世界十大名牌望远镜(世界十大名牌望远镜排名)

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我国将在2024年左右发射巡天号空间望远镜,而美国也已经发射了耗时20年,耗资100亿美金的詹姆斯韦伯太空望远镜,继续协助美国探索更深的宇宙。那么,我国的巡天号望远镜跟美国的韦伯望远镜相比,谁更强呢?在号称史上最先进的韦伯望远镜面前,为什么我国还要再发一个巡天望远镜?这是以卵击石吗?

世界十大名牌望远镜(世界十大名牌望远镜排名)

这是波普兄弟《科技突围》系列的第八期,这期要为大家解读的词条是巡天号空间望远镜

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巡天VS韦伯,到底谁强?

世界十大名牌望远镜(世界十大名牌望远镜排名)

美国的哈勃望远镜自从1990年发射以来,服役了31年,对天文学研究作出了巨大的贡献,人类要想发射新的太空望远镜,怎样才能超越哈勃这个传奇呢?

其实,这存在两种升级方案

一种是把望远镜的口径做大,比哈勃看得更深更精确,连哈勃看不到的暗弱天体也能捕捉到。美国6.5米口径的詹姆斯韦伯望远镜就是这种方案。

世界十大名牌望远镜(世界十大名牌望远镜排名)

美国 韦伯太空望远镜

另一种则是精度等同哈勃,但是视野做得比哈勃更广阔,这样可以更加系统地研究整个宇宙。巡天号望远镜就属于后者。

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打个不是很精确的比方:

非洲草原上每年都有数以百万计的野生动物大迁徙,如果你想单独研究藏在某个角落的一只角马,那么你可以拿一个长焦镜头去细致地观察它,詹姆斯韦伯望远镜就相当于这样的长焦镜头;

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一只飞奔的角马

而如果你想研究这群动物的迁徙规律怎么办呢?这时你可以用一个广角镜头去拍整个角马群。中国的巡天望远镜就相当于这个广角镜头,不仅视野更加开阔,照片放大了还可以看清每一个个体。

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迁徙的角马群

虽然韦伯和巡天都有各自的观测任务,两者没有可比性,但可以肯定的是,未来20年,全球天文学界都将围绕中美两国的望远镜观测结果展开深入研究。

值得一提的是,我国的巡天望远镜跟天宫空间站是共轨飞行的,必要时可以跟天宫对接,进行推进剂补给,还可以进行在轨升级,让巡天号始终保持在国际最前沿的水平上。并且,我国的巡天望远镜因为超级广阔的视野,将产生更加海量的观测数据。

巡天的超级视野

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那么,巡天的视野广阔到什么程度呢?在保证成像质量跟哈勃同等的情况下,巡天的视野范围可以达到哈勃的300倍,并且可以看到比人眼观察极限还要暗一亿倍的恒星,如果巡天号运行10年,可以史无前例的将1/3的宇宙图像记录下来传回地球,这里面就包含了20亿个星系的高质量数据。

这么海量的数据已经不是几个科学家能够驾驭的,必须组建一支包含天文学家,计算机专家和数据处理专家在内的强大团队才能完成。而目前,在中科院国家天文台的领导下,已经有一支由几百位天文学家组成的团队,后续发射后这支科学家天团将更加庞大。

那么,巡天届时传回如此海量的数据并且劳师动众,有什么重大研究价值呢?

天文学黄金时代

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星系碰撞

首先,可以拍到很多意想不到的奇特画面,宇宙中有大量的星系团,每一个星系团都包含了上千个银河系这样的庞大星系,但哈勃望远镜服役31年来,只拍到了6个高清的星系团图像,而只要巡天望远镜一出手就可以产生几万个高清星系团图像,像星系碰撞,恒星爆发等过去觉得很稀少奇特的现象,到时都会被大量收集,天文学家们简直不要太高兴。

而更加前沿的是, 巡天将帮助我们构建暗物质和暗能量的宇宙分布地图。在我们的宇宙中,可见的物质只占了不到宇宙总质能的5%,剩下的25%是暗物质,70%是暗能量,整个科学界都渴望解开他们的谜团。但是,暗物质和暗能量都不会发光根本看不见,巡天又怎么能发现他们呢?

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以暗物质为例,根据爱因斯坦的相对论,有质量的物质会扭曲周围的时空,光线从它周围经过就会产生弯折,这就是引力透镜效应。当一束光从遥远的星系发出后,它不是直线前进的,而是会被途中的物质和暗物质弯曲,当巡天望远镜大量收集这些宇宙星系传来的光线后,科学家们就可以根据引力透镜效应知道宇宙中的暗物质是怎么分布的。

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引力透镜效应

除此之外,巡天望远镜还可以为天文学家研究星系的诞生和演化,中心超大质量黑洞的产生等问题提供高清图像和高质量光谱信息,毫不夸张地说,巡天空间望远镜将是助力我国天文学研究走向世界领先的一个航天重器,其研究意义不可限量。届时,作为普通民众,我们也有可能在网上观看巡天传回来的高清图像,感受令人震撼的宇宙图景。巡天运行后,将迎来我国天文学的一个黄金时代,而阅读本文章的你也将是亲历者,生逢其时, 何其幸运

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