03.03 天文望遠鏡是通過什麼原理能探測到幾億光年甚至更遠距離的星體的?

溫躍紅


天文望遠鏡能夠探測到幾億光年甚至更遠距離的星體是因為這些星體發出的電磁波過幾億年傳遞到了地球,然後被天文望遠鏡觀測到,這裡只提及兩種望遠鏡,一種是光學望遠鏡,另一種是射電望遠鏡。

總的來說,兩種望遠鏡探測的都是電磁波,只不過二者探測的電磁波的頻率是不同的。光學望遠鏡探測的是可見光,即所謂的看到了星體本身;射電望遠鏡探測的是射電波,射電波屬於無線電波的一種,無線電波又是頻率比可見光低的電磁波。但是二者的具體探測方法也有所區別,以下會有具體分析。

光學望遠鏡觀測的光是由恆星發出的,但這其中許多恆星都早已不存在,我們看到的是幾十億年前發出的光。光學望遠鏡又分為反射式、反射式和折反射式天文望遠鏡。顧名思義,折射式望遠鏡的原理是利用凸透鏡的成像原理,看到的也是實像;反射式望遠鏡的原理是利用平面鏡反射,看到的是虛像;折反式望遠鏡是將二者結合在一起,看到的也是虛像。

再來看射電望遠鏡,它屬於專業的天文臺觀測使用的望遠鏡,它通過接受星體發出的射電波,然後記錄下關鍵的數據,包括天體射電的強度、頻譜、偏振等,同時還配備有專業的信息處理系統對收集的信息進行處理。在這樣的條件下,可以觀測到普通光學望遠鏡觀測不到的星體,比如脈衝星、類星體、星際有機分子等等。


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目前人類能夠探測到的宇宙空間的尺度是137億光年,這個是目前人類能夠見到的宇宙的邊緣了。天文望遠鏡看到的可不僅僅是幾億光年遠的星體,包括光學望遠鏡在內是很容易看到幾億光年遠的。其實在晴朗的沒有月亮的夜空,抬頭觀看滿天星斗,有多少不是在幾億光年之外呢?



銀河系直徑16萬光年,總共有4000億顆恆星在銀河系的圓盤中,而太陽只是其中一個恆星。我們抬頭看到的絕大多數都是恆星,而且還都是比太陽要更大的恆星。



其實面對浩瀚無垠的宇宙,天文望遠鏡用來探測到我方式無非幾種,光學探測和無線電探測。其實這些都是屬於電磁波的探測,因為可見光也是電磁波的一類。



天文望遠鏡之所以能夠探測到幾億光年遠的星體是因為這些星體發出的光或者電磁波經過幾億年傳遞到了地球。有許多恆星其實早已不存在,我們看到的只是幾十億年前的歷史而已。科學家為了更好的觀測宇宙就把天文望遠鏡搬上了宇宙,這樣可以避免大氣干擾,這就是著名的哈勃太空望遠鏡了。其實天文望遠鏡就是依靠捕捉到星體的光來進行探測的。


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