20世紀(jì)中期美國(guó)建成口徑5米的海爾望遠(yuǎn)鏡時(shí),許多天文學(xué)家就已感到單鏡面的反射鏡已經(jīng)達(dá)到了極限,因?yàn)殓R面越大,制造起來(lái)的困難就越多。首先是鏡面太重不易安裝,其次是由于地心引力和溫度變化都容易引起鏡面變形,使之難以正常工作。二十多年后,前蘇聯(lián)建成的口徑6米的反射鏡始終不能達(dá)到預(yù)想的效果,就進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。然而,天文學(xué)家絕不甘心停留在5米海爾鏡的水平上,因?yàn)檫b遠(yuǎn)的宇宙深空中存在著太多的奧秘等待著他們?nèi)ヌ綔y(cè),他們需要威力更強(qiáng)大的觀(guān)天巨眼。
第一章 金星的真實(shí)面貌
天空中的維納斯:金星
金星的航空探測(cè)
金星的溫室效應(yīng)
金星表面相對(duì)年輕
第二章 金星的發(fā)現(xiàn)和觀(guān)測(cè)
當(dāng)今世界□大的望遠(yuǎn)鏡
歐南臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡
日本的昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡
七國(guó)聯(lián)合制造的雙子望遠(yuǎn)鏡
雷伯和他的射電望遠(yuǎn)鏡
雷達(dá)促使射電天文學(xué)的發(fā)展
中國(guó)古人的圭表測(cè)影
中國(guó)古代二十四節(jié)氣體系
中國(guó)古代黃赤交角的測(cè)定
中國(guó)古人歲差的發(fā)現(xiàn)
第三章 金星與四季星空
“太白金星”的傳說(shuō)
金星是愛(ài)與美的化身
北斗星與四季星空
大熊座和小熊座的希臘神話(huà)
引人注目的“天上王族”
天空中的大英雄武仙座
永不見(jiàn)面的天蝎與獵戶(hù)星座
善于馳騁的人馬座
親密的孿生兄弟雙子座
富于悲劇性的天琴座
兇猛的獅子座
谷物女神室女座
第四章 金星與美麗的銀河系
銀河系由密集的恒星組成
銀河系有一兩千億顆恒星
羅斯發(fā)現(xiàn)了銀河系旋臂結(jié)構(gòu)
太陽(yáng)在銀河系的位置
夏季銀河為何格外明亮
銀河系的形成、成長(zhǎng)和發(fā)展
銀河系中不發(fā)光的暗星云
銀河系□深層的秘密
金星與銀河系里的□□□□
第五章 金星與星系的起源
金星形成初期存在海洋
星系的起源假說(shuō)
星系的分類(lèi)和特點(diǎn)
星系群和星系團(tuán)
超星系團(tuán)的結(jié)構(gòu)和演變
活動(dòng)星系和活動(dòng)星系核
星系的碰撞與并合
令人難以置信的“類(lèi)星體”
哈勃與河外星系的發(fā)現(xiàn)
□早發(fā)現(xiàn)的河外星系——仙女座大星系
麥哲倫大星云
河外星系譜線(xiàn)紅移和測(cè)距法
哈勃定律的偉大意義
沒(méi)有結(jié)果的“宇宙島之爭(zhēng)”
形形色色的星云
第六章 金星與宇宙解構(gòu)
宇宙中的暗能量
萬(wàn)有引力的本質(zhì)——引力波
引力透鏡現(xiàn)象
宇宙中的暗物質(zhì)
宇宙中的反物質(zhì)
宇宙中的怪獸——黑洞
黑洞的視界
黑洞的時(shí)間凍結(jié)
阿爾法磁譜儀
x射線(xiàn)源和x射線(xiàn)暴
γ射線(xiàn)源與γ射線(xiàn)暴
夜晚的天空為什么是黑的
牛頓的靜態(tài)宇宙
愛(ài)因□□的有限無(wú)界宇宙模型
標(biāo)準(zhǔn)的大爆炸宇宙模型
伽莫夫穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型
宇宙極早期的暴脹模型
中國(guó)□早的宇宙學(xué)說(shuō)——蓋天說(shuō)
天文學(xué)家張衡的渾天說(shuō)
宇宙無(wú)限論——宣夜說(shuō)
第七章 金星探索與天文學(xué)家
開(kāi)普勒□□次預(yù)告“金星凌日”
□□位非洲裔天文學(xué)家:班尼克
恒星天文學(xué)之父:赫歇爾
維拉魯賓和暗物質(zhì)
馬西、巴特勒和太陽(yáng)系外行星
皮爾姆特、施密特和暗能量
由于金星像月球一樣十分明亮,用肉眼便可觀(guān)察到金星的消失和出現(xiàn)。但使用望遠(yuǎn)鏡的話(huà),則可看得更清楚及細(xì)致。
由美國(guó)加州理工學(xué)院建造、安裝在夏威夷島上的凱克Ⅰ號(hào)鏡和凱克Ⅱ號(hào)鏡,是一對(duì)一模一樣的巨型天文望遠(yuǎn)鏡。這對(duì)巨型望遠(yuǎn)鏡的主鏡口徑均為10米,是目前□□□□大的一對(duì)望遠(yuǎn)鏡。它們的主鏡都不是一個(gè)完整的鏡面,而是由36塊口徑為1.8米的六角形小鏡子組合而成的。
□0世紀(jì)中期美國(guó)建成口徑5米的海爾望遠(yuǎn)鏡時(shí),許多天文學(xué)家就已感到單鏡面的反射鏡已經(jīng)達(dá)到了極限,因?yàn)殓R面越大,制造起來(lái)的困難就越多。首先是鏡面太重不易安裝,其次是由于地心引力和溫度變化都容易引起鏡面變形,使之難以正常工作。二十多年后,前蘇聯(lián)建成的口徑6米的反射鏡始終不能達(dá)到預(yù)想的效果,就進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。然而,天文學(xué)家絕不甘心停留在5米海爾鏡的水平上,因?yàn)檫b遠(yuǎn)的宇宙深空中存在著太多的奧秘等待著他們?nèi)ヌ綔y(cè),他們需要威力更強(qiáng)大的觀(guān)天巨眼。
再去無(wú)限制地?cái)U(kuò)大單鏡面的口徑看來(lái)是意義不太大了,人們必須要另辟蹊徑。早在193□年,一位名叫霍恩·達(dá)爾多的意大利天文學(xué)家就提出了一種十分巧妙的設(shè)計(jì)方案,他用一組小鏡子組成一臺(tái)口徑為1.8米的反射望遠(yuǎn)鏡,每個(gè)小反射鏡靠其背后的螺旋裝置來(lái)調(diào)整它的位置和角度,以此來(lái)達(dá)到整個(gè)鏡面的和諧與統(tǒng)一。受當(dāng)時(shí)的科技水平所限,他的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有成功。但是卻給人們留下了一個(gè)非常好的思路。
1971年,美國(guó)史密遜天文臺(tái)和亞利桑那大學(xué)聯(lián)合起來(lái),開(kāi)始了又一輪多鏡面望遠(yuǎn)鏡的研制工作。經(jīng)過(guò)了將近10年時(shí)間堅(jiān)持不懈地努力,1979年,全世界□□臺(tái)由6塊口徑1.8米的反射鏡組合而成的多鏡面望遠(yuǎn)鏡終于獲得了成功。每塊口徑1.8米的小反射鏡都有各自的一個(gè)鏡筒,這6個(gè)小鏡筒又一并安裝在一個(gè)直徑為5米的大鏡筒內(nèi)。為了讓這6個(gè)子鏡的觀(guān)測(cè)圖像能夠精密地合成為一個(gè)增強(qiáng)的統(tǒng)一的圖像,不僅對(duì)每個(gè)鏡面的制作要求極為嚴(yán)格,彼此間的相對(duì)位置也不能隨便移動(dòng);而且更重要的是,6個(gè)鏡面的成像系統(tǒng)是由一個(gè)叫做“六面光束聚合器”的裝置嚴(yán)格控制的。這個(gè)“光束聚合器”實(shí)際上是一個(gè)激光控制系統(tǒng),在它的作用下,6個(gè)鏡面的成像一起聚合到公共焦平面上,形成一個(gè)加強(qiáng)了好幾倍的統(tǒng)一的像,其效果相當(dāng)于一臺(tái)口徑4.5米的單鏡面望遠(yuǎn)鏡。□□臺(tái)多鏡面望遠(yuǎn)鏡的成功,是現(xiàn)代高科技成果應(yīng)用到大型天文望遠(yuǎn)鏡當(dāng)中的一個(gè)起步,它為今后制造更大型的望遠(yuǎn)鏡打下了良好的基礎(chǔ)。
早在□□臺(tái)多鏡面望遠(yuǎn)鏡尚未□后完成的時(shí)候,在光學(xué)天文學(xué)方面具有優(yōu)良傳統(tǒng)的加州理工學(xué)院已經(jīng)打算建造口徑10米的多鏡面望遠(yuǎn)鏡。但是所需一兩億美元經(jīng)費(fèi)卻是一個(gè)不容易解決的難題。
1984年,正當(dāng)加州理工學(xué)院的天文學(xué)家為制鏡經(jīng)費(fèi)大傷腦筋的時(shí)候,擁有5億美元資產(chǎn)的凱克基金會(huì)表示愿意出資7000萬(wàn)美元資助他們建造10米望遠(yuǎn)鏡,條件是要以凱克的名字命名這架望遠(yuǎn)鏡。
經(jīng)過(guò)七八年的艱苦奮斗,199□年4月凱克I號(hào)鏡成功了。它的成功表現(xiàn)在它無(wú)比的探測(cè)能力。它的成功使凱克基金會(huì)心甘情愿地再拿出7000萬(wàn)美元資助加州理工學(xué)院再造一架與凱克Ⅰ號(hào)鏡完全一樣的凱克Ⅱ號(hào)鏡。1996年,凱克Ⅱ號(hào)鏡也順利完成了。
兩架龐大的凱克望遠(yuǎn)鏡都安裝在太平洋中部風(fēng)光旖旎的夏威夷大島上。島上有一座長(zhǎng)期休眠的莫納克亞火山。這里的天氣條件和地理環(huán)境特別適合天文觀(guān)測(cè),尤其是紅外觀(guān)測(cè)。由于宇宙中存在大量的在可見(jiàn)光波段并不明亮的天體,如星際物質(zhì)、暗星云、太陽(yáng)系外行星系統(tǒng)等,使用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡對(duì)它們已經(jīng)無(wú)能為力,只有通過(guò)紅外觀(guān)測(cè)才能看清它們的廬山真面目,因此,紅外天文觀(guān)測(cè)越來(lái)越受到天文學(xué)家的重視。莫納克亞火山海拔高達(dá)4□05米,這里的大氣對(duì)紅外天文觀(guān)測(cè)的影響已經(jīng)比低海拔地區(qū)大大降低。莫納克亞是觀(guān)測(cè)暗弱的遙遠(yuǎn)天體的理想地方,但是這里很荒涼。天文學(xué)家們卻寧愿忍受山地的冰凍、霧氣、雪暴、高山缺氧和那與世隔絕的孤獨(dú),來(lái)到這里安營(yíng)扎寨,使這座昔日默默無(wú)聞的死火山成為一個(gè)規(guī)模宏大的、全世界海拔□高的、光學(xué)和紅外并舉的重要天文觀(guān)測(cè)基地。