在夏威夷、亚利桑那州和智利的荒凉山顶上,一群价值十亿美元的超级望远镜即将拓展我们能看到宇宙的界限。用来表达这些成就的语言可能看起来像象形文字。有多少人能理解“星等”和“角秒”的技术含义?但真正重要的是,我们将能够观测到更暗淡的恒星和星系,而且它们会比以往任何时候都更清晰。
尽管廉价玩具商店望远镜的制造商吹嘘“500倍”的放大倍数,但衡量一个仪器价值的最真实标准是其主透镜或主镜的直径,而不是其放大倍数。位于帕洛马山上的哈勃望远镜(Hale Telescope),曾是世界上最大的望远镜半个世纪,其主镜直径为200英寸,或5米。刚刚完工的日本昴星团望远镜(Subaru Telescope)直径为8.2米,双子望远镜(Keck)各为10米,两台双子望远镜(Gemini 'scopes)各为8.1米,即将推出的双子望远镜(Large Binocular Telescope)拥有两个8.4米的主镜,而欧洲的甚大望远镜(Very Large Telescope)在2003年完工时将达到惊人的16.4米。望远镜收集的光量取决于其主透镜或主镜的表面积。每台双子望远镜的主镜都比帕洛马山上的主镜宽两倍,能探测到四倍暗的天体。
天文学家使用一个令人困惑的术语来量化天体的亮度:星等。数字越大表示越暗淡;每个星等比前一个星等暗约2.5倍,所以星等增加五级意味着亮度下降一百倍。明亮的织女星(Vega)和橙色的阿尔法星(Arcturus),它们现在高悬在天空中,是零星等。人眼几乎只能勉强分辨出六等星,大约是零星等恒星的250倍暗。业余望远镜收集的光足以观测到14等星。双子望远镜(Keck)可以探测到29等星。哈勃望远镜(Hubble)的小尺寸主镜——直径2.4米——可以探测到30等天体,因为它运行在地球模糊的大气层之上,因此可以更精确地聚焦星光。30等天体发出的光量相当于从波士顿看到的夏威夷的一根香烟的亮度。甚大望远镜(Very Large Telescope)即使身处地面,也能做得更好。
更大的镜子也能产生更清晰的图像。这里的科学标准测量单位是角秒,即一度的1/3600。太阳和月亮看起来大约有2000角秒宽。一个好的家用望远镜可以看到木星的卫星,分辨率为1角秒。哈勃望远镜(Hubble)可以分辨出小到1/20角秒的细节。这相当于站在布鲁克林能够分辨出巴黎出租车上两盏前灯。虽然新的巨型望远镜必须穿过湍流的空气层,但新颖的去模糊技术应该能让它们在清晰度上超越哈勃望远镜。解密的自适应光学技术将允许它们使用安装在电机活塞上的变形镜来补偿大气失真。
双子望远镜(Keck)和甚大望远镜(Very Large Telescope)最终将结合多个望远镜的光线,将其分辨率提高到以前无法想象的水平。它们可能会达到低于1/1000角秒的分辨率,足以分辨出月球上行驶的出租车的车头灯,而月球距离我们235,000英里——这一壮举与出租车的计价器读数一样令人惊叹。

所有主要的が新望远镜都在网上:哈勃望远镜(Hubble)(www.stsci.edu),双子望远镜(Keck)(www2.keck.hawaii.edu:3636),甚大望远镜(Very Large Telescope)(www.eso.org/projects/vit),昴星团望远镜(Subaru)(www.subaru.naoj.org),双子望远镜(Gemini)(www.gemini.anu.edu.au/public),以及双子望远镜(Large Binocular Telescope)(http://medusa.as.arizona.edu/lbtwww/lbt.html)。
《天空与望远镜》(Sky & Telescope)的网站上有关于如何选择和使用自己的望远镜(www.skypub.com/tips/telescopes/telescopes.shtml)以及如何理解星等和其他天文学术语(www.skypub.com/tips/basics/basics.html)的精彩教程。














