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usdt手续费怎么收(www.payusdt.vip):地面上的望远镜,比太空里的哈勃还强?

admin2021-03-2922

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3 月中旬,巨型麦哲伦望远镜宣布已经完成了第六块镜子的熔铸。这个曾经因工程量伟大而引起担忧的巨型地面工程,在建成的路上再次迈出主要一步,让人加倍期待它投入使用的那一天。

巨型麦哲伦望远镜(Giant Madellan Telescope),简称 GMT,属于地基极端伟大望远镜,位于智利的拉斯卡姆帕纳斯天文台。作为一个全球性的科学项目,介入方包罗美国、巴西、韩国、澳大利亚等,自 2015 年最先动工以来一直备受关注,现在耗资已经达 10 亿美元。

据该项目的相关职员先容,投入使用后,GMT 捕捉到的图像将比哈勃太空望远镜清晰 10 倍,同时会比人们期待已久的詹姆斯韦伯太空望远镜清晰 4 倍。

哈勃望远镜远在外太空,已经服役 30 年,不停为人类传送回许多让人叹为观止的遥远恒星和星系的图像,现在快要退休的它,一度被以为是最强的空间望远镜,而 NASA 耗资 100 亿美元的「詹姆斯韦伯太空望远镜」则被以为是比哈勃更强的接棒人。

巨型麦哲伦望远镜比这两位太空望远镜还强是什么看法?

意味着从地面上看星星,将比在宇宙飞船上看星星还要清晰。

从地面到太空

作为人们与未知星空的毗邻桥梁,望远镜的功效从降生之初,就是辅助天文学家观察未知的宇宙,要看的远,还要看的清晰。

1609 年,伽利略制作了一架口径 4.2 厘米的望远镜,观察到了凹凸不平的月球外面。这是天下上第一台天文望远镜,开拓了天文学的新时代,在往后的生长历程中,天文望远镜根据差异波长和差其余设计和运作方式,可分为:射电望远镜、红外线望远镜、光学望远镜等。

射电望远镜好比中国天眼,吸收的是肉眼不能见的的射电波段,而光学望远镜好比 GMT 和哈勃,则是吸收可见光波段,形成详细的可视图像。值得一提的是,哈勃望远镜在吸收可见光的同时,还能观察到部门的红外和紫外光线。由于捕捉的光的波长的局限与人眼相近,更靠近人眼考察特点,我们现在看到的壮丽多彩的宇宙图像,大部门都来自光学望远镜。

2020年哈勃太空望远镜拍摄的行星状星云图像 | 视觉中国

但想要看到更清晰的宇宙,从地面考察受限太多:地面和太空之间存在着一道自然屏障――大气层,这是光学望远镜自降生以来就一直面临的问题

初中地理知识:大气层会吸收而且反射绝大多数来自太空中的紫外线、红外线等种种电磁辐射,只有可见光,少数红外线和射电波可以穿过大气层到达地球外面。加上大气层的流动循环,人们只能不停选择在更高的海拔,找寻更稀薄的云层,行使更好的观察条件来制作天文台。

1946 年,在望远镜泛起的 300 年后,美国天文学家莱曼斯必策提出「若是人类能够把天文望远镜放在太空中,那么人类就有了一双更厉害的眼睛,能够看的更远」。随后,航天手艺的进一步生长,这一设想最终酿成现实,人类最先将望远镜送入太空。

在随后的几十年中,哈勃太空望远镜问世,由于资金等问题,口径从最初的预计的 3 米缩短至了 2.4 米,发射时间也不停推迟。1990 年,发现号航天飞机最终将哈勃望远镜送上了太空,带着探测宇宙深空,解开宇宙起源之谜的义务,哈勃在近地轨道一直运行至今。

位于地球上空约 583 公里的哈勃太空望远镜 | 视觉中国

太空望远镜是一座人类天文史上的里程碑,这相当于将眼睛直接放到太空,打开了全新的宇宙窗口,乐成填补了地面观察的不足。现在哈勃的超深空现场则是天文学家现在所能获得的最敏锐和深入的光学影像,是可见光影像中宇宙的最深处。而现在最有可能成为老兵哈勃的继任者的詹姆斯韦伯望远镜的主镜口径为 6.5 米,是哈勃望远镜的 2.7 倍以上,群集能力是哈勃的 6 倍,理论上,韦伯望远镜甚至可以眼见宇宙的第一缕光泽。

耗资伟大,被以为是天文学未来的太空望远镜,现在要被地面工程赶超了?

地面上的巨人家族

GMT 为什么这么强?由于它够大。

对于光学望远镜而言,想要看到更远更暗的地方,就需要更强的集光能力,也就是更大口径的镜子。但太空望远镜的高成本、运输承载能力等手艺限制,更大口径的光学望远镜现在只能建在地面。

从 20 世纪 80 年月最先,国际上掀起了制造新一代大型望远镜热潮,地基望远镜中的巨人家族设计问世。极大望远镜设计,指的是天文台使用的直径大于 20 米的望远镜。包罗在建中的 39 米口径的欧洲极大望远镜(E-ELT)和位于夏威夷的 30 米口径望远镜(TMT)等。

作为巨人家族其中一员,巨型麦哲伦只能排老三。

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GMT 包罗七个直径 8.4 米的主镜,一片中央主镜片,6 片离轴镜片,像花朵一样的排列方式,6 个围绕在周围的镜片能够考察到中央镜片不能考察到的任何角度的光线。因此,这种设计令这台望远镜将形成 24.5 米直径的集光区域,这样的集光能力足以在近 160 公里(100 英里)外看到刻在硬币上的火炬。而现在地面上最大的光学望远镜是凯克 10 米级望远镜,可以从 10 公里外读出报纸上的题目文字。

麦哲伦巨型望远镜片排列方式效果图 | GMT官网

云云大的镜片,制造时间相当漫长,刚铸造完成的第六面镜子,站在边缘时约有两层楼高,为 GMT 举行镜子制作的是亚利桑那大学镜头实验室――天下上最大的望远镜镜头制造领军者。纯手工制作的每一面镜子,都需要 20 吨硼硅盐酸玻璃来铸造,花费快要三个月的时间铸造完成后,还需要约莫 6 个月的时间来冷却。随后需要履历耗时两年的抛光历程,弯曲成一个准确的形状。最终使得每一面镜子的外面光学精度小于人类头发宽度的千分之一,新冠病毒颗粒的 5 分之一。

实在从 17 世纪最先,人们一直在追求更大的口径。

但传统方式下的大口径受到那时的手艺限制,制作出的镜片十分厚重,为了维持外面形状,阻止自重过大等缘故原由带来的变形,口径也响应受到限制。

80 年月后,更轻薄的镜面制作、支解镜面以及自动光学手艺泛起。薄镜面自动光学就是用一个动态支持系统来举行控制主镜形状,通过改变主镜形状来抵偿由于外界气力,像风、重力等带来的扭曲,从而维持最佳成像状态。往后,光学望远镜有了向更大口径前进的条件。

躲过了口径上的限制,是所有地面望远镜都市遇到的问题――大气。同样的,口径越大,集光历程中受大气湍流的影响也就越大,眼前的「雾霾」会更重。对此,自顺应光学系统的泛起则相当于给望远镜戴上了一副矫正「眼镜」。自顺应光学是一种智能的周详仪器,系统中的波前传感器可用于检测光波的失真,然后再对图像实时盘算和校准,镜片的厚度可以自动变形,用来应对地面望远镜遇到的大气湍流问题。

巨型麦哲伦望远镜其中一面镜子正在制作中 | GMT官网

极大望远镜设计中的这些「巨人」全都接纳支解式镜片来组成主镜,配备更强的自顺应光学系统,用来削减由于大气层滋扰引起的图像失真,捕捉到比现在更清晰的星体图像。

现在 39 米口径的欧洲极大望远镜和位于夏威夷的 30 米望远镜都正在制作中,由于工程量伟大,加上新冠疫情的影响,预计完工时间在不停推迟。虽然排行老三,但作为巨人家族中第一台最先施工,也是完成进度最高的超大型地面望远镜,巨型麦哲伦若是按设计顺遂投入使用,将成为天下上最大的光学望远镜。

瞻仰星空

距离人类第一台望远镜发现至今,已经有 400 多年。

在漫长的生长历程中,从单片生长到多片,从地面观察生长到上天巡视,从最初只有 4.2 厘米,到现在"天下上最大的天文望远镜"的称谓数易其主。不仅是行使人眼可见的可见光举行观察,现代望远镜同时行使了射电波和×射线来探测宇宙的隐秘,但岂论是地面望远镜照样太空望远镜,射电望远镜照样光学望远镜等等,它们最终的目的都是众多的宇宙。

告辞已往人们只能用肉眼举行天文观察,望远镜成了人类探索宇宙最有用的电子「眼睛」。

太空望远镜曾经一度打破了人类对宇宙的认知,那些夜空中人眼无法观察到的昏暗部门,被拍摄成清晰的图片传回地球,引来一片惊呼,然则这还远远不够。

3 月 7 日,NASA 对外官宣称哈勃望远镜在再一次进入了平安模式。外界一直好奇哈勃事实还能正常运行多久,可以一定的是已经超额完成义务的它离退休不远了。与此同时,詹姆斯韦伯望远镜迎来好新闻:已经完成了最终的功效测试,预计将在今年 10 月份发射。这个 NASA 和欧空局最初预算 5 亿,最终完工耗资快要 100 亿美元的太空望远镜项目,只管发射时间一再推迟,但它将会辅助我们洞察宇宙的已往:从大爆炸之后的第一缕光,到银河系的形成和演变。

巨型麦哲伦望远镜渲染图 | GMT官网

而现在预计 2029 年投入使用的 GMT 也将会透过朦胧的大气层,在加速膨胀的茫茫宇宙中,担负探寻宇宙中恒星和行星系的天生、黑洞和暗物质的隐秘,以及银河系的起源等重任。

当第一批地基极大望远镜投入使用,将会是人类探索宇宙历程中的一次伟大飞跃。人们可以从地面出发,看清更多外太空的隐秘。

我们是宇宙中唯一的智慧生物吗?最初的星系是怎么形成的?宇宙最终将走向何方?不知道第一个瞻仰星空的人类,心中是否也带着这样的疑惑。

探索外太空隐秘的脚步,从地面到太空,从试图登天的万户,到现在好奇号登上火星,太空旅店看法降生,下一步将会是若何,没有人有确切的谜底。但可以一定的是,不停生长的人类文明,将会探测到重大神秘的宇宙中更多的色彩。

责任编辑:靖宇

图片泉源:视觉中国、GMT官网

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