时间：2022-05-24 01:05:15
面对广袤天地、浩瀚的宇宙与变化万端的大自然，地球上的先民们曾对宇宙生成、万物本源与物质结构等问题进行了各种猜测与探索，中国古代有“开天地”、“女娲补天”等神话传说，对宇宙的认识有“盖天说”、“浑天说”与“宣夜说”等等，古希腊米利都学派认为宇宙是一个大圆球(天球)，地处在圆球中央、形状是圆盘或圆筒形，地静止不动：毕达哥拉斯学派则用“数的和谐”观点认为宇宙是完美的几何图形――球形；另外柏拉图学派提出了“同心球层模型”；阿波罗提出了“本轮一均轮”结构模型；阿里斯塔克提出“太阳中心说”……那么人类又是怎样揭开宇宙神秘的面纱呢?
一、乌伦堡天文台
十六世纪，尼古拉・哥白尼提出了“日心说”挑战托勒密的“地心说”，正当他们争执不下的时候，丹麦天文学家第谷认为，要解决这个问题，要创立一个满意的星体运行理论，必须精确掌握星体的运行位置，因此，首先必须解决对星体运动位置的描述，建立高度精确的多年星置图表，第谷在哥本哈根海峡的一个荒岛上建立了一座完善的天文台――乌伦堡天文台，并着手改进了仪器设备，他增大了观测仪器的尺寸并安装在坚固的基座上，对仪器进行了精密的刻度设计，从而提高了仪器的精密度、稳定性和长期反复观测读数的可靠性，第谷还对大气的折射效应进行了修正，使他对各行星位置的观测误差小于2，这在没有望远镜的年代里，真可谓将人类肉眼观测的能力达到极限，他把千百年来的行星位置图表中的错误一一纠正过来，编制了777个星体的位置图表，这些图表至今仍有较高的使用价值，第谷被后人誉为“星学之王”，并把天上的一颗恒星命名为“第谷星”。
德国科学家开普勒对哥白尼“日心说”描述天体运动的和谐性、简单性十分赞赏，他认为这种和谐性一定会有数量的规律性，并在1596年发表《宇宙的秘密》一书，提出了一个宇宙模型，年迈的第谷非常赏识开普勒的丰富想像力和数学天才，为了不让自己的毕生心血付之东流，决定接纳开普勒为他的助手。
开普勒仔细整理了第谷留下的观测资料，并进行了仔细的分析，通过多次的探索计算，归纳出了开普勒三定律，由于开普勒把第谷的宏大数据表转化为一个简单的可以理解的曲线和规律的体系――开普勒三定律，且与观测资料十分吻合，所以很快得到了天文学家们的公认，而开普勒也得到了“天空的立法者”的光荣称号。
二、望远镜的诞生
1608年荷兰的眼镜匠利佩希在制造眼镜镜片时，把一块凸透镜和凹透镜合在一起往外看，远处的物体就变近了，他偶然地造出了第一架望远镜，它的目镜为凹透镜，发明望远镜的消息迅速在欧洲传开，伽利略对这个发明很感兴趣，他用数学进行计算，研究用什么样的镜片，怎样组合在一起效果比较好，最后伽利略做了两根管子，一根管子的一端放置凸透镜，另一根管子的一端放置凹透镜，其中一根稍微细一点，正好可以套住另一根管子里面，可以自由滑动，这样观察的时候，就可以来回调节，选择合适的距离，就这样，经过反复的研制和试验，终于在1609年发明了世界上第一架能放大32倍的望远镜，开普勒在此基础上又设计了由两个凸透镜构成的开普勒望远镜，第一架开普勒望远镜由天文学家沙伊纳制成，并很快就取代了荷兰望远镜，这不仅是因为它的视野较宽，更重要的是它能把遥远物体的像同放在两透镜共同焦点处的小物体相比较。
但是当时的折射望远镜存在明显的缺陷，其透镜产生的像差严重影响着观察到的像的清晰度，为了解决这个问题，牛顿经过多年的研究，于1668年完成了自己的设计，他自己磨制反射镜，成功地制造了第一架反射望远镜，其全长只有15cm，口径为2.5cm，而放大倍数和当时的2m长的折射望远镜相同，1672年，牛顿又制造了第二架更大的反射望远镜，全长为1.2m，口径为2m，并把它献给了英国皇家学会，这架反射望远镜至今仍保存在英国皇家学会图书馆内。
望远镜的诞生，标志着现代天文学的诞生，它拓展了人类的视野，人类把发明制造的望远镜指向浩瀚的天空，发现了月亮上的山脉、火山口，发现了木星的四颗卫星，发现了太阳黑子……它宣告了哥白尼“日心说”的胜利。
1924年，美国天文学家埃德温・哈勃在加利福尼亚州的威尔逊天文台，将一架口径254cm的望远镜指向仙女座星云，这片云状物立即在望远镜里分解成许多恒星，这使人类认识到，不仅地球不是宇宙的中心，太阳也不是银河系的中心，银河系是直径达10万光年，内有1000多亿颗恒星的大圆盘，这样的巨大星系在浩瀚的宇宙中也只是沧海一粟，地球在宇宙中的地位越来越低，而人类的视线不断地突破新的疆域，投向更远的地方，从某种意义上讲，望远镜的发展始终伴随着现代天文学的发展。
近期，我国将建造LAMOST光学望远镜，建成后的望远镜，两块大镜面的子镜数达到24块和37块，光纤数达到4000根，光谱仪数量达到16台，它的建成将打破大视场望远镜不能兼有大口径的瓶颈，被国际上誉为“建造地面高效率的大口径望远镜最好的方案"，LAMOST望远镜将成为我国也是国际上最大的大视场光学望远镜(主镜口径等效圆直径为6m)，中国人用自己的智慧将在技术上创造多个世界第一，使人类观测天体光谱的数目提高一个数量级(至千万量级)，
三、太空天文台
地球被一层大气包围着，来至于遥远星系的光要通过厚厚的大气层才能到达天文望远镜，这就好比潜水员在水下看岸上的物体模糊不清，加之大气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动、地面的振动和超大镜片受重力作用而引起的形变等，对天文观测都有影响，为了排除以上干扰，人类试图将天文台建在大气层外的太空中。
1990年4月25日，美国航天飞机将“哈勃”空间望远镜送到离地面575km的环地轨道上，以2.8×107m/h的速度绕地球飞行，建造了世界上第一个完整的、性能卓越的太空天文台，“哈勃”空间望远镜总长12.8m。镜筒直径4.27m，主镜直径2.4m，全重11.5t。
“哈勃”空间望远镜包括全部自动化仪器设备，主镜、副镜、成像系统、计算机处理系统，中心消光圈、主副镜消光圈、控制操纵系统和图像发送系统，以及两个长11.8m、宽2.3m,能提供2.4kW功率的太阳电池板，两部与地面通信的抛物面天线等。
“哈勃”空间望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜，它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片，其清晰度是地面上天文望远镜的10倍以上，其观测能力等于从华盛顿看到1.6×107m外悉尼的一只萤火虫，“哈勃”空间望远镜所收集的图像和信息，经人造卫星和地面数据传输网
络，最后到达美国的太空望远镜科学研究中心，这些极其珍贵的太空图像和宇宙资料，展露了宇宙中许多不为人知的物体与事件，使天文学取得了突破性的进展。它证实了一些理论，也了另一些理论，还发现了一些人们对之毫无准备却需要创立新的物理理论来解释的现象，“哈勃”空间望远镜为人类深层次了解宇宙立下了汗马功劳。
“哈勃”空间望远镜预计2010年“退，休”，21世纪的太空望远镜研制计划正紧锣密鼓地在全世界范围内展开21世纪初叶，将有数台大型天文观测设备送入外层空间，它将是继“哈勃”空间望远镜取得的辉煌成就之后，人类探测太空的又一次大手笔。
美国正在积极筹划研制“詹姆斯・韦伯”太空望远镜，预计在2013年升空，旨在接替目前在轨运行的“哈勃”空间望远镜。
“韦伯”空间望远镜六边形主镜直径达6.5m，它的“视力”为“哈勃”的6倍，清晰度却不亚于“哈勃”，“韦伯”空间望远镜预定重3000kg，制造这么大而又这么轻的镜片，要求在材料上要有巨大的突破和进展。
“韦伯”望远镜将被发射到地球公转轨道的外侧距离地球150万千米的太空中绕太阳转动，它将背对地球，同时还保持与地球相同的角速度，永远藏在地球的背面，成为与地球同步绕太阳运行的一颗人造小行星，这样能躲避太空中的大部分杀手。
“韦伯”空间望远镜进入预期轨道后将打开它那网球场般大小的“眼罩”，这样可以保证自己不被太阳光灼伤，同时将折叠的巨大镜片逐渐展开。
“韦伯”望远镜带有高精密红外探测装置，专门用来观测那些宇宙深处冰冷黯淡的行星，它肩负着地球人的使命，去探寻“大爆炸”后宇宙诞生早期的第一批星系，去努力寻找宇宙深处的文明。
四、地下、海底天文台
地下、海底天文台是人类观测宇宙的另一个窗口。
地下天文台没有光学望远镜，也不用射电望远镜，它探测的是一种宇宙中不带电的基本粒子――中微子，中微子质量小，速度快，一般不会和电子及原子核发生相互作用，所以它贯穿能力特别强，几乎能毫无阻碍地穿越宇宙中的任何天体和星际物质，而到达地球；科学家们把天文台搬到地下，目的是利用地表岩石或海水来阻断来自宇宙深处的其他粒子，专门捕获中微子，进行更深层次的天体观察。
地下天文台的主体是一个巨型水槽．中微子穿过水槽时，与水中带电的氢、氧原子碰撞的可能性很小，但如果它与某带电粒子发生了碰撞．带电粒子会从中微子那里得到能量，加快运动速度，并向外辐射被称作杰连科夫光的蓝绿光．当超高灵敏度的光检测仪捕捉到这种极微弱的光后，就能根据其强度、飞行距离，换算出中微子能量的大小，再根据运动方向判断出中微子的来源方向，推断出天体的位置。
由加拿大、美国和英国联合投资建造的位于地下2000m的加拿大萨特伯里中微子观测中心，其中央是一个球形水槽，能装1000t重水．重水具有捕捉中微子的最理想的特性．这个球体四周有1万部光探测仪，用来记录中微子与重水碰撞时释放的微光．这个地下天文台将于今年正式运行，它将有望揭开太阳内部和超新星爆炸等宇宙之谜。
目前全世界已建成或正在建的地下、海底天文台还有日本东京大学宇宙射线研究所，它建在岐阜县神风矿山离地面约1000m的地下；美国“阿玛姆达”天文台建在南极冰层下2000m深处．美国的“特玛姆特”天文台建在夏威夷海面下4800m深处．用它们来观测接受天体信息的本领，是地面天文台所望尘莫及，它们将为人类探测宇宙打开新的眼界。
随着科学技术的高速发展，人类的视野会不断向宇宙深处拓展、延伸。