哈勃服役30周年
前一陣子，你一定看到過“你生日那天的宇宙”吧，這個(gè)活動(dòng)就是NASA為慶祝哈勃望遠(yuǎn)鏡30歲生日，而提供的全年365天哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝下的宇宙照片，送給全人類當(dāng)做生日禮物。
但是你知道嗎？哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍下的照片并不是像照片這樣顏色豐富，而是一張什么顏色也沒有的黑白照片。
哈勃望遠(yuǎn)鏡的黑白照片
哈勃望遠(yuǎn)鏡之所以選擇拍攝黑白照片，是因?yàn)楹诎渍掌臄z的精度更準(zhǔn)，但是哈勃望遠(yuǎn)鏡在拍攝時(shí)，并不是只拍攝一張黑白照片，而是使用不同的濾鏡拍攝不同波段下的宇宙。
我們知道，顏色其實(shí)是一種電磁波，但是人眼看不到所有的電磁波段，只有其中很小的一部分才能被我們所看到，這個(gè)波段就叫做“可見光”。
可見光里又因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)的不同，對(duì)應(yīng)的顏色也不同，比如：紅色的波長(zhǎng)是780~620nm，綠色的波長(zhǎng)是577～492nm。
人眼睛之所以能夠看到這么多不同的色彩，是因?yàn)楹阈前l(fā)出的光是一種復(fù)合光，里面包含了很多不同波長(zhǎng)的電磁波。
當(dāng)電磁波照射到物體表面時(shí)，物體會(huì)吸收一些電磁波波段，再將不能吸收的電磁波波段反射出來，此時(shí)反射出的電磁波波段到達(dá)我們眼睛中，和眼睛發(fā)生一系列反應(yīng)就形成了我們能看到的“顏色”。
比如：植物的葉子之所以是綠色，是因?yàn)樗鼘⑵渌伾碾姶挪ǘ嘉樟耍挥芯G色波段的電磁波被反射出來。
如果一個(gè)物體的顏色是黑色，這意味著它會(huì)將所有顏色的電磁波都吸收，沒有電磁波可以跑出來，以至于我們看不到它的顏色。
哈勃望遠(yuǎn)鏡和人眼很相似，它也能接收光子，但它可以根據(jù)濾鏡的調(diào)整，專門接收不同波段的電磁波。
哈勃望遠(yuǎn)鏡一共有19個(gè)濾鏡，以及1個(gè)空位，每一個(gè)濾鏡拍攝到的電磁波波段并不相同。
一般情況下，哈勃望遠(yuǎn)鏡會(huì)使用不同的濾鏡拍攝同一個(gè)物體，得到多張不同照片。比如：在紅外線先拍攝的照片，和在紫外線下拍攝的照片就不相同。而且拍攝的天體顏色越豐富，需要拍攝的照片越多。
這些照片傳到地面上后，科學(xué)家會(huì)根據(jù)不同的照片，來為它們分別上色。其中在紫外線濾鏡下拍攝的照片，科學(xué)家會(huì)為它們上成藍(lán)色或者紫色；在紅外線濾鏡下拍攝的照片，科學(xué)家會(huì)為它們上成紅色照片；在可見光濾鏡拍攝的照片，會(huì)根據(jù)實(shí)際的顏色去上色，但為了和紅外線，紫外線有區(qū)別，一般在可見光的照片中不會(huì)使用藍(lán)紫色以及紅色色彩。
就這樣，科學(xué)家們會(huì)得到多張顏色不同的照片，然后再把這些照片疊合到一起，就得到了一張顏色豐富、色彩明亮的照片了。
但這還不是最終，為了讓照片看起來更加有吸引力，科學(xué)家們還會(huì)人為將一些天體調(diào)亮，并在合理的范圍內(nèi)增加照片的色彩飽和度，讓照片看起來更吸引人。
之所以要把哈勃拍攝的黑白照片轉(zhuǎn)換到彩色照片，一是為了更加直觀地向大眾展示宇宙的面貌，二來是這些色彩雖然是人為PS的產(chǎn)物，但都遵循科學(xué)原理，是比較真實(shí)的照片。
哈勃望遠(yuǎn)鏡的意義
哈勃望遠(yuǎn)鏡被稱為“人類觀測(cè)宇宙的第一雙眼睛”，在哈勃出現(xiàn)之前，人類觀測(cè)宇宙只能依賴肉眼以及地面望遠(yuǎn)鏡。
但是地面望遠(yuǎn)鏡有個(gè)缺點(diǎn)，那就是會(huì)受到地球因素的干擾。我們知道，科學(xué)的實(shí)驗(yàn)對(duì)精確度要求極高，很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為了躲避地球環(huán)境的干擾，會(huì)將實(shí)驗(yàn)室建立在地下或者是深山之中。
而地面望遠(yuǎn)鏡和其他科學(xué)實(shí)驗(yàn)不同，它受到的干擾主要是地球大氣層的干擾，我們知道，大氣層并不是均勻的物質(zhì)，而是由于冷熱不均導(dǎo)致粒子的密度分布也不均。再者大氣層會(huì)阻擋宇宙中一部分電磁波，造成地球接收到的電磁波有限。
然而太空中則不同，由于太空中沒有大氣層，也就是說受到的干擾較小，因此在太空中觀測(cè)宇宙得到的數(shù)據(jù)比在地球上更全面、更詳細(xì)。
在這個(gè)背景下，美國以及歐洲的科學(xué)家們籌備了大型空間軌道天文臺(tái)，后來這個(gè)項(xiàng)目也被命名為哈勃空間望遠(yuǎn)鏡。
在哈勃望遠(yuǎn)鏡服役之前，人類能夠觀測(cè)到的天體有限，大多是離地球較近或者是自身發(fā)光較強(qiáng)的天體。
而哈勃就像是人類在宇宙中的眼睛一樣，它大大拓寬了人類能夠觀測(cè)到的天體，甚至還發(fā)現(xiàn)了許多系外行星。
我們知道，系外行星本身并不發(fā)光，觀測(cè)它們需要從它們所在的恒星亮度入手，當(dāng)有系外行星繞過恒星時(shí)，會(huì)造成該恒星亮度發(fā)生改變，但是亮度的變化非常微弱，以至于人類在地球上因云朵遮擋造成的誤差，都比觀測(cè)的數(shù)據(jù)要大得多。
除此之外，哈勃望遠(yuǎn)鏡還證明了每個(gè)星系中心都存在著質(zhì)量較大的黑洞，盡管這個(gè)現(xiàn)象科學(xué)家已經(jīng)從理論中推測(cè)了出來，但一直沒被觀測(cè)到。
除此之外，科學(xué)家們還通過哈勃望遠(yuǎn)鏡推測(cè)到了宇宙的年齡；在可見光范圍內(nèi)，觀測(cè)到了數(shù)千個(gè)星系，探測(cè)到了宇宙誕生之初的“原始星系“，這有助于天文學(xué)家研究宇宙發(fā)展的歷史。
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡還更清晰地觀測(cè)到了恒星不同時(shí)期的形成過程，以及幫助人們尋找系外宜居星球等。
可以說，如果沒有哈勃望遠(yuǎn)鏡，人類對(duì)宇宙的了解如同“睜眼瞎”一般，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如今天看到的這么豐富。
今年是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡服役30周年紀(jì)念日，如果想要了解更多關(guān)于哈勃望遠(yuǎn)鏡的故事，可以關(guān)注一下紀(jì)錄片《哈勃三十年：揭示宇宙奇觀》。
