哈勃望远镜三十年的发现告诉你，我们宇宙到底有多少个星系？

哈勃望远镜已经在太空中游走将近30年的时间了。在这30年间，它拍摄了很多宇宙太空中的美丽。我研究这些拍摄的，我们可以知道宇宙中少包含千亿以上的星系，甚至还有可能达到1万亿个星系。

一、哈勃望远镜简述

哈勃望远镜与普通的天文望远镜有所不同，它是一种空间望远镜。这种望远镜这些是由美国的艾德温哈勃研究出来的，所以这个望远镜的命名也是以他的名字命名。在1990年4月24的时候这种空间望远镜就已经发射到宇宙太空中，目前为止，哈勃望远镜已经在太空中游走将近30年了。它在太空中的主要任务是拍摄太空中的星系照片。地球上的科学家正是根据它拍摄回来的星系照片对宇宙太空中的星系进行研究。

二、观测结果

科学家研究哈勃望远镜在1995年12月18日-12月28日拍摄了大熊座内的星空照片发现每一个星系里面都包含了百亿或者万亿以上的恒星。同时估测出这些星系与地球的距离大约有一百多亿光年。哈勃望远镜在2003年9月3日至2004年1月16日拍摄了很多天炉座星空的照片。这一次拍摄回来的照片，让科学家们了解到了深空中天炉座中存在的星系。根据哈勃望远镜拍摄回来的照片，科学家们估测在天炉座中的星系与地球距离大约有130亿光年。天炉座中的星系与地球最远的距离可达到132亿光年。

三、综述

哈勃望远镜已经在宇宙太空中已经游走了将近30年。在这30年间，它通过拍摄一系列的照片让地球上的人类能够充分的了解宇宙太空中的星系。同时也让地球人大概了解宇宙太空中的星系数。

宇宙的视觉是人类一直所向往的，2020年4月，我们迎来了哈勃空间望远镜的30年诞辰，该望远镜是美国宇航局寿命最长，最有价值的天文台之一，数十年来它一直在向地球发射变换性的天文图像，让我们对了解不同角度，不同状态下的宇宙进行深入了解。

在2019年5月，它通过16年的时间，拍摄了7500张星空照片，完成了迄今最完整最全面的宇宙图谱，可以说在未来是很难突破的。

从它的一个构想，提出，设计，建造完成的过程都知道，时间跨越达到了40多年，可以说这比一般的仪器建设都要复杂很多。

哈勃空间望远镜的发展历史

对于哈勃空间望远镜来说，其实从提出到最终1990年4月24日的发射并非那么一路成功，而它的一个理论基础还可以追溯到1946年，这是由天文学家莱曼·斯皮策（Lyman Spitzer, Jr）所提出的论文。

但是在它提出之后，并没有跟如今一样的充足资源和基础性设备来进行哈勃空间望远镜，最大的问题就是面临到了资金的问题，这个可以说无论是在如今还是以前，都是做一件事情的基础。

而从1946年提出到1974年，可以说该设备一直没有启动，然而在1974年，美国再次消减对该计划的一个支持，让该项目更加的困难的实施。

而也就是因为这样，所以最终在该项目的设计和运用的一些设备硬件来说，也进行了大大的消减，不然哈勃空间望远镜的实力可能会远超如今的状态，例如：镜片的口径也由3米缩为24米，放置在卫星上的15米空间望远镜也被取消了。

所以说哈勃空间望远镜的发展历史还是相对困难，至少在起步面临的问题也很大。

同时由于这些问题出现，哈勃空间望远镜的发生在原计划上也延迟了7年左右，最初计划是在1983年发射升空，然而我们看到实际性的时间是1990年4月24日。

哈勃空间望远镜的一段挑战史

从如今的情况来看，我们都知道哈勃空间望远镜的管理房属于NASA和ESA，但是在正式交付的时候，该设备在发射之前还有一个“地位”的挑战史。

在1983年的时候，NASA与科学界之间进行了权力争夺，因为在建设好之后，都想来进行完全的数据掌控，对于哈勃空间望远镜来说，无论是从建设还是从未来的一个趋势发展，如果谁能够掌握最先前的资源，那可能就能够明显的体现出地位，所以说必须拿下这个权利。

但是在经过NASA与科学界进行激烈争夺之后，可以说并没有达到一个一致的情况，而是单独成立了空间望远镜科学协会（STScI），也并不属于某个单位协会，而空间望远镜科学协会隶属于美国大学天文研究联盟（AURA），这是由32个美国大学和7个国际会员组成的单位，所以说实现了哈勃空间望远镜的一个共同资源获取与支持。

然而本身计划的时间是争夺之后就发射，但是由于资源支持上的不足，再次进行了推迟。同时美国还因为一次的爆炸事故出现了停歇，那就是挑战者号的事故使美国的太空计划停滞不前，再次使得哈勃空间望远镜的发射延迟了数年。

这就是一个大概的情况，从这两段我们也可以看得出来1990年4月24日才发射也算是正常的。

哈勃空间望远镜的一些突破性成果

2019年7月，新的哈勃常数测量，增加了宇宙膨胀率的奥秘。

根据《天体物理学杂志》的论文指出，他们使用哈勃望远镜所做的新观测表明，附近宇宙的膨胀速率接近每秒70毫秒/兆帕秒（km / sec / Mpc），1秒差距等于326光年的距离。

2018年11月，哈勃发现了数千个散布在星系中的球状星团。

这是美国宇航局（NASA）利用哈勃空间望远镜的一次全面“太空普查”，使得球状星团达到了22426个。

2017年12月，哈勃发现宇宙“萤火虫”星系。

在哈勃空间望远镜的一个扫描过程之中，从4000多个星系星团找到了“Abell 2163”星系，并且由哈勃望远镜的高级勘测相机和广角相机3拍摄出这个具有“萤火虫”特点的星系。等等

从上面的三个结论我们都可以看出来，哈勃空间望远镜的成就是我们大家有目共睹的，并且很多突破性结论都是我们人类有史以来第一次看到，所以说哈勃空间望远镜确实在为地球人类打造一个“现实版”“接近版”的地球宇宙空间。

哈勃空间望远镜重要的5次维修

第1次是在1993年，进行对移除广角和行星照相仪，并安装2号广角和行星照相仪。

第2次是在1997年2月13日，更换了包括近红外照相机、多目标分光仪和太空望远镜图像摄谱仪在内的11种新设备。

第3次是在1999年12月更换了六台陀螺仪，导星传感器和计算器，绝热毯子。安装一套组装好的电压/温度改善工具(VIK)以防止电池的过热。

第4次是在2001年，安装测绘照相机，更换太阳能电池板以及已工作11年的电力控制装置，激活休眠状态的近红外照相机和多目标分光计。

第5次是在2009年，安装了宇宙起源光谱仪（COS）和宽视场相机3，对高级巡天相机（ACS）和太空望远镜成像光谱仪（STIS）进行了维修，替换哈勃18年的旧电池，安装了6个负责望远镜指向的新陀螺仪，并添加了一套全新的精细制导系统来帮助望远镜指向正确的方向。

这就是5次的维修过程。

所以综合情况来说，这个哈勃空间望远镜虽然如今源源不断地将美丽的宇宙图像传回地球，为人类提供了一个真实的宇宙画面，但是它一生的“坎坷”也是有目共睹的，而未来它需要继续工作下去，也需要人类长期的维护下去才有希望看到。

天文望远镜十大排名：

1、韦布空间望远镜

詹姆斯·韦布空间望远镜，是美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜，为哈勃空间望远镜的继任者，于2021年发射升空。该望远镜口径达到65米，是世界最先进的天文望远镜。它还能在近红外波段工作、能在接近绝对零度（相当于零下27315摄氏度）的环境中运行。

2、RATAN-600射电望远镜

RATAN-600射电望远镜，世界最大射电天文望远镜之一，位于卡拉恰伊-切尔克斯共和国，是一台口径达到576米的射电望远镜。它的反射面不是一个完整的球面，而是只有外围的一圈环面。

3、中国天眼

中国天眼，位于中国贵州省，500米口径球面射电望远镜，反射面相当于30个足球场的大小，于2011年动工兴建，2016年进行落成启动仪式，该科技基础设施进入试运行、试调试工作，2020年通过中国国家验收工作，正式开放运行。

4、哈勃空间望远镜

哈勃空间望远镜，是以美国天文学家爱德温·哈勃为名，于1990年4月24日成功发射，位于地球的大气层之上的光学望远镜，多年来成为人类历史上最著名也是最重要的天文望远镜。

5、甚大天线阵

甚大天线阵，是由27台25米口径的天线组成的射电望远镜阵列，位于美国新墨西哥州的圣阿古斯丁平原上，是世界上最大的综合孔径射电望远镜，属美国国立射电天文台。

6、巡天空间望远镜

巡天是中国首个大型空间望远镜，是中国空间站建设规划中四个大型舱段中的一个，即共轨飞行舱段“巡天”光学舱。其视场是哈勃望远镜的300倍以上，整体大小相当于一辆大客车，大约三层楼高，重达十几吨。其发射升空后，主要运行在约400公里高的近地轨道。

7、盖亚空间望远镜

盖亚空间望远镜，欧洲航天局（ESA）的空间望远镜，于2013年在法属圭亚那成功发射升空，飞往距地球150万公里的拉格朗日L2点。盖亚空间望远镜将观测银河系中约10亿颗恒星的位置和运动，绘制迄今最精确的银河系三维地图，并帮助解答有关银河系起源和演化的问题。

8、开普勒太空望远镜

开普勒太空望远镜，是美国国家航空航天局设计来发现环绕着其他恒星之类地行星的太空望远镜，是世界最好的天文望远镜之一，曾取得过多项里程碑式的科研成果。

9、阿雷西博望远镜

阿雷西博望远镜，位于美属波多黎各岛的山谷中，于1963年正式开幕，有几千位科学家曾使用了它，是世界上第二大的单镜面射电望远镜，直径达305米，后扩建为350米，由康奈尔大学管理。**明星和好莱坞制片人也常常光顾这里，拍摄了好几部不同题材的**。

10、双子座望远镜

双子望远镜，位于海拔2737米的智利安第斯山脉塞罗帕琼山上。参与研制双子座望远镜的有7个国家：美国、英国、加拿大、智利、巴西、阿根廷、澳大利亚。

它由两个8米望远镜组成，镜面使用银镀膜以增强反光率，可以获得3200公里以外。其主镜采用主动光学控制，副镜作倾斜镜快速改正，还将通过自适应光学系统使红外区接近衍射极限。

宇宙膨胀速度的问题一直困扰着天文学家。不同的研究不断得出不同的答案——这让一些研究人员怀疑他们是否忽略了宇宙运行机制中的一个关键机制。现在，加州大学洛杉矶分校一个天文学家领导的研究小组通过开拓一种测量宇宙膨胀速度的新方法，向解决这一争论迈出了一步，该小组的研究发表在2019年1月22日的《皇家天文学会月报》上。争论的核心是哈勃常数，这是一个与星系红移有关的距离数字——当光穿过膨胀宇宙到达地球时被拉伸的距离。哈勃常数的估计范围是每秒67到73公里，这意味着空间中相距1百万秒的两个点(相当于326万光年)以每秒67到73公里的速度相互远离。

博科园-科学科普：加州大学洛杉矶分校博士后学者、该研究的第一作者西蒙·比勒(Simon Birrer)说：哈勃常数锚定了宇宙的物理尺度，如果没有哈勃常数的精确值，天文学家就无法准确地确定遥远星系的大小、宇宙的年龄或宇宙的膨胀历史。大多数计算哈勃常数的方法都有两个组成部分：到某个光源的距离和该光源的红移。为了寻找在其他科学家计算中没有使用过的光源，Birrer和他的同事们转向类星体，类星体是由巨大黑洞提供能量的辐射源。在他们的研究中，科学家们选择了类星体的一个特定子集——这些类星体的光线被一个介入其中的星系引力所弯曲，这个星系产生了天空中类星体的两幅并排图像。

这两幅图像中的光通过不的路径到达地球，当类星体的亮度波动时，这两幅图像会一个接一个地闪烁，而不是同时闪烁。这两个闪烁之间的时间延迟，以及干涉星系引力场的信息，可以用来追踪光的旅程，并推断出从地球到类星体和前景星系的距离。了解类星体和星系的红移使科学家们能够估计宇宙膨胀速度。作为国际H0liCOW合作项目的一部分，加州大学洛杉矶分校的研究小组此前曾将该技术应用于四层成像类星体的研究，其中四张类星体的图像出现在前景星系周围。为了证明这项技术，ucla领导的研究小组研究了一种名为SDSS J1206+4332双成像类星体；依靠的数据来自哈勃太空望远镜、双子座和凯克天文台，以及来自引力透镜宇宙监测网络(COSMOGRAIL)的数据。

哈勃太空望远镜拍摄的双像类星体图像，：NASA Hubble Space Telescope, Tommaso Treu/UCLA, and Birrer et al

该网络由瑞士洛桑联邦理工学院管理，旨在确定哈勃常数。加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授、论文的第一作者托马索特鲁(Tommaso Treu)说：研究人员连续几年每天拍摄这颗类星体的图像，以精确测量图像之间的时间延迟。然后，为了得到哈勃常数的最佳估计数，将在类星体上收集的数据与之前在三个四重成像类星体上的H0liCOW合作收集的数据结合起来。这项测量的美妙之处在于，它与其他测量方法具有高度的互补性和独立性。由加州大学洛杉矶分校领导的研究小组估算出哈勃常数约为每秒725公里/百万秒，这一数字与其他科学家在研究中确定的数据一致。在这项研究中，科学家们将超新星的距离（遥远星系中的爆炸恒星）作为关键的测量指标。

然而，这两项估计都比一项估计高出约8%，后者依赖于一种被称为宇宙微波背景辐射(cosmic微波background)来自天空的微弱光线。宇宙微波背景辐射是大爆炸38万年后的遗迹，当时光线首次在太空自由穿行。如果这些值之间真的存在差异，那就意味着宇宙要复杂一些。另一方面，也有可能是一种测量方法——或者三种方法都是错的。研究人员现在正在寻找更多类星体来提高哈勃常数测量的精度。这篇新论文最重要的之一是，双像类星体为科学家们的哈勃常数计算提供了更多有用光源。不过，目前ucla领导的研究小组正将研究重点放在40个四倍成像类星体上，因为它们提供的有用信息可能比两倍成像类星体还要多。

流言蜚语永远都成不了真理，但是如果一种谬误被重复一百遍，就可能变成公众的一种共识，再去辟谣就显得力不从心，俗话说“造谣一张嘴，辟谣跑断腿”，尤其是那种比较久远的流言，更是在人心中根深蒂固难以拔除，这篇文章就主要说两个经常被人提及的流言，如果有流言榜，这两个绝对是排在第一名和第二名。

在西方国家的神话或者信仰中有上帝的存在，也有撒旦的存在，而在我国古代神话中有天庭玉皇大帝的存在，也有地府阎王的存在。在神话体系中非常流行的这种结构模式我们很容易去辨识，尤其是进入现代社会之后，基础科学的发展，让我们可以更好地理解生活中出现的各种现象。

但是在远古时期就不同了，我们的老祖宗最害怕的自然现象绝对是打雷，想象一下阴风怒号，树叶之间碰撞飒飒作响，大雨倾盆而下伴随着电闪雷鸣，他们对于这种无法解释的事情，为了很好地接受，那么只能去构造一个故事，因此雷神（雷公）就出现了。但是到了现代社会我们知道电闪雷鸣是一种自然现象，是强烈的空气对流，是雷雨云的正负电荷碰撞放电现象，想一下我们的老祖宗还是挺可怜的。

哈勃太空望远镜发现天空之城

哈勃太空望远镜一直是人类的骄傲，1994年12月26日被誉为人类太空之眼的哈勃望远镜拍摄了一张星空照片，那是一座金碧辉煌的“宇宙圣城”，又被称为上帝之城，其实我们可以从时间上来看，拍摄时间差不多正是在圣诞节期间，而几乎每逢圣诞节哈勃太空望远镜都会给我们准备一副拍摄的礼物。

关于这个“上帝之城”的说法个人认为是NASA的过分宣传，哈勃太空望远镜最早在1946年开始构思，差不多经历了半个多世纪在1990年才顺利升空，但好景不长发射后却发现望远镜的主镜有球面像差，这会严重降低望远镜的观测能力。因此在1993年的时候又重新进行维修，从构思开始到升空再到维修，花的都是纳税人的钱，如果没有一些成就说不过去。再者说下一代韦伯太空望远镜那个时候正在计划，如果哈勃太空望远镜不能取得好效果，那么只能流产了。

因此也就出现了“上帝之城”的照片，并且还在美国的世界新闻周刊（Weekly World News）上宣传了一把，这波操作既赚名声又博眼球一点不亏。

前苏联挖地球发现地狱

这是发生在上个世纪美国和前苏联冷战时期，为了PK掉对方，两个国家在三个领域内展开了结束。最被大家熟知的就是太空竞赛，例如人类的第一颗人造地球卫星、第一个登上太空的人、人类的第一次载人登月等等。而在海洋探测上也有成就，例如探测了世界上最深的地方-马里亚纳海沟。除了太空探索和海洋探测，第三个就是地心探测了，被前苏联命名为地球望远镜计划。

从1970年开始，苏联科学家在科拉半岛开展了长达19年的科学钻探活动，最深的一个钻孔深达12262米。但最后却突然停止了，甚至还出现了一些传言，认为在钻探的过程中出现了奇怪的现象，听到钻孔底部传来尖叫的声音，最后不得不放弃钻探活动。

而官方给出停止钻探的原因是经费不足，个人认为还要加上前苏联的解体，让这项计划失去了最初的意义。国家的都解散了，和美国之间的冷战竞赛自然也就停止了。这两个流言是流传比较久的，但实际上并不用怎么解释，答案非常明了。

文/杜若，来源网络侵删。

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地球的地球大气层是大家全人类的存活之本，但它也限定了大家观察宇宙中的工作能力，为了更好地解决这一窘境，1990年4月24日，赫赫有名的哈勃望远镜发送起飞，在之后的好日子里，哈勃望远镜不负所托，为咱们提供了成千上万让人痴迷的星空，巨大地提高了人们对宇宙空间的认知能力。尤其是2019年5月发布的“哈勃财产场”(HLF)，它包括了大概265万只星系，在其中最原始的星系现阶段与人们的距离早已达到400多亿光年。

哈勃望远镜这般强劲的测量工作能力确实令人赞叹不已，按道理而言，以那样的能力来观察太阳系内的星体真是便是“小菜一碟”，那客观事实果真如此吗？

图中为哈勃望远镜在火星最贴近地球的过程中所拍摄到的图象，能够见到，这并不可以算得上一张清晰的照片，数据信息表明，这张的分辨率仅为13千米，换句话说哈勃望远镜只有分辨火星上13千米之上的物件，它压根就看不清火星。如今难题就来了，赫赫有名的哈勃望远镜，为何连火星也看不清？

哈勃望远镜能见到400多亿光年外的星系，为什么却看不清火星？

在望眼镜对总体目标物件的观察的环节中，能够当做是总体目标物件被分成了多个几何图形点，理想化状况下，一个物点传出的光源经望眼镜捕获后，便会转化成一个正确的像点，就是这样一个物点相匹配一个像点，多个像点就构成了总体目标物件的图象。

殊不知因为透射现象的存有，相匹配每一个物点，望眼镜并不可以转化成一个正确的像点，而只有转化成一块像斑，这被称作“艾里斑”，倘若2个物点离得太近，他们相匹配的“艾里斑”便会相互之间重合进而越来越无法分辨，因而望眼镜是有一个分辨极限的，针对怎么样去界定这一分辨极限，大家一般选用的是“瑞利评判标准”（实际如下图所显示）。

“瑞利评判标准”的有关公式计算为：最少分辨角θ=122x光波长/望眼镜规格，已经知道哈勃望远镜的规格为24米，光波长取能见光的均值光波长500纳米技术，将他们带入公式计算，大家就可以估计出哈勃望远镜的最少分辨角θ=122x（5x10^-7）/24等于254x10^-7rad（注：rad为倾斜度）。

在火星最贴近地球的情况下，二者的距离约为5460万多公里，将其与哈勃望远镜的最少分辨角乘积，大家就得到了哈勃望远镜相匹配火星表层的最少分辨距离约为1388千米，这与上边的火星照片分辨率基本上相符合。一样的，木星离地球近期时的距离是63亿千米，那麼在这个时候哈勃望远镜在木星外面的最少分辨距离就约为160千米，便是下面的图这一模样。

那麼为何哈勃望远镜又能见到这些漫长的星系呢？实际上大家接着简易估计一下就可以了解这个问题的回答了。

“NGC1300”星系是坐落于波江座的一个棒旋星系，距离大家大概6100万光年，将这一数据信息与哈勃望远镜的最少分辨角乘积，大家得到在这个距离上，哈勃望远镜的最少分辨距离约为15494亿光年。这看起来貌似很浮夸，但这与“NGC1300”星系超出10亿光年的孔径来做比照，就一点也不浮夸了。

通过简便的测算，大家就可以了解以哈勃望远镜的分辨率，在10亿光年的跨距上能够上转化成6454个清晰度，要了解一台一般的23寸宽屏幕显示屏的最大分辨率也才1920x1080，换句话说，大家必须24台这种的显示屏才可以将这张图象详细地表明出去！

尽管之上仅仅粗略地的估计，可是大家或是能够清晰地见到，哈勃望远镜的分辨率并并不是想像中的那麼高，因而它看不清火星也在意料之中了，而哈勃望远镜往往能见到这些漫长的星系，实际上是由于这种星系的规格确实是太大。

顺带讲一下，平时大家常说的哈勃望远镜能见到400多亿光年外的星系，实际上是将宇宙膨胀的情况也算上了的，实际上，哈勃望远镜如今接受到的历史时间最长远的光源来自于130多亿年前，而这些传出这种灯光的星体，在宇宙膨胀的推动下，如今早已在距离大家400多亿光年以外了。

1、水星计划载人航天飞船

水星计划载人航天飞船在1961年5月5日完成了全球第1次载人航天飞行的任务，并且让宇航员在太空之中待了超过一天。

这样的技术比我们的载人航天飞船，把杨利伟、翟志刚等人送上太空的时间领先了几十年。

此后，水星计划还陆续发射了多次飞船升空。

2、双子座4号飞船

双子座计划需要探索登月技术的，所以针对登月做了很多事情，发射了十二次飞船，最重要的就是4号飞船。

1965年6月3日，美国发射了双子座10号飞船登上太空，在登上太空之后，宇航员还在太空进行了长达22分钟的行走……这也是美国宇航员的第一次太空行走……

可以说，以前的美国飞船让人知道，“你行你上天”，双子座4号飞船则让我们知道，上天了还能走着……可以说意义重大……

3、阿波罗8号飞船

有人一直在说登月计划是美国跟苏联之间的一场骗局，又是苏联投入大量的人力物力资金用于虚无缥缈的烧钱登月行动……不过美国却实实在在实现了登月的任务。

1969年7月20日，阿波罗8号飞船登月成功，宇航员随后在月球表面活动了几小时，说出了那句我们现在广为人知的话：个人的一小步，人类的一大步。

在中国，除了神话传说中嫦娥、吴刚等人，还没有完成过这样的壮举。

此外，阿波罗号还完成了绕月飞行，并且在月球上拍下了在另外一个星球看地球的视觉。至今我们打开微信都能看到对应的创作应用。