03.03 天文望远镜是通过什么原理能探测到几亿光年甚至更远距离的星体的?

温跃红


天文望远镜能够探测到几亿光年甚至更远距离的星体是因为这些星体发出的电磁波过几亿年传递到了地球,然后被天文望远镜观测到,这里只提及两种望远镜,一种是光学望远镜,另一种是射电望远镜。

总的来说,两种望远镜探测的都是电磁波,只不过二者探测的电磁波的频率是不同的。光学望远镜探测的是可见光,即所谓的看到了星体本身;射电望远镜探测的是射电波,射电波属于无线电波的一种,无线电波又是频率比可见光低的电磁波。但是二者的具体探测方法也有所区别,以下会有具体分析。

光学望远镜观测的光是由恒星发出的,但这其中许多恒星都早已不存在,我们看到的是几十亿年前发出的光。光学望远镜又分为反射式、反射式和折反射式天文望远镜。顾名思义,折射式望远镜的原理是利用凸透镜的成像原理,看到的也是实像;反射式望远镜的原理是利用平面镜反射,看到的是虚像;折反式望远镜是将二者结合在一起,看到的也是虚像。

再来看射电望远镜,它属于专业的天文台观测使用的望远镜,它通过接受星体发出的射电波,然后记录下关键的数据,包括天体射电的强度、频谱、偏振等,同时还配备有专业的信息处理系统对收集的信息进行处理。在这样的条件下,可以观测到普通光学望远镜观测不到的星体,比如脉冲星、类星体、星际有机分子等等。


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目前人类能够探测到的宇宙空间的尺度是137亿光年,这个是目前人类能够见到的宇宙的边缘了。天文望远镜看到的可不仅仅是几亿光年远的星体,包括光学望远镜在内是很容易看到几亿光年远的。其实在晴朗的没有月亮的夜空,抬头观看满天星斗,有多少不是在几亿光年之外呢?



银河系直径16万光年,总共有4000亿颗恒星在银河系的圆盘中,而太阳只是其中一个恒星。我们抬头看到的绝大多数都是恒星,而且还都是比太阳要更大的恒星。



其实面对浩瀚无垠的宇宙,天文望远镜用来探测到我方式无非几种,光学探测和无线电探测。其实这些都是属于电磁波的探测,因为可见光也是电磁波的一类。



天文望远镜之所以能够探测到几亿光年远的星体是因为这些星体发出的光或者电磁波经过几亿年传递到了地球。有许多恒星其实早已不存在,我们看到的只是几十亿年前的历史而已。科学家为了更好的观测宇宙就把天文望远镜搬上了宇宙,这样可以避免大气干扰,这就是著名的哈勃太空望远镜了。其实天文望远镜就是依靠捕捉到星体的光来进行探测的。


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