哈勃望远镜是怎样深看宇宙黑暗区的，前面的星球或者星系不会挡到哈勃视线吗？

1. 哈勃望远镜是怎样深看宇宙黑暗区的，前面的星球或者星系不会挡到哈勃视线吗？

哈勃太空望远镜可以观测到遥远宇宙中的星系，但宇宙中充满各种天体，难道星球或者星系不会挡到哈勃的观测视线吗？宇宙中的天体非常多，一个星系中会包含数以亿计的恒星和行星。星球或者星系确实会阻挡遥远星系发出的光，这样哈勃就无法接收到这些光，所以也就无法观测到这些遥远的星系。

然而，宇宙空间非常的空旷，尤其是星系际空间更是极度空旷。整个宇宙的平均密度仅为1×10^-29克/立方厘米，相当于普通水的密度的10万亿亿亿分之一。另外，可观测宇宙中的星系数量可能多达上万亿个。在如此空旷的宇宙空间中，光线刚好被挡住的星系占比很少，大部分星系发出的光最终都能到达地球，所以哈勃可以观测到大量的遥远星系。

质量较小的星系会阻挡背景星系发出的光，但由大量星系聚集成的星系团却不会挡住背景星系。由于质量巨大的星系团会强烈弯曲周围的空间，在如此空旷的宇宙空间中，光线刚好被挡住的星系占比很少，大部分星系发出的光最终都能到达地球，所以哈勃可以观测到大量的遥远星系。背景星系发出的光抵达星系团时将会沿着弯曲的空间运动，从而可以绕过星系团继续向前传播，

最终到达地球，这就是广义相对论所预言的引力透镜效应。通过引力透镜效应，哈勃望远镜可以观测到星系团后面的星系。例如，位于22亿光年之外的阿贝尔1689星系团拥有巨大的质量，它扭曲了背景星系的图像。

2. 有人说，哈勃太空望远镜已经达到观测极限，为什么这么说？

关于这个问题，确实有很多人有疑问，其实这是由于概念上的误解。首先，根据狭义相对论，真空中的光速是宇宙中最快的速度，这是事实。137亿光年的距离，光需要137亿年才能到达那里，这是真的。这个概念的错误之处在于哈勃太空望远镜如何看待遥远的恒星。


哈勃并不是射出视线去看遥远的星系（或其他天体），然后再回来。而是来自星系的光通过太空到达地球，哈勃捕捉到了这些光，所以它可以看到遥远的星系。不存在视力这种东西，也不存在超过光速许多倍的视力。这些都是错误的概念。哈勃太空望远镜和人眼都能看到物体，因为来自这些物体的光（或反射光）进入望远镜或眼睛并被成像。



迄今为止，哈勃看到的最遥远的星系在131亿光年之外，这意味着它在131亿年前就存在了，当时它的光穿过太空，经过131亿年到达地球，在那里被哈勃捕获。所以哈勃看到了131亿年前银河系的样子。我们知道，宇宙诞生于138亿年前，这意味着我们只能看到地球周围138亿光年（光速乘以时间）内的星系。因为随着宇宙的扩张，138亿光年外的星系以超过光速的速度远离我们，它们的光现在已经不再进入我们的事件视界。事实上，整个宇宙有930亿光年宽，这意味着它的很大一部分将永远不会被我们看到。
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3. 哈勃望远镜开启新任务，瞄向宇宙深处,拍下什么惊人图像？

哈勃望远镜在宇宙深处拍到过“天国”的图片，这张图片引起了不小的轰动，很多人开始猜测图片的真假，甚至有人相信那是上帝居住的地方。

其实光速是有限的，光穿越太空需要一个地球光年。一般来说，如何定义光年的距离，那就看“光”能在一个地球年内“跑”多远，这个距离是一光年，所以“光年”的确是一个长度单位，但由于我们宇宙光速的特殊设定，它必然与时间有关，所以从某种意义上来说，无论是哈勃望远镜还是肉眼，他们都能看到过去的宇宙画面。

当时的科学家梅森博士进一步解释了这一事件的来龙去脉，哈勃太空望远镜的目的是拍摄远离宇宙边缘的照片，但当时镜头一度失灵，直到在太空中进行修复，恢复后，望远镜拍到的的第一幅图像是不断变化的颜色和光线，调整了焦距以后，就拍到了这张“天堂”图片。

对于这张神秘的照片很多人半信半疑，其实天文学也意味着“考古学” 宇宙的每一个角落都像一场有“延迟”的现场秀，延迟时间取决于它和地球的距离。所以，哈勃望远镜可能拍到的是以前的宇宙。
梅森博士表示拍摄到上帝的世界并非偶然，只是，幸运的是，美国宇航局的哈勃望远镜瞄准了特定的地点，在特定的时间拍摄了这些照片。宇宙是如此的广阔，所有的地方都是美国宇航员可以拍摄和探索的对象。为什么美国宇航局选择那里，他说自己虽然没有特定的宗教信仰，但毫不怀疑这是一种神秘的力量，它把哈勃望远镜对准了一个特定的空间位置。

4. 哈勃太空望远镜能够全天候观测星空的原因？ 哈勃望远镜观测地球为一

1.哈勃太空望远镜能够全天候观测星空，这是因为

    A.没有经历昼夜交替B.没有受大气影响

    C.没有绕太阳公转D.位于地球同步轨道上

    2.哈勃望远镜观测地球为一个美丽的"蓝色"星球，这是因为

    A.海洋水体为蓝色B.海水藻类呈蓝色

    C.大气散射太阳光D.望远镜镜头色散

    3.在下列四个波段的观测中，太空望远镜比地面望远镜更具优势的是

    A.红光B.黄光C.蓝光D.紫外光

    答案

    【知识点】地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星

    【试题解析】

    1．阅读材料并结合所学的知识，可以得出哈勃望远镜距离地面约547千米，挠地球一周耗时约97分钟，哈勃太空望远镜有昼夜交替现象，哈勃太空望远镜绕太阳公转，哈勃太空望远镜不受大气的影响，能够全天候观测星空，所以B正确。

    2．地球上七分是海洋，三分是陆地，我们的地球实质是水球，哈勃望远镜观测地球为一个美丽的“蓝色”星球，这是因为太阳光线射人大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒发生散射的结果，波长较短的紫、蓝、青色光波最容易被散射，而波长较长的红、橙、黄色光的透射能力较强，它们能穿过大气分子和微粒，保持原来的方向前进，很少被空气分子散射。

    3．哈勃望远镜是以天文哈勃为名，在轨道上环绕地球的望远镜，他的位置在地球的大气层之上，距离地面约547千米，挠地球一周耗时约97分钟，哈勃太空望远镜比地面望远镜更具优势的是紫外光波段，所以D正确。

    【答案】1．B　　　2．C　　　3．D

5. 关于哈勃太空望远镜已经可以观测到距离我们最远达到130亿光年以外的星系的光线了，

你的往左看往右看的意思说得很对，不过你是将我们所处位置当作宇宙的中心来评价的。
实际上，假设我们往左看的最远的星是A，往右看的最远的星是B（A-我们-B看起来在一条直线上），要知道，A星上的人是看不到B星的，因为B星上发出到光还未到达A星（仅仅到达我们这里）。实际上，无论A或B星上的人都往我们这里看，他们都是只能看到我们这里，因此他们得出的宇宙年龄与我们得出的相同，也是130亿光年。但这并不能证明宇宙的年龄就是130+130=260，因为我们所看到A或B是130亿年前的A或B，而A或B上的人看到的我们也是130亿年前的我们这儿（假设那会儿我们这儿已经有了银河系）。谁也不可能看的更远，不可能看到更早的景象，就是说都是只能看到130亿年前。因此，无论处于宇宙的那个位置，往外看能看到的距离都是相等的，也就是说各处所在的位置都是对等的，谁也不能把自己所处的位置看作中心，因此这个距离说明的就是宇宙的年龄，而不是宇宙的大小。实际上，宇宙也是没有大小的（有具体的大小，自然也要有中心了）。

6. 哈勃太空望远镜能看到什么？

宇宙，一个神秘而又陌生的空间，千百年来，人类对宇宙一直充满着无限的遐想。随着科学的进步，我们开始认识到了宇宙的真正样貌。
自哈勃望远镜发射升空之后，拍摄了无数张美轮美奂的图片，让我们彻底改变了对宇宙的认知。今天我们就一起来回顾哈勃望远镜曾经拍摄的著名宇宙画面

蝴蝶星云，位于天蝎座，直径长达2光年，距离地球大约为3800光年，当恒星在走向死亡末期后，向外喷射气体云，并形成美丽的蝴蝶形状螺旋星云，也是恒星演化末期的产物，位于水瓶座，距离地球约650光年，直径为5光年，由于酷似人类的眼睛，又被称之为上帝之眼！

草帽星系，位于室女座，距离地球2930万光年，大约是8000亿亿个太阳质量，因为形状酷似墨西哥人戴的草帽，因而得名草帽星系
马头星云，形象似马的头部，位于猎户座，距离地球1500光年，高约1光年！在它底部的明亮处，正在孕育新的恒星！

风车星系，这是一个螺旋星系，位于大熊座方向，距离地球大约2100万光年，哈勃望远镜在经过长达51次的曝光后，合并组成图片！

猴头星云，编号为NGC2174，2014年哈勃望远镜拍摄的图片，位于猎户座的一个电离氢区，距离地球6400光年！是产生恒星的摇篮！

老鼠星系，距离地球2.9亿光年之遥，这是两个正在融合发生碰撞的螺旋星系，40亿年后，我们的银河系与仙女座星系也会发生类似的景象！

蟹状星云，超新星爆发的产物，位于金牛座，距离地球6500光年，关于蟹状星云，最早可追溯到我国宋朝，当时司天监杨惟德曾记载“己丑，客星出天关之东南可数寸，嘉祐元年三月乃没！

创生支柱，位于老鹰星云，距离地球6000光年，是哈勃望远镜拍摄最佳的照片之一，之所以叫创生支柱，是因为每个支柱中正在诞生新的恒星。


哈勃极深场，这是哈勃望远镜在超深场的基础上，对天炉座更小的区域进行拍摄的图片，在经过23天的曝光时间后，得到一组最远的星系图片，每个星系的平均距离约132亿光年，包含了最少10000个星系！


回望哈勃望远镜拍摄的著名宇宙图片还有很多，就不一一诉说了，但这不经让我们想到，地球是如此渺小，宇宙有多么浩瀚！

7. “哈勃”太空望远镜存在着什么缺陷？

“哈勃”的研制及使用过程并非科学家原先设计的那样一帆风顺。中国有句老话叫“好事多磨”，用它来形容“哈勃”或许再恰当不过了，从它诞生的那一天起，便成了个“多灾多难”的不幸者：这台空前巨大先进的天文观测设备于1985年研制成功，按设计要在1986年发射，但由于“挑战者”号航天飞机爆炸，使它上天计划一推再推，一直到1990年4月24日才由“发现”号航天飞机发射升空。上天后，接连不断地出现问题。首先是两个与地面通信的天线不按计划转动，地面工程师费了很大的劲儿才通过遥控使之就位。接着，它又不断地晃动，原因是当它从地球阴影中飞出来进入强烈的阳光下时，温度很高的阳光打在“哈勃”那冰冷的太阳能板上时，使之产生了微弱的蠕动，从而引起整个望远镜缓慢晃动。科学家费了九牛二虎之力总算把问题解决了，然而新的问题又出现了：为了使“哈勃”能准确地对准观测目标，科学家花了8年心血为它编了一个“向导星表”，但由于一位电脑控制程序员的工作疏忽而忘记更改数据，结果使“哈勃”所观测的目标角度总比实际角度偏左。在用了很长时间，不断地进行软件调整使之逐步修正过来之后，一个更致命的问题让所有科学家目瞪口呆。他们发现，“哈勃”所观测的图像一直有一个“模糊圈”，经过一段时间的调查，原因终于查明了：原来，在镜片的加工过程中，一块模板被装偏了1.3毫米，把边缘部分多磨去了0.002毫米。这一误差造成了主镜面几何球形像差，使从光轴上一点发出的光不能汇聚在同一像点上。这个从1978年开始粗磨，精磨到1981年才完成，用了400万个工时，使用了全美精度最高的模具的镜片，却由于操作者的失误成了“近视眼”，并且在完成后到上天的长达8年的时间里居然没有人认真核查修正，实在令人遗憾。

8. 把哈勃望远镜送入太空是为什么？

以美国天文学家哈勃命名的太空望远镜——哈勃太空望远镜于1990年4月25日，由美国“发现号”航天飞机送入太空。哈勃太空望远镜的主要任务是：探测宇宙深空，解开宇宙起源之谜，了解太阳系、银河系和其他星系的演变过程。
  哈勃太空望远镜耗资达21亿美元，从初步构想的提出、设计到建造完成，时间跨度达40多年。其实，地球上有许多质量很高的天文望远镜，为什么一定要耗费如此巨大的精力和财力，把一台天文望远镜送入太空呢？
  我们知道，宇宙深空的天体离地球非常非常遥远，所以要使用分辨率很高的大型望远镜才能观测清楚。分辨率要高到什么程度呢？要能看清10千米以外的一枚1角硬币！
  可是，在地球表面，即使望远镜本身制造得再好，也难以达到这个要求。
  首先，地球表面有“讨厌”的大气层。它不仅把0.3纳米以下的紫外线统统阻挡在地球外面，而且会产生模糊效应，使得再好的大型望远镜的分辨率也难以接近光学上的所谓的衍射极限。而把同样的大型望远镜放到处在真空环境的太空，分辨率可提高10倍。
  其次，地球上有“讨厌”的引力。大型望远镜需要巨大的光学透镜，地球的引力会使大透镜制造时产生微小的形变，而微小形变会使望远镜分辨率大大降低。哈勃太空望远镜刚刚升空时，就因为望远镜的主镜的边缘在地面加工时多磨去了2微米（大约只有头发丝的1/50），而无法使用。结果，“奋进号”航天飞机只能上天，派出航天员给哈勃太空望远镜“戴上”称为“光学矫正替换箱”的“眼镜”，才使“哈勃”的“视力正常”。
  再有，就是“讨厌”的震动。无论是人类活动产生的震动还是地球内部产生的震动，都会影响望远镜对宇宙深空的观测。
  要找一个没有任何干扰、“与世隔绝”的环境，那么就只好把哈勃太空望远镜搬到太空中去了。