李龙臣 2007年01月07日 10:44
现如今，宇宙探索像磁石吸铁一样吸引着人们的目光，什么超新星、暗物质、中微子、黑洞、引力波、反物质、暗能量……令人眼花缭乱。本系列文章让人们跳出太阳系，对如此宇宙奥秘先睹为快。
迄今，人类对太阳系外宇宙进行探测的手段，还只有望远镜。因此，本系列文章以各类望远镜为藤本，顺藤摸瓜、繁而不乱地去见识种种宇宙奥秘。作为铺垫，先对宇宙探索技术的发展、望远镜的基本原理和最基础的物理概念作精略的介绍。
在古代，人们只能用肉眼进行宇宙观测，所能看到的星星大约4500颗。
相传在17世纪初，在荷兰有一位叫汉斯·里帕斯的眼镜制造商，他的一名徒弟十分好玩。一次当里帕斯不在店中时，他将磨好的凸透镜和凹透镜叠在一起放在眼前观看，结果发现前面的物体变得又大又近，他感到非常奇怪。师父回来后对师父说了这件事。里帕斯感到这个偶然的发现会有重要作用，便在一根金属管的两端，分别装上凸透镜和凹透镜。最原始的望远镜就这样诞生了。
1609年，伽利略知道了用凸透镜和凹透镜制造望远镜的原理后，制作了第一架天文望远镜，直径4.2厘米。就是用这架望远镜，他发现了月球上的环形山和木星的4颗大卫星。
望远镜的诞生，为宇宙探索技术带来了第一次飞跃。小型天文望远镜能看到天空中200万颗星星，现代反射式望远镜能分辨出银河系中几十亿个光点。
肉眼和望远镜是通过天体发出的可见光对它们进行探测的。后来科学家知道，可见光只是天体电磁辐射中波长范围很窄的电磁辐射。只是对太阳来说，可见光辐射是它的峰值辐射，其它波长的辐射很小，因而被人们忽视了。
1924年，在为测量地球电离层的高度而发射无线电波时，发现波长小于60米的无线电波可以穿过电离层进入太空。这使人们想到，如果天体发出波长小于60米的无线电波，它们也可穿过电离层到达地面，因而也可以通过它们进行天体探测。
1932年，美国无线电工程师卡尔·央斯基发现有来自银河系的无线电波（天文上称射电波），这促使科学家加强射电天文学的研究，可惜不久后爆发了第二次世界大战。
二次世界大战中，英国人发明了雷达，并用它来预警德国飞机的来袭。1942年2月，发现雷达会受到干扰。在研究干扰源时，发现干扰来自太阳，在太阳出现黑子和耀斑时干扰最强。这样，射电望远镜诞生了。它给宇宙探索技术带来了第二次飞跃。
航天技术给宇宙探索技术带来了第三次，也是最大的一次飞跃。这除了可以让人进入宇宙进行探测外，还可以将各种望远镜送进太空，避开地球大气层造成的影响。
对可见光望远镜来说，地球大气层造成的阴雨天无法进行观测，大气层对星光有吸收、散射、色散和闪烁等影响。此外，地球重力和地面上的人造光源也影响可见光望远镜远镜的观测。
对射电望远镜来说，地球大气层会反射天体发出的甚长波，大气层中的水汽则吸收天体发出的短波。
此外，大气层中的水和二氧化碳强烈吸收红外线，氧、臭氧和氮强烈吸收紫外线，X和g射线则更难通过地球大气层。
因此，避开地球大气层的影响，不仅可以提高可见光和射电望远镜的探测效率，还可用红外、紫外、X和g射线望远镜进行宇宙探测。
