哈勃30周年辉煌：曾经的“近视”英雄，终究还是步入迟暮之年
1990年4月24日的地球，无数天文学家在焦急地等待着。12：33：51，哈勃望远镜发射升空。这一次发射，载入了人类文明的史册。而哈勃望远镜，也正式成为了人类科技文明史上至高无上的瑰宝。
从伽利略时代的普通望远镜，成长到现在观测宇宙级别的“哈勃”望远镜，这绝不仅仅只是人类看到了更大的宇宙，更美的星空，更是人类对探索世界真相的炽热之心。
即使是不懂天文的人也难免在各大报刊中听说过哈勃之名，哈勃给大多数人最直观的印象，莫过于它所拍摄的绝美的图像：
这仅仅是哈勃所带给我们惊喜的冰山一角，在天文研究的众多领域中，哈勃把人类的知识极限推向了新的高峰，这是哈勃升空之前，人类远远不能到达的领域。
哈勃望远镜到底有什么不一样？
光学望远镜家族的“扛把子”
仅凭肉眼，人类也可探索宇宙。祖先教会我们观看星座，流星、彗星、日月食，可以说，天文精神早已融入到我们生活的方方面面。只不过，天文学家为了更好的探索宇宙，望远镜也就应运而生。
最早的望远镜是1609年的意大利天才伽利略发明的，这是一种“折返式”的望远镜，并不能说它不好，甚至直到现在，仍有许多天文爱好者用这种望远镜：一面在前端的物镜（凸透镜）负责集光和成象，而观测者通过目镜（凹透镜）来观察这个像。
相比之下，哈勃望远镜的原理显得复杂许多，但是作为一个太空望远镜，复杂也很正常。这方面涉及专业领域，一般人也确实很难搞清楚。
也正因如此高端的配置，在光学显微镜中，哈勃空间望远镜的地位自然是至高无上的。它处在地面之上甚至上千千米的高度，与一般望远镜相比，又是一个质的不同。但是也正是基于这一优势，哈勃望远镜可以比它的同伴看得更远更清晰。
哈勃望远镜也因为天文学家埃德温·哈勃得名，他在20世纪初期使用威尔逊山天文台著名的2.5胡克望远镜对星系进行了开创性的详细研究。哈勃望远镜与胡克望远镜相似，但是哈勃望远镜配备了更为顶级的光收集器，使得对光收集效率大大升高。除此之外，哈勃还配备了超级灵敏的CCD以及最先进的电子设备。
威尔逊山天文台
也正是基于这些因素，哈勃望远镜才有了探索宇宙的底气。
置于太空的哈勃是否也会孤独寂寞冷？
哈勃置于太空中也是有原因的，正如前文所提到，这也是哈勃成为光学望远镜龙头角色的原因之一。
地球的大气层吸收并且释放光线，这就使得可见光光谱蓝端以外的紫外线，在臭氧的存在下只有很少量的能够到达地面。光谱红端以外也差不多情况。历经千辛万苦，跋山涉水来到地球的宇宙近红外线，不可避免地遇上了大气层。
大气层一方面阻挡非可见光，另一方面扰乱地面接收
大气层可是一个“只吃不吐”的角色，不仅仅是对于宇宙的非可见光“来多少收多少”，富含水蒸气和氧分子的大气层正是近红外线的天生克星。此外，大气中的氧自由基会顺便制造出强烈的红外线辐射，整片天空都将被照亮，使得原本好不容易来到地球的近红外线雪上加霜，极难被地面望远镜所接收。
那么剩下的就只有可见光谱了，可是仅凭着可见光谱又怎能观宇宙之全貌呢？于是，哈勃望远镜发射在太空的做法就显得极为正确。事实也确实如此，位于太空之中的哈勃，不受干扰地收集到了由紫外线到红外线的谱段，为我们展开了宇宙的宏图。
地面、太空望远镜图像对比
左图是一台配置与哈勃类似的地基望远镜所拍摄的棒旋星系NGC 1300影像。右图是由太空中的哈勃拍下同样位置的照片，显然位于太空让哈勃在图像清晰度方面占尽了优势。
“近视英雄”哈勃，何去何从？
哈勃的研究之路，并非是一帆风顺，除了几度资金缺乏造成的困扰，最让科学家们沮丧以及让纳税人不满的事情就在于世界顶尖的哈勃居然患有“近视眼”！
其实问题看起来很小，仅仅是镜片上的一个缺陷。这个缺陷小到了什么程度呢？据说，误差仅为人类头发直径的五十分之一。但是就是这个五十分之一的头发丝级别的缺陷使得哈勃无法拍摄到清晰的照片，与预期的目标更是相差甚远。
问题出在2.4米的主镜，其光学系统被错误装配，形成了“球面像差”的缺憾。但所幸的是球面像差并非无法弥补，哈勃的测试系统幸好在实验室有完整地保留，工程师还可以利用它来追溯当时犯的错误并加以校正，最终得到了精确的数据，为哈勃装上了一个“近视眼镜”。
维护前后哈勃的成象差距
哈勃这30年里做了什么？
哈勃在太阳系开启了一扇永恒之窗
哈勃提供的一项最直接的技能就是在太阳系开启了人类看向宇宙的窗口，除了水星，因为离太阳太近而不能观测，太阳系的其他地方都处在哈勃的监视之中。比如说，哈勃对于1992年夏天的那颗休梅克·利维9号彗星就没有错过。这颗彗星冲进了木星大气，被木星巨大的吸引力撕碎，两年后循轨道回归并狠狠插进木行心脏地带。
休梅克·利维9号彗星撞击木星
现代人类将很多带有精密探测仪器的设备发射到太空当中，期望能获得更多关于宇宙的奥秘。只有一小部分探测器会选择绕着行星轨道公转，才能做到长期观测。大多数探测器都无法停留在轨道，只能飞掠过一个个美丽的星球，空留下一张张模糊的快照，证明着人类文明曾经触及到这里。
哈勃之所以强悍，就在于它并不需要进入一个个行星轨道，就可以做到长期监测。哈勃能定期监测太阳系中几乎所有的行星，并且为人类提供长期动态的观测数据，这一点是其他探测器很难达到的。
仅有小部分探测器可以围绕行星轨道，大部分以“掠过”方式快照
既然是人类探索外界的窗子，哈勃的探测范围自然远不止太阳系，其他星系也同样处于哈勃的视野中。尽管哈勃最初的功能可不是为了探测太阳系以外的地方，但是哈勃开发出的这个“副业”也的确是受到天文学家广泛欢迎的，倒算是个意外之喜。哈勃的这个功能已经在许多方面取得了开创性的进展，比如说对于气体尘埃圆盘“原形星盘”，哈勃俨然已经成为了不可或缺的研究工具。
原行星盘是在新形成的年轻恒星(如金牛座T)外围绕的浓密气体，因为气体会从盘的内侧落入恒星的表面，所以可
哈勃使“发现生命的印记”变成可能
关于外星生命是否存在的问题，困扰了人类很多年，关于外星文明的传说也众说纷纭。曾经的盖茨堡惊现飞碟坠毁事件、英国威尔士粉红飞行器事件、1985年外星人绑架人类并进行人脑检测事件等等扑朔迷离，谁也说不清楚。倒是影视作品中常常根据这些说法为外星人原型，进行科幻创作。
1999年，地基望远镜通过一颗母恒星上微小的引力拉扯而发现了距离地球150光年的气体巨星HD 209458b。2001年，哈勃望远镜对这颗巨星进一步测量，发现了其中含有钠和碳等成分。于是，这颗行星成为了人类发现的首颗具有大气层成分的太阳系外行星。
大气层的发现给了科学家们很大的鼓舞，毕竟生命离不开呼吸，呼吸会影响大气层成分。当我们发现了一颗星球上有大气层的时候，就很大可能有着生命的痕迹。
哈勃使“引力能使空间扭曲”不再仅仅停留于理论层面
许多科幻电影中都有着这样的画面，宇宙空间受到某种力量发生了扭曲。这犹如夏天我们走在路上，烈日炎炎，我们会看到远处视野中的事物会发生一定程度上的扭曲。还有著名的“海市蜃楼”现象，常常发生在沙漠中，让一个个沙漠旅人空欢喜一场。
其实宇宙中也有海市蜃楼，只不过不同于我们在地球上所看到的那些因为热空气所形成的，而是由遥远的大量物质集结的星系团所形成。
正如古人认为“天圆地方”之说是正确的，原因很简单，身在庐山不知处罢了。宇宙中的弯曲空间尽管我们肉眼无法直接观测到，但是其中的曲率却是我们可以真实观测到的。
爱因斯坦曾经意识到了这种现象，只不过当时无法证明。而哈勃望远镜，基于天体的“透镜体”特性，观测到了在遥远宇宙深处暗淡天体的影像。原本那些正常的星系，在镜下被发现会出现“多重影像”，或者是“香蕉样影像”。
基于透镜体的不同形象，引力透镜能产生不同形状的影像
哈勃帮助我们进一步探索“星空巨兽”
这里的星空巨兽指的是黑洞和虫洞。且不论虫洞是否存在的问题，仅仅是黑洞就令无数天文爱好者欲罢不能。当万有引力超越其他力量，就是黑洞形成之时。就目前我们所知道的黑洞，可以分为两类：
大质量恒星死亡的残骸附近会形成一般的黑洞；
星系中央形成的加强版黑洞，超级黑洞的特大质量黑洞。
借助着哈勃望远镜的高分辨率，我们现在可以直观地观测到巨大黑洞附近的物质受到引力影响，并且发现所有的星系中央都有黑洞。也就是说，被人们一直冠以恶魔之名的黑洞，从另一个方面来说，竟是一切星系形成的起源。黑洞代表着死寂与毁灭的同时，也诞生了一个个星系，生命也因此有机会形成。
黑眼星系正是哈勃发现的星系级黑洞
哈勃的高分辨率同样揭示了黑洞对于周遭环境的扭曲现象，黑洞之间的宿命必然是渐渐相近，最终融合。当黑洞融合的威力，人类可能借哈勃探测到时空结构的改变，也许虫洞并非凭空想象，或许当我们真正弄清楚这种改变，将会发现一条穿越时空的捷径。
哈勃让我们窥探宇宙大碰撞的奥秘
宇宙到底有多大？有人说，宇宙的星星多如沙砾。事实比想象中更让人沮丧，即使把地球上所有的沙子算上，也不过仅仅和银河系恒星数量差不多。相比于星系数以十万光年计的大小，恒星实在是连沙子都算不上。在宇宙的漫长历史当中，众多行星、恒星、乃至星系都发生了碰撞，最终融合。
正是因为哈勃，让我们人类有了一点点可能去感受这场由引力所编排的美轮美奂的宇宙舞蹈。让我们能够在宇宙的一处小碰撞中，努力去触及宇宙大碰撞的宏伟。借助着哈勃的观测，人们通过电脑模拟，终于窥得了在宇宙崇高演化体制中一些现象。
碰撞的星系，借助哈勃望去，仿佛一场美轮美奂的舞蹈
辉煌了30年的哈勃，终将迎来英雄暮年
人类探索太空以来最著名的“千里眼”哈勃空间望远镜，已经越来越接近退休的年限了。这个发射于1990年，本该2010年就“退休”的空间望远镜，已经走过了30年风雨历程，早已老迈得不堪重负。那么，哈勃之后，谁能接替它呢？
继任者早在24年前就已经出现
早在1996年，也就是哈勃才发射6年的时候，美国就已经开始筹划哈伯的继任者——詹姆斯·韦伯。詹姆斯·韦伯是美国宇航局第二任局长的名字，在他担任局长期间，美国的航天事业走入了崭新的纪元，一系列成功的太空探索，最终以“阿波罗登月计划”达到了人类太空事业的高潮。
哈勃的继任者——詹姆斯·韦伯
按照原定的工作计划，詹姆斯·韦伯理应在2014年接替哈勃望远镜，只不过处于预算不足以及技术更新，导致了詹姆斯·韦伯望远镜一拖再拖，只能拭目以待了。
詹姆斯·韦伯比起哈勃，强在哪？
韦伯相比于哈勃，可以从以下几点粗略地反映出韦伯的优势：
1.更大，更精密：韦伯口径高达6.5米，是哈勃的3倍；
2.发射质量轻：约6.2吨，相当于哈勃的一半；
3.工作波段范围更广：韦伯可以在红外波段工作；
4.耐低温：能在接近绝对零度，即零下273.15摄氏度工作；
5.反射式镜头的设计，史上最科幻的飞行莲花外形。
这个角度来看哈勃和韦伯的主镜比较，就很直观了
到底应该怎么评价哈勃？
我们看到，哈勃从诞生以来多灾多难，毛病不断，正应了中国那句老话“新三年，旧三年，缝缝补补再三年。”相比于最新一代的韦伯望远镜，哈勃在各个方面也显得捉襟见肘。但是我们要记住的是：哈勃，永远是人类历史上的一大传奇！
哈勃望远镜是一个巨大的成功，是永远值得人类纪念与自豪的丰碑。哈勃望远镜用这30年的时间，带着全人类体验了一段跨越时空的旅程，通过这架非凡的望远镜，去欣赏精彩、神秘、美得令人窒息的宇宙。
《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》纪录片海报
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