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早在望远镜发明前,人们已知道透过表面弯曲的玻璃或水晶透镜,可以改变看到的物体的样貌。有一种中间厚边缘薄、可以让近距离物体看起来变大的称为「凸透镜」;另一种中间薄边缘厚、让远处物体看起来更清晰的称为「凹透镜」。在17世纪初,荷兰制作镜片的工匠在管子两端分别安置凸透镜与凹透镜,发现从凹透镜那端看出去,远处的物体看起来更大更清晰,于是望远镜就此诞生。
关于新发明的消息很快就传遍欧洲。1609年,义大利数学家与发明家伽利略(Galileo Galilei)得知这项消息后,立刻开始动手制作,不久便完成一架可让远处物体的长、宽都比裸视看起来大三十三倍的望远镜,让他能够看见天空中从未有人见过的景象。
天文学越来越受欢迎,透过望远镜探索太空也变成一件新潮的事。最早的望远镜由两片透镜组成,例如伽利略的望远镜;到了1668年,英国科学家艾萨克.牛顿(Isaac Newton)发现弧面的反射镜可以收集更多的光线,便发明出不同于折射式望远镜的「反射式望远镜」。
从那时后开始,众多镜片工匠和工程师不断研发,制造出越来越巨大且精密的望远镜。藉由这些日益精良的设备,科学家发现以往在夜空中看不见的天体,或是在已知的天体上发现了更多细节。1781年,英国天文学家威廉.赫歇尔(William Herschel)用自己设计的反射式望远镜,发现一颗原本被判定为恒星的黯淡星体,其实是一颗行星(虽然他曾一度将它误认为彗星)。后来这颗行星被命名为天王星。当天文学家计算出天王星运行的轨迹,发现它可能受到更遥远的未知天体影响,这个假设引领人类在1846年发现海王星。
近年来由于反射式望远镜的制作成本比较低,而且更容易制作,几乎所有用于科学研究的光学望远镜都是反射式的。这类望远镜还可以应用在其他不同波长的电磁波观测,例如无线电波,甚至是X射线和微波。在1930年代,人们偶然间发现金属天线可接收来自宇宙的无线电讯号,其原理与经过透镜、反射镜收集星光的原理相似,不久之后就发明了无线电望远镜。
无线电望远镜比光学望远镜要来得巨大许多,在波多黎各的阿雷西波,甚至有直径300 公尺的无线电望远镜,但是和近代建造的无线电望远镜干涉仪阵列相比却又相形见绌。科学家很快就发现,只要将众多分散在地面上的小无线电望远镜汇集起来,可以视同为一个超大望远镜。以前这类望远镜阵列必须集中同一定点,然而随着电脑运算能力大幅提升,已能将讯息立即传送到远处,如今就算是位在不同大洲的望远镜也能组成干涉仪阵列。
光学望远镜也能应用光的干涉原理,组成光学望远镜干涉仪,只是相较之下规模小多了。藉由这项技术,某些光学望远镜也可以观测到令人惊奇的事物,例如欧洲南天天文台(ESO)在智利帕瑞纳观测中心所使用的超大望远镜(Very Large Telescope,简称VLT),足以分辨出月球上一辆汽车的两个车头灯。
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《太空的故事》
太空有多大,人类的梦想就有多大!数千年前的科学家是如何观测天上星星的呢?人类登上月球之后,还想继续在宇宙中寻找什么?在我们有生之年是否有机会造访火星呢?人类发明汽车不到一百年,就打造出能将太空人送上月球的火箭。科学家开始尝试在太空中种蔬菜,也许在不久之后,人类还有可能移民火星。毫无疑问地,我们已经走入名符其实的「太空时代」。然而回过头看,人类最初是如何开始观测天上的星星呢?我们又在宇宙中寻找什么呢?本书以说故事的方式畅谈天文学的历史到未来,并带读者了解──当人们越是探索太空,就越能明白我们称之为「家」的这颗蓝色星球,是多么独特而珍贵。
13张精细的结构断面图,揭开火箭与太空梭的内部秘密。善用图解、比例尺,不用凭空想像也能建立空间、大小和距离的概念。用说故事的方式将天文学的历史、演进变得有趣,同时收录一般读者最感兴趣的主题和航太科技。
原文:http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1631