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海爾望遠鏡
1948年海爾制造的望遠鏡
海爾望遠鏡是帕洛馬山天文臺最大的望遠鏡，這架200吋（5米）的望遠鏡以海爾來命名。
基本信息
| 中文名 | 海爾望遠鏡 |
| 外文名 | Hale telescope |
| 尺寸大小 | 5米 |
| 儲存地點 | 帕洛馬天文臺 |
| 制造時間 | 1948年 |
| 制造者 | 海爾 |
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簡介
海爾望遠鏡是帕洛馬山天文臺最大的望遠鏡，這架200吋（5米）的望遠鏡以海爾來命名。海爾從華盛頓的卡內(nèi)基協(xié)會得到贊助，還監(jiān)制了威爾遜山天文臺的望遠鏡：1908年，60吋（1.5米）的望遠鏡，和1917年100吋（2.5米）
海爾望遠鏡
在1928年，海爾從洛克斐勒基金會得到六百萬美金的補助款，在其參與創(chuàng)建的加州理工學(xué)院管理下，建造了一個包括200吋反射鏡的天文臺。在1930年代初期，海爾選擇了位于加州圣地亞哥高1,700米（5,600尺）的帕洛馬山，美國最好的場所，機乎完全不會受到洛杉磯等城市中心日見增長的光污染影響。康寧玻璃工廠被選擇以新的派熱克斯玻璃制造200吋鏡片的艱巨任務(wù)。從1936年開始觀測所和健值的設(shè)施工程，但由于第二次世界大戰(zhàn)的中斷，望遠鏡直到1948年才完成。
直到1980年代初期，BTA-6望遠鏡能夠運作之前，海爾望遠鏡一直是世界最大的望遠鏡。在每一個天空晴朗的夜晚，來自加州理工學(xué)院、康乃爾大學(xué)和噴射推進實驗室的科學(xué)家們都會使用它來進行研究工作。它已經(jīng)配置了現(xiàn)代的光學(xué)和紅外線影像數(shù)組與調(diào)適光學(xué)系統(tǒng)。
參數(shù)和尺寸
鏡頭自重:14.5噸(14,500kg)
鏡筒重量:140噸(140,000kg)
轉(zhuǎn)動部分的重量:530噸(530,000kg)
6米鏡重量:800噸(800,000kg)
鏡頭直徑:5.08米(200吋)
分辨能力：用可拍攝到暗至23等的天體，也就是說，比用肉眼所能看到的最暗的天體還要暗600萬倍。經(jīng)過長時間曝光，甚至可以拍攝到遠達10億光年的星系的光譜。
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人物介紹
喬治。埃勒里。海爾1868年6月29日誕生于美國芝加哥，父親是電梯制造商，因工藝精湛，產(chǎn)品暢銷全國并遠銷歐洲。母親是一位很有文化品位的女性，她啟發(fā)了海爾對文學(xué)和詩歌的興趣。在父母親的熏陶下，海爾從小就喜歡看古典文學(xué)名著，并且有很強的動手能力。
海爾望遠鏡
1890年，海爾大學(xué)畢業(yè)后與康克林小姐結(jié)了婚，在蜜月旅行中他們走訪了利克天文臺，感覺大開眼界。海爾回到芝加哥在父親資助下，在自己住宅的頂層建起了一個觀測所。兩年后，他受聘成為芝加哥大學(xué)教授，并承擔(dān)為學(xué)校建一座天文臺的任務(wù)。心高氣盛的海爾很想造一臺頂級的望遠鏡，但學(xué)校拿不出這么多的錢。海爾的父親建議他去找金融家葉凱士募捐。葉凱士控制著芝加哥的交通，用不正當(dāng)?shù)氖侄嗡压瘟舜罅垮X財，“為什么不能把這些腐朽的錢拿來為科學(xué)事業(yè)服務(wù)呢？”在嫻于辭令的海爾的游說下，葉凱士的錢不知不覺地從腰包里一點兒一點兒地掏出來，最后，這位精明的金融家發(fā)現(xiàn)自己答應(yīng)為新望遠鏡和安裝它的天文臺支付的款額已達349000美元，這在當(dāng)時可是一個天文數(shù)字。
有了這筆巨款，海爾向美國著名光學(xué)家克拉克的兒子小克拉克訂購了1.02米折射望遠鏡。小克拉克用冕牌玻璃磨制成凸透鏡，又用火石玻璃磨制成凹透鏡，然后將這兩個透鏡組合成一個像質(zhì)極佳的消色差望遠鏡，配備精密的望遠鏡機械組件，整臺望遠鏡重18噸。別看這么重，用很小的力就能使它轉(zhuǎn)動起來，指向天空任何方向。海爾將1.02米望遠鏡安裝在威斯康星州的一座湖畔，那里有相當(dāng)優(yōu)越的觀測條件。按事先講好的，隸屬于芝加哥大學(xué)的這座天文臺以捐款人葉凱士的名字命名，1.02米望遠鏡從1897年5月啟用到今天，雖然已經(jīng)過去了200多年，但它仍然是世界上最大的折射望遠鏡。
1.02米望遠鏡已達到了折射望遠鏡的極限，因為再加大望遠鏡的口徑必須同時加厚物鏡的厚度，這樣一來口徑增大所收集到的星光就會被厚度變厚所吸收的星光抵消。而反射望遠鏡不存在這種問題。威廉·赫歇爾和羅斯在1789年和1845年分別研制成功1.22米和1.83米反射望遠鏡。因此海爾打定主意，要在反射望遠鏡上一展宏圖。
1908年，海爾在自己任臺長的威爾遜山天文臺建起了一臺口徑1.52米的望遠鏡，雖說口徑比羅斯的略遜一籌，但性能卻大大提高了，用它曝光4小時，可拍攝到20等的暗星。美國天文學(xué)家亞當(dāng)斯用它成功地拍攝了天狼星伴星的光譜，發(fā)現(xiàn)這顆用望遠鏡都很難觀測到的暗星其表面溫度竟高達攝氏10000度左右，與天狼星的表面溫度差不多，從而證明它的體積極小，質(zhì)量極大，天文學(xué)家稱其為白矮星。
在1.52米望遠鏡尚未建成之前，海爾就說服一位名叫胡克的商人投資建造一架2.12米的大型望遠鏡。這位商人非常希望把自己的名字與世界上最大的望遠鏡聯(lián)系在一起，并且在短時間內(nèi)被別人超過，于是主動提出增加捐款數(shù)額，將望遠鏡的口徑擴大到2.5米。
1918年，海爾主持建造的2.5米望遠鏡在威爾遜山天文臺正式投入使用，這臺以胡克命名的望遠鏡是第一臺能夠借以確定銀河系實際大小和太陽系所在位置的望遠鏡，許多著名天文學(xué)家用它在星系和宇宙學(xué)研究方面做了開創(chuàng)性的工作。在以后的三十年，胡克望遠鏡一直占據(jù)著“望遠鏡之王”的寶座。
1923年，海爾因健康狀況不佳而退休。可他的心里卻無時無刻不在牽掛著天文臺的建設(shè)。隨著洛杉磯這座城市的迅速發(fā)展，燈光污染日益嚴重，對威爾遜山天文臺夜間觀測影響越來越大。海爾支撐著有病的身體，在威爾遜山東南大約145千米的販洛瑪山選取了一個新臺址，決定在那里建造一臺5.08米望遠鏡。
1929年他從洛克菲勒基金會爭取到了一筆款子便立即開始籌建新望遠鏡和天文臺。這是一項空前浩大的工程，人們?yōu)榇烁冻隽耸吩姲愕木薮笈Γ瑸榱藴p小因?qū)崽斐傻男巫儯麄€玻璃的背面被澆鑄成蜂窩狀的，制成后經(jīng)過10個月的冷卻，用專列沿特定的路線，將鏡坯運往籌建中的販洛瑪山天文臺進行磨制。用31噸磨料去鏡面中心部分的4.5噸玻璃，最后成型時反射鏡本身重達14.5噸，鏡筒重140噸，整個望遠鏡的轉(zhuǎn)動部分重530噸，這樣一個龐然大物卻運轉(zhuǎn)自如。它能拍攝到暗至23等的天體，也就是說，比我們平常用肉眼所能看到的最暗的天體還要暗600萬倍。經(jīng)過長時間曝光，甚至可以拍攝到遠達10億光年的星系的光譜。
由于第二次世界大戰(zhàn)延誤了5.08米望遠鏡的工期。1948年6月3日，人們?yōu)檫@臺舉世矚目的大望遠鏡舉行落成典禮時，海爾已于十年前——1938年2月21日永遠地離開人世。人們沒有忘懷這位長眠在地下，為天文學(xué)事業(yè)嘔心瀝血，篳路籃縷，艱辛備嘗的開拓者。在帕洛瑪山天文臺的門廳里坐落著海爾的半身塑像，在塑像底座的銅牌上寫著“這臺200英寸望遠鏡以喬治·埃勒里·海爾命名，他的遠見卓識和親自領(lǐng)導(dǎo)使之變成了現(xiàn)實。”
1969年2月，美國威爾遜天文臺和帕洛瑪山天文臺合并，為了紀念海爾不朽的功績，合并后在天文臺稱為海爾天文臺。
海爾不僅是一位科學(xué)事業(yè)卓越的組織者，還是一位頗有造詣的儀器制造專家、觀測大師和理論權(quán)威。早在麻省理工學(xué)院時，他就設(shè)計出太陽單色光照相儀，這在當(dāng)時是一個創(chuàng)舉。在太陽黑子的研究中，海爾更是身手不凡，他拍攝到第一張黑子光譜，證實了他關(guān)于黑子溫度低于周圍日面溫度的預(yù)言。1908年，用他設(shè)計和主持建造的太陽塔探測到黑子有強達幾千高斯的磁場。他還發(fā)現(xiàn)黑子磁場極性分布和變化的一系列規(guī)律，為太陽磁場的研究奠定了基礎(chǔ)，推動了20世紀太陽物理學(xué)的發(fā)展，被后人稱為“太陽物理學(xué)之父”。
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與許多故事中講述的不同，伽利略并非望遠鏡的發(fā)明人。大約在1608年，這種新奇的玩藝在荷蘭出現(xiàn)，并在隨后的一年里風(fēng)靡歐洲。當(dāng)時的伽利略無力購買這樣一臺時髦的小東西，但他運用豐富的光學(xué)知識，很快就用自制透鏡做出了自己的第一臺望遠鏡。盡管最初的放大率只有3倍，而最后也不過到了20倍，但使用這臺簡陋儀器，伽利略看到了銀河是由眾多行星所組成的，發(fā)現(xiàn)了木星的4顆衛(wèi)星。此外，他還發(fā)現(xiàn)了金星的相變、土星環(huán)，并成為發(fā)現(xiàn)太陽黑子的第一人。在這些觀測的基礎(chǔ)上，伽利略證實了哥白尼日心說的正確性，而他所作的研究和提出的理論，為后來的天文學(xué)家開辟了道路。
2.帕羅瑪天文臺的200英寸口徑的海爾望遠鏡
雖然伽利略僅憑直徑2英寸的透鏡制成的望遠鏡就取得了重大的天文發(fā)現(xiàn)，但當(dāng)人類對宇宙基本結(jié)構(gòu)的研究進一步深入，更大口徑的望遠鏡就成為必需。美國天文學(xué)家喬治。海爾（George Hale）在這個領(lǐng)域作出的貢獻為全世界天文學(xué)家所稱道。20世紀20年代，他成功說服了洛克菲勒基金會國際教育委員會投資600萬美元，在帕羅瑪天文臺建造200英寸口徑的大望遠鏡。使用派熱克斯（pyrex）玻璃澆鑄的透鏡耐熱性優(yōu)良，而且堅固耐用。當(dāng)1934年它澆鑄完成后，用了整整8個月時間才完全冷卻下來。此后，由于“二戰(zhàn)”的原因，這塊14.5噸重的鏡片在12年后才被加工完成，送往帕羅瑪。
3.甚大陣射電望遠鏡
海爾望遠鏡只是一部分的成功，因為它只能觀測到可見波長，而相對波長較長的無線電波而言，200英寸的口徑是遠遠不夠的。據(jù)計算，一臺可以同海爾望遠鏡相媲美的射電望遠鏡的鏡面口徑可能要橫跨美國國土的1/4，而這顯然是難以實現(xiàn)的。干涉測量學(xué)的應(yīng)用將天文學(xué)家們從鏡片的束縛中解脫出來，它可以將多個小型望遠鏡組合成為一個虛擬的大型望遠鏡，完成所需的觀測任務(wù)。位于新墨西哥州索科洛的甚大陣（Very Large Array）是世界上功能最強大的干涉望遠鏡。由27個直徑82英尺重230噸的天線構(gòu)成的Y字形射電望遠鏡陣列最早興建于1975年，從它投入應(yīng)用后，“整個星空一下子變得清晰了”。甚大陣射電望遠鏡的功能極為強大，它能夠看到100英里以外的一個發(fā)射無線電信號的高爾夫球大的物體。
4.哈勃太空望遠鏡
排名總是會引起爭議，但哈勃太空望遠鏡作為歷史上最偉大的望遠鏡的地位卻很少引起質(zhì)疑。不過，這臺最偉大的望遠鏡在最開始的時候，卻幾乎是一個失敗之作。耗資15億美元的哈勃太空望遠鏡在1990年開始自己征程時，人們對它寄予了極大希望，然而，返回的照片卻相當(dāng)模糊。在檢修中，研究人員發(fā)現(xiàn)，原來這是因為哈勃主鏡片上一條頭發(fā)絲粗的裂縫所致。在1993年宇航員重新更換了正確鏡片后，哈勃望遠鏡終于得以一顯神通。
大氣層使從地球上拍攝的天文圖片模糊不清，同時也屏蔽了許多高能電磁輻射，比如X射線。盡管這對于人類得以在地球上繁衍生息至關(guān)重要，但卻是讓高能天體物理學(xué)家頭痛的大麻煩。1999年7月23日由哥倫比亞號航天飛機發(fā)射升空的錢德拉X射線天文臺成功地解決了這一問題。
錢德拉X射線天文臺在天文學(xué)上的重大意義在于它近乎完美的鏡片。X射線的波長極短，與原子的直徑相近，為了反射X射線，鏡面的平滑程度必須以原子級計算，而錢德拉X射線天文臺做到了。它所采用的技術(shù)即使在現(xiàn)在也被許多人認為是不可能的，憑借這些高端技術(shù)，人們現(xiàn)在可以看到分辨率足以同任何其他波長的圖像相媲美的X射線宇宙圖像。
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作者
