李龍臣 2007年01月07日 10:44
現如今，宇宙探索像磁石吸鐵一樣吸引著人們的目光，什麼超新星、暗物質、中微子、黑洞、引力波、反物質、暗能量……令人眼花繚亂。本系列文章讓人們跳出太陽系，對如此宇宙奧秘先睹為快。
迄今，人類對太陽系外宇宙進行探測的手段，還只有望遠鏡。因此，本系列文章以各類望遠鏡為藤本，順藤摸瓜、繁而不亂地去見識種種宇宙奧秘。作為鋪墊，先對宇宙探索技術的發展、望遠鏡的基本原理和最基礎的物理概念作精略的介紹。
在古代，人們只能用肉眼進行宇宙觀測，所能看到的星星大約4500顆。
相傳在17世紀初，在荷蘭有一位叫漢斯·裏帕斯的眼鏡製造商，他的一名徒弟十分好玩。一次當裏帕斯不在店中時，他將磨好的凸透鏡和凹透鏡疊在一起放在眼前觀看，結果發現前面的物體變得又大又近，他感到非常奇怪。師父回來後對師父說了這件事。裏帕斯感到這個偶然的發現會有重要作用，便在一根金屬管的兩端，分別裝上凸透鏡和凹透鏡。最原始的望遠鏡就這樣誕生了。
1609年，伽利略知道了用凸透鏡和凹透鏡製造望遠鏡的原理後，製作了第一架天文望遠鏡，直徑4.2釐米。就是用這架望遠鏡，他發現了月球上的環形山和木星的4顆大衛星。
望遠鏡的誕生，為宇宙探索技術帶來了第一次飛躍。小型天文望遠鏡能看到天空中200萬顆星星，現代反射式望遠鏡能分辨出銀河系中幾十億個光點。
肉眼和望遠鏡是通過天體發出的可見光對它們進行探測的。後來科學家知道，可見光只是天體電磁輻射中波長範圍很窄的電磁輻射。只是對太陽來說，可見光輻射是它的峰值輻射，其他波長的輻射很小，因而被人們忽視了。
1924年，在為測量地球電離層的高度而發射無線電波時，發現波長小於60米的無線電波可以穿過電離層進入太空。這使人們想到，如果天體發出波長小於60米的無線電波，它們也可穿過電離層到達地面，因而也可以通過它們進行天體探測。
1932年，美國無線電工程師卡爾·央斯基發現有來自銀河系的無線電波（天文上稱射電波），這促使科學家加強射電天文學的研究，可惜不久後爆發了第二次世界大戰。
二次世界大戰中，英國人發明了雷達，並用它來預警德國飛機的來襲。1942年2月，發現雷達會受到干擾。在研究干擾源時，發現干擾來自太陽，在太陽出現黑子和耀斑時干擾最強。這樣，射電望遠鏡誕生了。它給宇宙探索技術帶來了第二次飛躍。
航太技術給宇宙探索技術帶來了第三次，也是最大的一次飛躍。這除了可以讓人進入宇宙進行探測外，還可以將各種望遠鏡送進太空，避開地球大氣層造成的影響。
對可見光望遠鏡來說，地球大氣層造成的陰雨天無法進行觀測，大氣層對星光有吸收、散射、色散和閃爍等影響。此外，地球重力和地面上的人造光源也影響可見光望遠鏡遠鏡的觀測。
對射電望遠鏡來說，地球大氣層會反射天體發出的甚長波，大氣層中的水汽則吸收天體發出的短波。
此外，大氣層中的水和二氧化碳強烈吸收紅外線，氧、臭氧和氮強烈吸收紫外線，X和g射線則更難通過地球大氣層。
因此，避開地球大氣層的影響，不僅可以提高可見光和射電望遠鏡的探測效率，還可用紅外、紫外、X和g射線望遠鏡進行宇宙探測。
