在第二次世界大戰期間,人們發現雷達的幹擾與太陽的射電活動有關,這才開始認識到天體射電的重要性。戰後,射電望遠鏡極大地擴展了人類的視野,揭開了一個又一個宇宙的奧秘,20世紀60年代,天文學家發現的星際有機分子、類星體、脈衝星以及微波背景輻射,都是射電望遠鏡的偉大功勳呢!
人類居住的地球被大氣層緊緊包裹著,它阻礙著天文學家對天上星星的觀測。不知你注意到沒有,夏天的夜晚,當你抬頭仰望星空時,會發現許多星星都在“眨眼睛”,其實,這就是大氣搗的鬼。另外,大氣中漂浮著的水蒸汽、煙霧和塵埃等,都會影響對星星的觀測。
擺脫大氣層,到空間去進行天文觀測,這是天文學家夢寐以求的願望。
這一天終於來到了!
1990年4月25日,美國航天飛機“發現號”將一架稱為“哈勃”的空間望遠鏡發射進入到太空軌道,使天文學家們的夢想成真。哈勃是20世紀最偉大的天文學家之一,哈勃空間望遠鏡成了人類製造的第一架空間光學望遠鏡。
其實,早在1923年,德國火箭先驅奧伯茲就首先描述了在地球大氣層外進行天文觀測的優越性;23年後,美國天文學家斯別茲第一次對空間望遠鏡進行了詳細的設計研究,提出了遠距離觀測的概念;直到1973年,美國宇航局和歐洲空間局才同意合作設計“空間望遠鏡”項目,然而由於經費限製等原因,1990年才得以完成升空。
哈勃空間望遠鏡的外形是一個圓柱形,長13.3米,直徑4.3米,總重量為12.5噸,即使放在地麵,它也可算是一架大型望遠鏡了。它由光學望遠鏡組件、科學儀器艙以及保障係統三大部分組成。按照設計要求,哈勃空間望遠鏡可以看到地麵望遠鏡7倍的深空,弱50倍的星星以及擴展350倍的宇宙空間。先進的航天技術可以使望遠鏡上90%的部件得到保養、修理和更換,這樣,哈勃空間望遠鏡可以在太空中飛行15年,為天文學家尋找宇宙中出現的任何蛛絲馬跡。由於它的靈敏度和分辨率比地麵望遠鏡強10倍,因此,天文學家期望它能夠為他們觀測到地麵上無法觀測到的“奇景異色”。例如,宇宙中暗弱天體發出的可見光、紫外線;測量暗弱天體的化學成份、溫度、運動特征;研究神秘莫測的類星體、彗星和遙遠星係;考察爆發星係、氣體雲以及恒星發射的物質。不過,由於哈勃空間望遠鏡的主鏡形狀存在一些問題,使得它拍攝的照片質量不能盡如人意,美國宇航局已於1993年重新安裝望遠鏡主鏡,使它完全達到所設計的要求。
當然,在太空中遨遊的望遠鏡也存在不足之處,例如天文學家很難對它進行校準,而且這巨大的望遠鏡在空間運行時也並不十分平穩。下一步天文學家的理想是什麼呢?天文學家們希望把天文望遠鏡搬到月亮上去,在月亮上建立天文台呢!
溫度計
在有文字記載的人類曆史上,關於冷熱一類的詞很早就出現了。我國古代早在先秦文獻上就有不少寒暑冷熱的記載;到了戰國時期,人們已經知道將水存放在瓶內,由水是否結冰來推知氣溫下降的程度;漢代初期,我國人民進一步發展了以冰測溫的溫度計雛形。《淮南子》這本書中有這樣的說法:
“睹瓶中之冰而知天下之寒暑。”
大家都知道“爐火純青”這個成語吧!它的意思是比喻某人的品德修養、學問、技術或處事手段等達到精純完美的境地。其實,“爐火純青”還體現了我國古代的一種獨特的光學測溫術呢!據說,古時候的道家在煉丹時,必須到爐火純青時才算煉成。
以後,這種技術又被廣泛用於熔鑄青銅合金的技術之中。戰國初期有一本書,書名為《考工記》,其中這樣寫道:“鑄金之狀……青、白之氣竭,青氣次之,然後可鑄也。”根據現代科學原理,它是說,當溫度升至1200℃時,雜質鋅將全部揮發,所以白煙消竭。“爐火純青”說明爐溫已經夠高,可以澆鑄了。
這是多麼有趣啊!
世界上很多物質都具有熱脹冷縮的特性,水、空氣、水銀和酒精等等在加熱的情況下體積都會膨脹,而在變冷的情況下則會縮小。因此,在日常生活中,我們發現夏天的電線往下垂、冬天的電線繃得直;鐵路的路軌夏天變長冬天變短,中間空隙就有大有小;踩癟的乒乓球放到熱水中,凹下去的地方一下子就複原了……這些都是因為熱脹冷縮的緣故。人類很早就知道了這種現象,公元前3世紀就有人做實驗來演示空氣的熱脹冷縮,然而都沒有想到利用它來測量溫度。
據說,最早利用這一特性來反映冷熱程度的是伽利略,他曾於1581年在意大利的比薩大學學習醫學。在這過程中,他發現生病往往與體溫的變化有關,可當時,人們除了憑人手觸摸確定體溫高低外,幾乎沒有什麼可靠的辦法。