哈勃太空望遠鏡，是人類天文觀測史上的一道分水嶺。自從哈勃太空望遠鏡升空，我們就見識到了數千年來都不曾看到過的宇宙。
在此之前，人類能夠觀測到的宇宙範圍只有70億光年。而哈勃通過無與倫比的觀測能力，將人類的視野擴展到130億光年以外。在哈勃之前，人類看到的宇宙圖片，還都是黑白照片；而哈勃通過它的相機、光譜儀、多波長濾光片和地面望遠鏡所不具備的高穩定性，向我們展示了五彩繽紛的宇宙。
哈勃太空望遠鏡的貢獻，遠不止這些。今天，咱們來盤點一下哈勃太空望遠鏡的5大重要發現。
宇宙的年齡
由於光速是有限的，所以宇宙天體發出的光需要經過漫長的歲月才能抵達地球。人類發明了一種獨特的距離單位——光年，用光在真空中傳播一年走過的距離來定義。這個完美的定義方式告訴我們：一顆天體距離我們有多少光年，我們看到的它們的模樣就是多少年前的樣子。
在哈勃太空望遠鏡升空之前，我們對於宇宙形成的時間有著極大的不確定性。而哈勃望遠鏡，給了我們答案。
大約在100年前，美國天文學家埃德溫·哈勃（哈勃望遠鏡就是以他的名字來命名）利用加州威爾遜山的100英寸望遠鏡，證明了銀河系以外的星系存在。他還告訴我們：宇宙正在膨脹，越遠的星系遠離我們的速度就越快。
通過反演我們推測，宇宙的誕生本來就是一次大爆炸，從一個奇點爆炸後不斷膨脹，形成了今天的宇宙。而遙遠星系的距離和退行速度，可以告訴我們宇宙的年齡到底是多少。
（圖片說明：哈勃太空望遠鏡拍攝的M100星系照片，右側的是天文學家Wendy Freedman等人發現的其中三顆造父變星，藉此確定了它和我們的距離，從而確定宇宙的年齡）
計算遙遠星系的距離有多種，比如造父變星的方法、Ia型超新星的方法、或者是通過紅移值來計算。這裡有很多數據是地基望遠鏡所無法觸及的，而哈勃太空望遠鏡給了我們這樣的機會。
天文學家利用哈勃太空望遠鏡進行了大量的觀測，並且輔以地基望遠鏡的一些數據，最終得出結論：宇宙形成於大約138億年前，誤差在3%以內。
宇宙膨脹速度
知道宇宙是怎麼來的，我們就想知道宇宙是怎麼沒的。未來宇宙會發展成什麼樣？它有著怎樣的歸宿呢？這一切的一切，都取決於它以多快的速度進行膨脹，以及膨脹的趨勢。如果宇宙在加速膨脹，那麼宇宙可能最終歸於沉寂；如果宇宙在減速膨脹，那麼未來可能會重新收縮回一個奇點。
（圖片說明：天文學家Adam Riess利用哈勃太空望遠鏡找到了已知最遙遠的Ia型超新星，左下角的圖片是上面圖片的特寫，右下角是對比圖。對比後顯示這顆Ia型超新星清晰可見，證明宇宙的膨脹經歷過減速，但是在暗能量的作用下又開始加速膨脹）
20世紀90年代末，由Saul Perlmutter和Brian Schmidt領導的兩個研究小組進行了一場友好但緊張的“競賽”，他們的競賽內容就是通過剛才提到的Ia型超新星確定天體的距離，從而判斷宇宙是以怎樣的速度和趨勢進行膨脹。如果Ia型超新星比理論值更亮一些，那就證明宇宙的膨脹速度是在變慢的。
不過，正如他們在使用地面望遠鏡時發現的結果，遙遠星系中的Ia型超新星比預期的要暗淡得多，這意味著它們比預期的更遠。結論很明顯：我們的宇宙正處於加速膨脹的狀態。
Brian Schmidt團隊接下來的觀測表明：宇宙在其生命的最初80億年左右的時間裡，確實在減速膨脹。不過，隨著宇宙的尺寸越來越大，宇宙物質的密度越來越低，引力作用越來越弱，而暗能量開始佔據主導力量，最終導致宇宙重新開始加速膨脹。
宇宙中有多少星系
1995年底，時任空間望遠鏡科學研究所所長的羅伯特-威廉姆斯利用他自由支配的觀測時間，將哈勃太空望遠鏡對準了夜空中一片空曠的區域。這片區域不是真的空曠，只是銀河系的恆星分佈比較少，而遙遠的星系非常多。通過哈勃望遠鏡，他觀測到了大量的遙遠星系，同時又減少了銀河系恆星的干擾，進行了一次完美的觀測和拍攝。
最終，342張圖像被合併成一張令人瞠目結舌的照片——哈勃深空場。天文學家們被驚呆了：那片看起來只有米粒般大小的宇宙空間，竟然隱藏著1500多個星系，而且全都是一百億光年以外的星系，這意味著我們看到的是一百多億年前的宇宙。
（圖片說明：哈勃深空場，這裡除了幾顆是銀河系恆星外，其他的每一個光點都是包含著上千億顆恆星的巨大星系）
哈勃深空場這樣的照片，生動地為我們展示了宇宙最遙遠的歷史。天文學家們通過這張照片意識到，在宇宙大爆炸後大約5億年的時候，"就已經出現了非常高的恆星形成率，然後這種恆星形成率在大約90-100億年前達到了一個峰值，"NASA天文學家利維奧說，"實際上此後一直在下降。"
而根據2012年的哈勃極端深場照片，天文學家們推測：我們的宇宙中擁有著大約20000億個星系。這些龐大的恆星集群，構成了今天的宇宙。
超大質量黑洞的現身
我們現在知道，宇宙中充滿了超大質量黑洞。它們統治著自己所在的星系，擁有著無與倫比的超強引力。但是，在哈勃升空的時候，天文學家對於黑洞的認知還是非常有限的。有些人推測：除了恆星級黑洞之外，宇宙中還有質量達到太陽幾百萬甚至幾百億倍的恐怖怪物。但是，限於觀測能力，始終沒有人能夠證明這個猜想。
（圖片說明：哈勃拍攝的M87，觀測數據顯示，該星系核心區域的氣體以大約每小時120萬英里的速度高速旋轉。根據這個數據和牛頓定律，就可以計算出其中的天體質量為太陽的30億倍）
1993年12月，在哈勃望遠鏡的巨大缺陷被修復的六個月後，哈勃天文學家公佈了對距離地球約5000萬光年的一個活躍星系——M87——核心的開創性觀測。利用暗天體照相機，哈勃從M87核心處快速旋轉的氣體盤周圍五個位置捕捉到了光，從而發現了其中的秘密——在這個星系的核心，擁有著一個質量在太陽30億倍左右的恐怖天體！如此狹窄的空間擁有如此高的質量，超大質量黑洞是唯一可能的答案。
從此，人類確定了宇宙中不止有恆星級黑洞，還有恐怖的超大質量黑洞。它們質量最少也有太陽的100萬倍，最大的甚至達到了太陽質量的660億倍。而這個M87超大質量黑洞，也正是人類歷史上拍攝到的第一張黑洞照片的主角。
這一觀測結果被譽為超大質量黑洞存在的 "教科書式 "證明，接下來越來越多的超大質量黑洞被發現。它們有一些形成於宇宙的最早期，隱藏著宇宙形成的秘密。科學家們還需要進行更多的觀測，才能瞭解這些神秘的天體。
拉近行星的距離
除了這些龐大的天體之外，哈勃望遠鏡也會“接接地氣”，拍攝一些“比較小”的天體，比如行星。
1994年，當哈勃太空望遠鏡的最大漏洞剛剛被修復，太陽系就上演了最驚險的一幕——彗木相撞。所謂趕得早不如趕得巧，剛剛恢復實力的哈勃馬上把目光對準了木星，見證了這百年不遇的奇觀。
（圖片說明：哈勃太空望遠鏡拍攝到的彗木相撞，左上角的黑斑就是蘇梅克·列維9號彗星撞擊木星留下的疤痕）
同時，哈勃太空望遠鏡也會不定期地觀測金星的雲層和火星上的沙塵暴，研究木星和土星的洶湧的恐怖氣旋、行星環和極光，還會跟蹤天王星和海王星的衛星系統，並且在新視野號探測器抵達之前幫助天文學家觀測冥王星。
在太陽系內觀測行星還不算，2008年11月的時候，哈勃太空望遠鏡還對一顆系外行星——北落師門b進行了成像。
北落師門位於南魚座，距離地球大約25光年。2008年的時候，哈勃太空望遠鏡對它進行了觀測，發現了它附近的奇觀。很多人聯想到了電影《指環王》，於是給它起了個綽號——索倫之眼。當時天文學家推測，那裡應該有一顆行星，並命名為北落師門b。
不過，前幾天的時候，天文學家宣佈：北落師門b可能只是一個誤會，從2014年開始就觀測不到了，由此推測原本認為是北落師門b的天體可能是兩顆小行星碰撞後形成的塵埃雲。不過，對於天文學家來說，哈勃望遠鏡的這次觀測仍然有著重要的意義，對我們研究太陽系和其他恆星系統的演化有著巨大的幫助。
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