美國天文學(xué)家慶賀哈勃望遠(yuǎn)鏡升空工作20周年,展示這20年間由這個望遠(yuǎn)鏡所取得的巨大成果和經(jīng)歷的各種困難。預(yù)計該望遠(yuǎn)鏡可工作到2014年,要珍惜未來四年的探測工作。
哈勃望遠(yuǎn)鏡是天文學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等學(xué)科發(fā)展的結(jié)晶,它的主要設(shè)備實質(zhì)上是化學(xué)光譜分析實驗室的一部分。該望遠(yuǎn)鏡距離地面約600公里,由地面的工作站進行操作,發(fā)出指令,指揮望遠(yuǎn)鏡收集太空中各個星系射向地球的輻射,傳送到地面,由工作站的人員對收集的信息進行處理、分析和研究。
哈勃望遠(yuǎn)鏡在20年中觀察到距離地球約150億光年內(nèi)空間中的星系和各種天體景象,收集極為豐富的信息和圖像。根據(jù)這些觀察所得的資料以及天文學(xué)家長期以來對宇宙天體的研究成果,人們對宇宙的認(rèn)識已取得很大的進展,下面列舉一些內(nèi)容:
(1)宇宙由上千億個各種類型的星系組成,每個星系有許多恒星。地球所處的銀河星系約有2000億個像太陽那樣能發(fā)光的恒星。有人估計宇宙中恒星的數(shù)目為7×10(22次方)個,即7百萬億億個。太陽這個恒星的周圍有8個大行星以及矮行星、彗星和小天體等圍繞著它運行。有的行星,如土星在其周圍有多個衛(wèi)星圍繞它運轉(zhuǎn),地球只有一個衛(wèi)星,它就是月亮。
(2)在上千億個星系的中心,都有質(zhì)量極大的黑洞,有人認(rèn)為它是能吸引光和各種物質(zhì)的天體。在廣大宇宙空間還存在著許多暗物質(zhì)和暗能量。在宇宙的物質(zhì)組成中,由質(zhì)子、中子和電子組成的原子所形成的普通物質(zhì)約占4.4%,非原子形態(tài)的暗物質(zhì)約占23%,而人們至今對它仍一無所知的暗能量約占73%。
(3)宇宙處在永恒的運動狀態(tài),時刻都在發(fā)生變化。這些變化中觀測到發(fā)生輻射的爆炸規(guī)模有大有??;星系間相互作用引發(fā)的爆炸是大范圍的爆炸;星系內(nèi)形成恒星的爆炸屬于中等規(guī)模;恒星內(nèi)部爆炸發(fā)射出輻射,爆炸局限在恒星內(nèi)部,屬小規(guī)模爆炸。太陽系的形成發(fā)生在50億年前,是在銀河系內(nèi)部的爆炸。太陽系有誕生之時,也就有消亡之日。據(jù)估計太陽的壽命還約有50億年。
(4)宇宙中的各種變化以及天體星球的運動都存在著“向內(nèi)收縮”的引力和“向外擴張”的斥力。宇宙中各種形式的爆炸就是劇烈斥力的表現(xiàn)。萬有引力是人們已經(jīng)可以用數(shù)學(xué)公式計算表達(dá)星體間相互吸引作用的力量,據(jù)此計算天體運行的規(guī)律,準(zhǔn)確可靠。而向外擴張的“萬有斥力”它究竟和哪些因素有關(guān),怎樣進行計算等還不清楚,有待人們?nèi)ヌ剿?。兩種力量的作用同時存在,使宇宙中星體的運動和發(fā)生的變化水遠(yuǎn)沒有終結(jié)。
在探索研究字宙無窮盡的演變中,天文學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)融合在一起,作出了巨大的貢獻(xiàn),例如:(1)制造哈勃望遠(yuǎn)鏡關(guān)鍵的部件透鏡時,化學(xué)家要精確地配料達(dá)到期望的組成,并均勻熔合、退火、冷卻、分析最后成品的組成和性質(zhì)。(2)根據(jù)恒星輻射的光譜了解星體物質(zhì)的組成,例如人們現(xiàn)在已經(jīng)知道太陽由哪些原子組成、月球以及其他行星表面物質(zhì)的化學(xué)成分等。(3)各種輻射所對應(yīng)的變化機理,如光譜中的每條譜線是由什么原子從哪個能級向哪個能級躍遷產(chǎn)生。