经历了翻天覆地的发展变化,从折射式到反射式,从小到大,从单口径到多口径,从地面到空间,如今形成的望远镜家族也不仅仅用于天文观测。几百年的时间里,天文学家借助越来越先进的望远镜获得了丰硕的成果,让我们对太阳系、银河系、河外星系甚至整个宇宙的认识产生了一次次重大飞跃,极大地推动了现代天文学和物理学理论的发展。

    “路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”畏葸不前只会错失良机。我们相信,作为人类对话宇宙的利器,望远镜及其传奇故事必将继续演绎下去,谱写出新的篇章。, 百拇医药(胡平 汤乐明)
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