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中国的天眼和美国的哈勃望远镜相比，谁更厉害？

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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

中国的天眼和美国的哈勃望远镜相比，谁更厉害？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

发现问答上有很多类似“谁和谁比，谁更厉害”这类的问题。如果说哪个大学比哪个大学更厉害，或者哪个明星比哪个明星更厉害，还算问得对路子的话。这次问中国的天眼（FAST）和美国的哈勃望远镜相比哪个更厉害，就真是拿鸡和鸭比，完全不是一类东西没法说了。




很多读者就奇怪了，为什么它们都是望远镜，你却说它们完全不是一类东西呢？下面我们就细细说说。




首先，它们工作的电磁波频段（波段）完全不同

天眼工作在射电波段， 波长从10厘米到4.3米；哈勃工作在光学和近红外波段，波长从0.1微米到2.4微米。





现代天文学经过多年的发展已近发展成为全波段天文学。什么意思呢？就是我们现在已经可以对宇宙中的天体所发射的电磁波的所有波段都能进行观测。光子的能量从高到低分别是：伽马射线、X射线、紫外、可见光（光学）、红外和射电（无线电）。此外，除了电磁波，LIGO、Virgo即全球各主要天文台对第五例引力波事件GW170817（双中子星并合）的联合监测，更标志这人类除了对宇宙天体能“看”到外，又能“听”到它们的信号，标志多信使天文观测时代正在开始。关于引力波的事我们这次不提，想了解的话看以参看我关于“科学家如何聆听10亿年前的黑洞碰撞？”的回答。




请看下面这么一张图，它展示了电磁波谱与地球大气层的吸收率（或不透明度），以及可用于成像波谱部分的望远镜类型。图的横轴是电磁波的波长，左边就是最高能的伽马射线，而图的右边就是低能的射电波段。

（电磁波谱与地球大气层的吸收率（或不透明度），以及可用于成像波谱部分的望远镜类型）




天文学家分别准对不同的电磁波段都制作了相应的天文观测设备，它们都有一个共同的名字——天文望远镜。根据望远镜观测波段的不同，分别叫做：伽马射线望远镜（如康普顿伽马射线天文台、费米太空望远镜）、X射线望远镜（如XMM-Newton、Chandra、我国去年发射的“慧眼”硬X射线调制望远镜）、光学望远镜（如LAMOST郭守敬望远镜，其实地面大部分的望远镜都是光学望远镜）、红外望远镜（如WISE）、射电望远镜（如上海65m天马望远镜）。




那么天眼和哈勃在图上的什么位置呢？

天眼是一台射电望远镜，全称是500米口径球面射电望远镜。工作的电磁波波长范围为10 cm 至 4.3 m，也就是图上标大锅的位置。

而哈勃望远镜是一台空间光学红外外望远镜，观测波段涵盖光学和近红外两个部分，为图上彩虹的位置，并向两边有所扩展（向左将要达到100nm，向右则超过1μm达到2.4μm）。哈勃安装光学设备包含ACS光学巡天相机）、WFPC2光学广角相机和STIS光学光谱仪/相机，不同设备覆盖波长不一样，波长最短为0.1微米（微米是图上的μm），最长为1.1微米。哈勃的近红外设备为NICMOS红外相机/光谱仪，观测波长范围是0.8至2.4微米。




可以说，天眼和哈勃虽然都叫望远镜，它们实际上并不是一码事。天眼看不了可见光，哈勃也看不了无线电波。




其次，它们研究科学目标不同

天眼的主要任务简单来说就是搜索“脉冲星、中性氢、宇宙分子和外星文明信号”。

科学目标具体来讲：1、FAST有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，重现宇宙早期图像。 2、能用一年时间发现数千颗脉冲星，建立脉冲星计时阵，参与未来脉冲星自主导航和引力波探测。 3、主导国际甚长基线干涉测量网，获得天体超精细结构。 4、进行高分辨率微波巡视，检测微弱空间信号。 5、参与地外文明搜寻。 6、参与子午链工程，提高非相干散射雷达双机系统性能。 7、将深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，将卫星数据接收能力提高100倍。

哈勃望远镜更主要的作用是一台通用望远镜，它的观测帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题使得人类对天文物理有更多的认识；而对公众来讲它所拍摄的大量绚丽图片彻底革新了人们对宇宙的认识。

网上有人总结过哈勃最杰出的成就：1.从较小结构演化而来的星系，2.超大质量黑洞遍及星系，3.暗物质、暗能量的存在，4.精确测定宇宙膨胀速度，5.精确地宇宙年龄，6.可见光视角下看到第一颗地外行星，7.探测到冥王星的卫星，8.超大质量黑洞“称重”，9.宇宙中最强烈的爆炸，10.行星诞生于恒星尘埃盘，11，恒星绚丽地死亡超新星爆发，12，类星体明亮的光线。




天眼研究的事情哈勃干不了；相反依然。




最后，天眼和哈勃都是在各自领域最先进的天文观测设备，它们是不能更无法相互替代。

天眼超越位于波多黎各的阿雷西博天文台（是否关闭前途不明），是目前世界上最大的单一口径、填充口径（即全口径均有反射面的）、捕捉信号且最灵敏的射电望远镜，将在未来很长一段时间一直保持世界领先地位；哈勃目前来说是最大口径光学红外也是最先进的空间望远镜，在过去在轨运行的二十八年中取得了大量的科学成果，完全可以说是设计、运行和科学产出上最成功一台望远镜。哈勃已经超期服役，未来将坠入地球大气层烧毁，所幸的是将有更加先进的JWST接替它在太空为我们揭开更多的宇宙之谜。