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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    觀天“馴”光記

                    2021-06-02 13:29:00

                      觀天是件小事,小到只要45°仰望天空。

                      觀天也是件大事,大到我們建設了各種各樣的望遠鏡,只為把宇宙看得更清楚。

                      我們用望遠鏡來接收并分析宇宙中的光。光,是我們認識宇宙的重要密碼,被巧妙地解讀之后,它能告訴我們很多信息,近則有關月球、太陽、太陽系內的天體,遠至有關百億光年外的星系、黑洞等。

                      宇宙中的光

                      光既是一種波——電磁波,也是一種粒子。

                      根據波長,我們將光分成許多類別。肉眼所能看見的光稱作可見光,可見光中波長越短,顏色越藍;波長越長,顏色越紅。比可見光波長更長的是紅外線,再長的依次是微波和射電波。比可見光波長更短的是紫外線,再短的是X射線和伽馬射線。

                      平日里,我們對可見光的這些鄰居并不陌生。我們的身體每時每刻都發射出紅外線,體溫越高,輻射出的紅外線波長越短;微波爐應用的便是微波;收音機和電視機的信號是射電波;平常說注意防曬,防的主要便是紫外線,驗鈔機使用的也是紫外線;醫院里做的X射線照片檢查便是應用了X射線。

                      宇宙中每時每刻都在發射這些電磁波,它們就像宇宙的密碼,一旦解開,就能洞察宇宙的奧秘。

                      不過,這些波段的光都能到達地面嗎?紫外線、高能的X射線和伽馬射線會對我們的身體產生很大的傷害,它們也會抵達地面嗎?

                      地球大氣層吸收掉了大部分高能輻射,真正抵達地面的光其實并不多。全部波段都能透過大氣層到達地面的只有可見光和射電波,部分紫外線、部分近紅外線也能到達地面,而大部分紫外線、X射線和伽馬射線都被屏蔽在平流層之外。

                    宇宙

                      最初的“馴”光者

                      要想看到宇宙中的光,解讀其中的信息,我們需要用望遠鏡作眼睛,來接收并分析宇宙中的光。望遠鏡,是名副其實的“馴”光者。

                      世界上第一架望遠鏡的發明者是伽利略,他也是利用望遠鏡觀察天體取得大量成果的第一人。他發現月球表面是崎嶇不平的,并繪制了第一幅月面圖。他還發現了太陽黑子,并且根據黑子在日面上的自轉周期,得出太陽的自轉周期為28天。

                      伽利略發明的望遠鏡是光學望遠鏡,只能觀察可見光。后來,借助更先進的、適用于更多波段的望遠鏡,天文學家得到了更豐富的信息,繪制出更清晰的圖像。

                      上天入地,多波段觀測

                      可見光僅僅是光的一小部分,但那曾經就是我們以為的全部。除了可見光,還有一大片廣闊的光世界等著去探索。地球大氣層的保護使我們在地面上僅能接收到可見光和射電波,還有一小部分紫外線和紅外線。

                      要想探測射電波,天文學家可以在地面上建設射電望遠鏡。要探測紅外線,可以在地面上接收一部分波段近紅外線,還可以借助飛機攜帶的探測器去接收紅外線,更主流的做法是利用飛出大氣層的望遠鏡去探測紅外線。要探測高能輻射(伽馬射線、X射線、紫外線等),設備也得是飛出大氣層的空間望遠鏡。

                      1986年,上海天文臺建設了中國第一架射電望遠鏡,口徑為25米。2012年10月,亞洲最大的全方位可轉動射電望遠鏡——天馬望遠鏡在上海天文臺正式落成。在貴州,座落著世界最大的單口徑射電望遠鏡,即500米口徑球面射電望遠鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,簡稱FAST)。這些望遠鏡既可以獨立使用,也可以與國際上其他射電望遠鏡組成網絡,達到一架大望遠鏡的觀測效果。目前,我國的上海65 米、北京50 米、昆明40 米、烏魯木齊26 米、佘山25 米等5架射電望遠鏡組成了一個望遠鏡網絡,分辨率相當于口徑為3 000多千米的巨大望遠鏡,數據處理中心設在上海天文臺。

                      2017年6月,中國第一臺空間天文衛星——“慧眼”硬X射線調制望遠鏡發射升空,開展科學觀測。我們相信在未來,中國會在多波段天文學觀測領域取得更多的新進展。

                    望遠鏡

                      茫茫宇宙中,我們在哪里

                      以望遠鏡為眼,人類不斷探索著我們身處的世界,也探索著自己在宇宙中的位置,從哪來,又將往哪去。

                      地球的赤道周長約為4萬千米;地球上有廣袤的森林,浩瀚的大海,也有不計其數的生命。地球,看上去是個很大的星球??墒?,在地球所處的太陽系,一共有8顆行星,而地球論個頭僅僅排到第五。那么,太陽系就很大嗎?太陽系只是銀河系邊緣的一個小恒星系,而銀河系在茫茫宇宙中,也只是微不足道的一個渺小星系。

                      宇宙,不僅意味著廣闊的空間,也意味著無窮的時間。如果把從宇宙大爆炸到現在的時間看作一年,那么直到5月,銀河系才形成;直到9月,太陽系才形成;直到12月31日,人類才在世界上出現。

                      茫茫宇宙,值得人類努力去探索,一項項天文發現和科學進展就是探索路途中的碩果。透過這些累累碩果,你會發現,處在宇宙塵埃上的我們,雖然渺小卻也真是不平凡。

                      文/左文文

                    本文來自《科學畫報》

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