哈勃天文望远镜, 已解与未解的宇宙之谜

据美国宇航局太空网报道,自1990年发射升空以来,具有革命性突破的哈勃太空望远镜捕捉到众多遥远星云的壮观图片,彻底转变了我们的宇宙观,已经逐渐在人们心中成为一段传奇。这个功勋卓著的太空望远镜拍摄到迄今最清楚、最深邃的太空照片,揭示了一些长期以来困扰科学家的谜团,同时有一些更隐秘的谜团至今尚未揭开

功勋卓著

宇宙诞生于“创世大爆炸”,但在发射哈勃望远镜之前,我们对宇宙历史一无所知。哈勃望远镜帮助我们揭开了这个谜底,通过以前所未有的准确率测算遥远星系的位置,以及宇宙膨胀时它们运动的速度,这个轨道望远镜最终发现宇宙的历史在137亿年左右。与此同时,哈勃望远镜及各种地面望远镜出人意料地发现,宇宙的膨胀速度正在加快而非放缓,因为按照之前科学家的预测,在星系重力的拉拽作用下,宇宙膨胀速度势必放缓

据哈勃太空望远镜项目高级科学家戴夫·莱克罗尼介绍,驱动宇宙加速膨胀的排斥力依旧是“科学史上最大的谜团之一。”这种排斥力称为“暗能量”,占据整个宇宙能量的70%。暗能量已经引发了有关宇宙起源的一系列新理论,如实体冲击膜(clashing membrane)触发宇宙生与死的无穷轮回,以及宇宙未来命运等,提出了暗能量可能让宇宙在大解体(Big Rip)中走向终结的可能性。莱克罗尼说,了解暗能量性质的未来进展可能需要我们实施专门的暗能量探测太空任务,“这种任务在未来十年的中期有望实现。”

暗物质的拉力

星系没有足够的正常物质牢牢把握其所处的庞大星系团,科学家由此推断宇宙中存在无形“暗物质”的重力,施加影响让星系保持“团结”。尽管暗物质究竟为何物至今仍是个谜,但哈勃望远镜能帮助科学家发现宇宙中暗物质的具体数量,即寻找有多少暗物质重力使时空发生扭曲,进而使遥远星系发出的光线扭曲。哈勃望远镜已经发现,宇宙中暗物质的数量是正常物质的5倍或6倍

在其它望远镜的帮助下,哈勃望远镜还绘制出第一幅暗物质三维图。莱克罗尼说:“这表明暗物质的大块头显然随时间推移而变大,表明它具有普通的重力。”他补充说,更好地了解暗物质行为有助于科学家更深入地了解暗物质的性质,同时,暗物质三维图还有助于解释“宇宙如何获得大规模‘网状’结构,我们可以通过这种结构发现星系在太空的分布状况。”

未解和已解宇宙之谜

最大规模宇宙爆炸

人造卫星在20世纪60年代首次发现伽马射线爆炸,这是宇宙中最大规模爆炸,但科学家对它们来自何方知之甚少。据莱克罗尼介绍,哈勃太空望远镜帮助科学家发现了大部分伽马射线爆炸源的来源地——遥远星系中温度高、质量大、年轻的恒星,“我们认为这些恒星相互碰撞产生了这些伽马射线爆炸。我们相信它们可能在宇宙间扩散。”

系外行星

时至今日,哈勃和其它望远镜均未能直接对系外行星拍照。莱克罗尼说:“我们发现有一个物体可能是行星,种种迹象表明是行星的可能性也很大,但它距其中心恒星过于遥远,且亮度也不正常,所以,我们还不敢妄下结论。”

原行星盘面

哈勃望远镜是世界上第一台直接拍摄到原行星盘面(protoplanetary disk)照片的望远镜。这个充满了星云和气体尘埃盘面,似乎是新行星系统的诞生地。照片清楚地显示,当新行星绕其恒星旋转时,开始在这些新生世界盘面上留下裂口。莱克罗尼说:“这些发现有助于揭示新世界形成过程,尽管继续这项研究的方法多种多样。”

哈勃太空望远镜“继任者”

“詹姆斯-韦伯”太空望远镜将代替哈勃太空望远镜漫游太空,侦测深邃的宇宙洪荒。它将在哈勃望远镜基础上进行重大改进,能用作轨道红外线天文台对更为暗淡的物体拍照。莱克罗尼认为“詹姆斯-韦伯”太空望远镜可能有助于揭开迄今为止尚未发现的一个时期之谜,当时宇宙只有几亿年历史,首批星系回到原先状态。研究这些早期星系能够揭示像银河系一样的星系形成过程,目前科学家对这一过程同样了解不多

莱克罗尼表示,哈勃望远镜将继续证明它在以可见波长和紫外波长拍摄宇宙方面的无价之宝,同时在未来有助于揭开恒星生死之谜,帮助寻找类地行星在内的行星,发现星系和宇宙整体随时间推移的演变。莱克罗尼说:“尽管詹姆斯-韦伯太空望远镜被视作哈勃望远镜的继任者,但它并非单纯地替代哈勃望远镜的作用。”

哈勃太空望远镜已解与未解的宇宙之谜

2007-09-12 新浪科技

2009-02-17


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