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海爾望遠(yuǎn)鏡
1948年海爾制造的望遠(yuǎn)鏡
海爾望遠(yuǎn)鏡是帕洛馬山天文臺(tái)最大的望遠(yuǎn)鏡，這架200吋（5米）的望遠(yuǎn)鏡以海爾來命名。
基本信息
| 中文名 | 海爾望遠(yuǎn)鏡 |
| 外文名 | Hale telescope |
| 尺寸大小 | 5米 |
| 儲(chǔ)存地點(diǎn) | 帕洛馬天文臺(tái) |
| 制造時(shí)間 | 1948年 |
| 制造者 | 海爾 |
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海爾望遠(yuǎn)鏡是帕洛馬山天文臺(tái)最大的望遠(yuǎn)鏡，這架200吋（5米）的望遠(yuǎn)鏡以海爾來命名。海爾從華盛頓的卡內(nèi)基協(xié)會(huì)得到贊助，還監(jiān)制了威爾遜山天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡：1908年，60吋（1.5米）的望遠(yuǎn)鏡，和1917年100吋（2.5米）
海爾望遠(yuǎn)鏡
在1928年，海爾從洛克斐勒基金會(huì)得到六百萬(wàn)美金的補(bǔ)助款，在其參與創(chuàng)建的加州理工學(xué)院管理下，建造了一個(gè)包括200吋反射鏡的天文臺(tái)。在1930年代初期，海爾選擇了位于加州圣地亞哥高1,700米（5,600尺）的帕洛馬山，美國(guó)最好的場(chǎng)所，機(jī)乎完全不會(huì)受到洛杉磯等城市中心日見增長(zhǎng)的光污染影響?？祵幉ＡЧS被選擇以新的派熱克斯玻璃制造200吋鏡片的艱巨任務(wù)。從1936年開始觀測(cè)所和健值的設(shè)施工程，但由于第二次世界大戰(zhàn)的中斷，望遠(yuǎn)鏡直到1948年才完成。
直到1980年代初期，BTA-6望遠(yuǎn)鏡能夠運(yùn)作之前，海爾望遠(yuǎn)鏡一直是世界最大的望遠(yuǎn)鏡。在每一個(gè)天空晴朗的夜晚，來自加州理工學(xué)院、康乃爾大學(xué)和噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們都會(huì)使用它來進(jìn)行研究工作。它已經(jīng)配置了現(xiàn)代的光學(xué)和紅外線影像數(shù)組與調(diào)適光學(xué)系統(tǒng)。
參數(shù)和尺寸
鏡頭自重:14.5噸(14,500kg)
鏡筒重量:140噸(140,000kg)
轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量:530噸(530,000kg)
6米鏡重量:800噸(800,000kg)
鏡頭直徑:5.08米(200吋)
分辨能力：用可拍攝到暗至23等的天體，也就是說，比用肉眼所能看到的最暗的天體還要暗600萬(wàn)倍。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間曝光，甚至可以拍攝到遠(yuǎn)達(dá)10億光年的星系的光譜。
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人物介紹
喬治。埃勒里。海爾1868年6月29日誕生于美國(guó)芝加哥，父親是電梯制造商，因工藝精湛，產(chǎn)品暢銷全國(guó)并遠(yuǎn)銷歐洲。母親是一位很有文化品位的女性，她啟發(fā)了海爾對(duì)文學(xué)和詩(shī)歌的興趣。在父母親的熏陶下，海爾從小就喜歡看古典文學(xué)名著，并且有很強(qiáng)的動(dòng)手能力。
海爾望遠(yuǎn)鏡
1890年，海爾大學(xué)畢業(yè)后與康克林小姐結(jié)了婚，在蜜月旅行中他們走訪了利克天文臺(tái)，感覺大開眼界。海爾回到芝加哥在父親資助下，在自己住宅的頂層建起了一個(gè)觀測(cè)所。兩年后，他受聘成為芝加哥大學(xué)教授，并承擔(dān)為學(xué)校建一座天文臺(tái)的任務(wù)。心高氣盛的海爾很想造一臺(tái)頂級(jí)的望遠(yuǎn)鏡，但學(xué)校拿不出這么多的錢。海爾的父親建議他去找金融家葉凱士募捐。葉凱士控制著芝加哥的交通，用不正當(dāng)?shù)氖侄嗡压瘟舜罅垮X財(cái)，“為什么不能把這些腐朽的錢拿來為科學(xué)事業(yè)服務(wù)呢？”在嫻于辭令的海爾的游說下，葉凱士的錢不知不覺地從腰包里一點(diǎn)兒一點(diǎn)兒地掏出來，最后，這位精明的金融家發(fā)現(xiàn)自己答應(yīng)為新望遠(yuǎn)鏡和安裝它的天文臺(tái)支付的款額已達(dá)349000美元，這在當(dāng)時(shí)可是一個(gè)天文數(shù)字。
有了這筆巨款，海爾向美國(guó)著名光學(xué)家克拉克的兒子小克拉克訂購(gòu)了1.02米折射望遠(yuǎn)鏡。小克拉克用冕牌玻璃磨制成凸透鏡，又用火石玻璃磨制成凹透鏡，然后將這兩個(gè)透鏡組合成一個(gè)像質(zhì)極佳的消色差望遠(yuǎn)鏡，配備精密的望遠(yuǎn)鏡機(jī)械組件，整臺(tái)望遠(yuǎn)鏡重18噸。別看這么重，用很小的力就能使它轉(zhuǎn)動(dòng)起來，指向天空任何方向。海爾將1.02米望遠(yuǎn)鏡安裝在威斯康星州的一座湖畔，那里有相當(dāng)優(yōu)越的觀測(cè)條件。按事先講好的，隸屬于芝加哥大學(xué)的這座天文臺(tái)以捐款人葉凱士的名字命名，1.02米望遠(yuǎn)鏡從1897年5月啟用到今天，雖然已經(jīng)過去了200多年，但它仍然是世界上最大的折射望遠(yuǎn)鏡。
1.02米望遠(yuǎn)鏡已達(dá)到了折射望遠(yuǎn)鏡的極限，因?yàn)樵偌哟笸h(yuǎn)鏡的口徑必須同時(shí)加厚物鏡的厚度，這樣一來口徑增大所收集到的星光就會(huì)被厚度變厚所吸收的星光抵消。而反射望遠(yuǎn)鏡不存在這種問題。威廉·赫歇爾和羅斯在1789年和1845年分別研制成功1.22米和1.83米反射望遠(yuǎn)鏡。因此海爾打定主意，要在反射望遠(yuǎn)鏡上一展宏圖。
1908年，海爾在自己任臺(tái)長(zhǎng)的威爾遜山天文臺(tái)建起了一臺(tái)口徑1.52米的望遠(yuǎn)鏡，雖說口徑比羅斯的略遜一籌，但性能卻大大提高了，用它曝光4小時(shí)，可拍攝到20等的暗星。美國(guó)天文學(xué)家亞當(dāng)斯用它成功地拍攝了天狼星伴星的光譜，發(fā)現(xiàn)這顆用望遠(yuǎn)鏡都很難觀測(cè)到的暗星其表面溫度竟高達(dá)攝氏10000度左右，與天狼星的表面溫度差不多，從而證明它的體積極小，質(zhì)量極大，天文學(xué)家稱其為白矮星。
在1.52米望遠(yuǎn)鏡尚未建成之前，海爾就說服一位名叫胡克的商人投資建造一架2.12米的大型望遠(yuǎn)鏡。這位商人非常希望把自己的名字與世界上最大的望遠(yuǎn)鏡聯(lián)系在一起，并且在短時(shí)間內(nèi)被別人超過，于是主動(dòng)提出增加捐款數(shù)額，將望遠(yuǎn)鏡的口徑擴(kuò)大到2.5米。
1918年，海爾主持建造的2.5米望遠(yuǎn)鏡在威爾遜山天文臺(tái)正式投入使用，這臺(tái)以胡克命名的望遠(yuǎn)鏡是第一臺(tái)能夠借以確定銀河系實(shí)際大小和太陽(yáng)系所在位置的望遠(yuǎn)鏡，許多著名天文學(xué)家用它在星系和宇宙學(xué)研究方面做了開創(chuàng)性的工作。在以后的三十年，胡克望遠(yuǎn)鏡一直占據(jù)著“望遠(yuǎn)鏡之王”的寶座。
1923年，海爾因健康狀況不佳而退休?？伤男睦飬s無時(shí)無刻不在牽掛著天文臺(tái)的建設(shè)。隨著洛杉磯這座城市的迅速發(fā)展，燈光污染日益嚴(yán)重，對(duì)威爾遜山天文臺(tái)夜間觀測(cè)影響越來越大。海爾支撐著有病的身體，在威爾遜山東南大約145千米的販洛瑪山選取了一個(gè)新臺(tái)址，決定在那里建造一臺(tái)5.08米望遠(yuǎn)鏡。
1929年他從洛克菲勒基金會(huì)爭(zhēng)取到了一筆款子便立即開始籌建新望遠(yuǎn)鏡和天文臺(tái)。這是一項(xiàng)空前浩大的工程，人們?yōu)榇烁冻隽耸吩?shī)般的巨大努力，為了減小因?qū)崽斐傻男巫?，整個(gè)玻璃的背面被澆鑄成蜂窩狀的，制成后經(jīng)過10個(gè)月的冷卻，用專列沿特定的路線，將鏡坯運(yùn)往籌建中的販洛瑪山天文臺(tái)進(jìn)行磨制。用31噸磨料去鏡面中心部分的4.5噸玻璃，最后成型時(shí)反射鏡本身重達(dá)14.5噸，鏡筒重140噸，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)部分重530噸，這樣一個(gè)龐然大物卻運(yùn)轉(zhuǎn)自如。它能拍攝到暗至23等的天體，也就是說，比我們平常用肉眼所能看到的最暗的天體還要暗600萬(wàn)倍。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間曝光，甚至可以拍攝到遠(yuǎn)達(dá)10億光年的星系的光譜。
由于第二次世界大戰(zhàn)延誤了5.08米望遠(yuǎn)鏡的工期。1948年6月3日，人們?yōu)檫@臺(tái)舉世矚目的大望遠(yuǎn)鏡舉行落成典禮時(shí)，海爾已于十年前——1938年2月21日永遠(yuǎn)地離開人世。人們沒有忘懷這位長(zhǎng)眠在地下，為天文學(xué)事業(yè)嘔心瀝血，篳路籃縷，艱辛備嘗的開拓者。在帕洛瑪山天文臺(tái)的門廳里坐落著海爾的半身塑像，在塑像底座的銅牌上寫著“這臺(tái)200英寸望遠(yuǎn)鏡以喬治·埃勒里·海爾命名，他的遠(yuǎn)見卓識(shí)和親自領(lǐng)導(dǎo)使之變成了現(xiàn)實(shí)。”
1969年2月，美國(guó)威爾遜天文臺(tái)和帕洛瑪山天文臺(tái)合并，為了紀(jì)念海爾不朽的功績(jī)，合并后在天文臺(tái)稱為海爾天文臺(tái)。
海爾不僅是一位科學(xué)事業(yè)卓越的組織者，還是一位頗有造詣的儀器制造專家、觀測(cè)大師和理論權(quán)威。早在麻省理工學(xué)院時(shí)，他就設(shè)計(jì)出太陽(yáng)單色光照相儀，這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)創(chuàng)舉。在太陽(yáng)黑子的研究中，海爾更是身手不凡，他拍攝到第一張黑子光譜，證實(shí)了他關(guān)于黑子溫度低于周圍日面溫度的預(yù)言。1908年，用他設(shè)計(jì)和主持建造的太陽(yáng)塔探測(cè)到黑子有強(qiáng)達(dá)幾千高斯的磁場(chǎng)。他還發(fā)現(xiàn)黑子磁場(chǎng)極性分布和變化的一系列規(guī)律，為太陽(yáng)磁場(chǎng)的研究奠定了基礎(chǔ)，推動(dòng)了20世紀(jì)太陽(yáng)物理學(xué)的發(fā)展，被后人稱為“太陽(yáng)物理學(xué)之父”。
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與許多故事中講述的不同，伽利略并非望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明人。大約在1608年，這種新奇的玩藝在荷蘭出現(xiàn)，并在隨后的一年里風(fēng)靡歐洲。當(dāng)時(shí)的伽利略無力購(gòu)買這樣一臺(tái)時(shí)髦的小東西，但他運(yùn)用豐富的光學(xué)知識(shí)，很快就用自制透鏡做出了自己的第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡。盡管最初的放大率只有3倍，而最后也不過到了20倍，但使用這臺(tái)簡(jiǎn)陋儀器，伽利略看到了銀河是由眾多行星所組成的，發(fā)現(xiàn)了木星的4顆衛(wèi)星。此外，他還發(fā)現(xiàn)了金星的相變、土星環(huán)，并成為發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子的第一人。在這些觀測(cè)的基礎(chǔ)上，伽利略證實(shí)了哥白尼日心說的正確性，而他所作的研究和提出的理論，為后來的天文學(xué)家開辟了道路。
2.帕羅瑪天文臺(tái)的200英寸口徑的海爾望遠(yuǎn)鏡
雖然伽利略僅憑直徑2英寸的透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡就取得了重大的天文發(fā)現(xiàn)，但當(dāng)人類對(duì)宇宙基本結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)一步深入，更大口徑的望遠(yuǎn)鏡就成為必需。美國(guó)天文學(xué)家喬治。海爾（George Hale）在這個(gè)領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)為全世界天文學(xué)家所稱道。20世紀(jì)20年代，他成功說服了洛克菲勒基金會(huì)國(guó)際教育委員會(huì)投資600萬(wàn)美元，在帕羅瑪天文臺(tái)建造200英寸口徑的大望遠(yuǎn)鏡。使用派熱克斯（pyrex）玻璃澆鑄的透鏡耐熱性優(yōu)良，而且堅(jiān)固耐用。當(dāng)1934年它澆鑄完成后，用了整整8個(gè)月時(shí)間才完全冷卻下來。此后，由于“二戰(zhàn)”的原因，這塊14.5噸重的鏡片在12年后才被加工完成，送往帕羅瑪。
3.甚大陣射電望遠(yuǎn)鏡
海爾望遠(yuǎn)鏡只是一部分的成功，因?yàn)樗荒苡^測(cè)到可見波長(zhǎng)，而相對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的無線電波而言，200英寸的口徑是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。據(jù)計(jì)算，一臺(tái)可以同海爾望遠(yuǎn)鏡相媲美的射電望遠(yuǎn)鏡的鏡面口徑可能要橫跨美國(guó)國(guó)土的1/4，而這顯然是難以實(shí)現(xiàn)的。干涉測(cè)量學(xué)的應(yīng)用將天文學(xué)家們從鏡片的束縛中解脫出來，它可以將多個(gè)小型望遠(yuǎn)鏡組合成為一個(gè)虛擬的大型望遠(yuǎn)鏡，完成所需的觀測(cè)任務(wù)。位于新墨西哥州索科洛的甚大陣（Very Large Array）是世界上功能最強(qiáng)大的干涉望遠(yuǎn)鏡。由27個(gè)直徑82英尺重230噸的天線構(gòu)成的Y字形射電望遠(yuǎn)鏡陣列最早興建于1975年，從它投入應(yīng)用后，“整個(gè)星空一下子變得清晰了”。甚大陣射電望遠(yuǎn)鏡的功能極為強(qiáng)大，它能夠看到100英里以外的一個(gè)發(fā)射無線電信號(hào)的高爾夫球大的物體。
4.哈勃太空望遠(yuǎn)鏡
排名總是會(huì)引起爭(zhēng)議，但哈勃太空望遠(yuǎn)鏡作為歷史上最偉大的望遠(yuǎn)鏡的地位卻很少引起質(zhì)疑。不過，這臺(tái)最偉大的望遠(yuǎn)鏡在最開始的時(shí)候，卻幾乎是一個(gè)失敗之作。耗資15億美元的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在1990年開始自己征程時(shí)，人們對(duì)它寄予了極大希望，然而，返回的照片卻相當(dāng)模糊。在檢修中，研究人員發(fā)現(xiàn)，原來這是因?yàn)?/span>哈勃主鏡片上一條頭發(fā)絲粗的裂縫所致。在1993年宇航員重新更換了正確鏡片后，哈勃望遠(yuǎn)鏡終于得以一顯神通。
雖然哈勃的主鏡片直徑達(dá)2.4米，但以天文望遠(yuǎn)鏡的標(biāo)準(zhǔn)來說，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)算不上大。它的強(qiáng)勢(shì)在于遠(yuǎn)離地球大氣層，從而避免了許多會(huì)使圖像模糊畸變的干涉。
大氣層使從地球上拍攝的天文圖片模糊不清，同時(shí)也屏蔽了許多高能電磁輻射，比如X射線。盡管這對(duì)于人類得以在地球上繁衍生息至關(guān)重要，但卻是讓高能天體物理學(xué)家頭痛的大麻煩。1999年7月23日由哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射升空的錢德拉X射線天文臺(tái)成功地解決了這一問題。
錢德拉X射線天文臺(tái)在天文學(xué)上的重大意義在于它近乎完美的鏡片。X射線的波長(zhǎng)極短，與原子的直徑相近，為了反射X射線，鏡面的平滑程度必須以原子級(jí)計(jì)算，而錢德拉X射線天文臺(tái)做到了。它所采用的技術(shù)即使在現(xiàn)在也被許多人認(rèn)為是不可能的，憑借這些高端技術(shù)，人們現(xiàn)在可以看到分辨率足以同任何其他波長(zhǎng)的圖像相媲美的X射線宇宙圖像。
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