1 00:00:05,240 --> 00:00:08,840 望遠鏡 - 這奇妙的儀器,把我們的視覺擴展到 2 00:00:08,920 --> 00:00:13,200 前人所無法想像的層次,更開啟了一扇窗,可以對大自然 3 00:00:13,280 --> 00:00:17,240 作更深入的理解和更完美的認知。- 勒奈.笛卡兒,於1637年 4 00:00:17,760 --> 00:00:22,560 千百年來,人類一直凝望著迷人的夜空 5 00:00:22,640 --> 00:00:28,320 卻不知道我們銀河系中的恆星是別的太陽 6 00:00:28,400 --> 00:00:33,400 也不知道我們的宇宙是由千億個星系所構成 7 00:00:35,440 --> 00:00:38,800 更不知道我們的存在只不過是宇宙137億年 8 00:00:38,880 --> 00:00:42,520 故事中的彈指一瞬間 9 00:00:42,600 --> 00:00:46,080 單靠我們的肉眼,我們根本無法 10 00:00:46,160 --> 00:00:50,120 在其他恆星中尋找太陽系,也無法得知 11 00:00:50,200 --> 00:00:55,000 有沒有生命存在於宇宙中其他角落 12 00:00:58,080 --> 00:01:00,320 今天,宇宙中很多謎團正等著我們去解開 13 00:01:00,400 --> 00:01:03,560 因為我們正處於天文發現 14 00:01:03,640 --> 00:01:05,960 最為盛況空前的時代 15 00:01:05,960 --> 00:01:08,960 我是金博士,也是各位望遠鏡之旅的嚮導 16 00:01:09,040 --> 00:01:11,880 這神奇的儀器已經成了人們 17 00:01:11,960 --> 00:01:15,520 通往宇宙的窗口 18 00:01:17,960 --> 00:01:21,880 巨眼問穹蒼 - 望遠鏡四百年探索之旅 19 00:01:22,200 --> 00:01:26,960 1. 宇宙新見 20 00:01:28,960 --> 00:01:32,120 四個世紀以前,在1609年的時候,有一個人 21 00:01:32,240 --> 00:01:34,640 走到他家附近的田地 22 00:01:34,720 --> 00:01:39,000 把自製的望遠鏡指向了月球、行星與其他恆星 23 00:01:39,080 --> 00:01:42,600 他的名字是伽(ㄍㄚ)利略.伽(ㄍㄚ)利萊 24 00:01:44,040 --> 00:01:47,280 從此,天文學就再也不一樣了! 25 00:02:07,440 --> 00:02:12,400 伽利略首次把望遠鏡指向天空以後400年的今天 26 00:02:12,640 --> 00:02:18,280 天文學家使用在偏遠高山上的巨型反射鏡,來巡視天上的世界 27 00:02:18,360 --> 00:02:23,520 電波望遠鏡收集來自外太空的微弱訊息 28 00:02:23,600 --> 00:02:27,680 科學家甚至把望遠鏡發射到太空之中 29 00:02:27,760 --> 00:02:31,960 超越了影響成像的大氣層之上 30 00:02:33,440 --> 00:02:38,680 所見的景緻更是激動人心 31 00:02:42,960 --> 00:02:46,640 可是望遠鏡並不是伽利略發明的 32 00:02:46,720 --> 00:02:49,760 這個功勞要歸給漢斯‧利柏黑,一位名不見經傳的 33 00:02:49,840 --> 00:02:53,400 德國籍荷蘭眼鏡商 34 00:02:53,520 --> 00:02:57,880 但是漢斯‧利柏黑從來沒有將望遠鏡指向夜空 35 00:02:57,960 --> 00:03:00,840 他認為這個新發明主要是 36 00:03:00,920 --> 00:03:03,640 對航海家和士兵有用 37 00:03:03,800 --> 00:03:07,240 利柏黑來自米德爾堡市,一個在當時剛立國不久的 38 00:03:07,320 --> 00:03:10,440 荷蘭共和國中的商貿大城市 39 00:03:13,960 --> 00:03:18,040 在1608年,利柏黑發現當望向遠處的景物時 40 00:03:18,120 --> 00:03:24,000 透過一組凸透鏡與凹透鏡,那景物會被放大,條件是… 41 00:03:24,080 --> 00:03:29,640 那兩塊透鏡之間以一個恰好的距離放置 42 00:03:29,720 --> 00:03:33,800 望遠鏡從此誕生了! 43 00:03:33,880 --> 00:03:37,520 在1608年9月,利柏黑展示了他的新發明給 44 00:03:37,600 --> 00:03:39,880 荷蘭的莫利茲王子看 45 00:03:39,960 --> 00:03:42,840 他選擇了一個再有利不過的時機 46 00:03:42,920 --> 00:03:45,880 因為當時的荷蘭正捲入 47 00:03:45,960 --> 00:03:49,320 與西班牙長達80年的戰爭中 48 00:03:55,320 --> 00:03:59,080 新的小望遠鏡能把物件的影像放大,所以它能顯現出 49 00:03:59,160 --> 00:04:02,280 原來單靠肉眼看不見的 50 00:04:02,360 --> 00:04:04,360 遙遠的敵艦和軍隊 51 00:04:04,440 --> 00:04:07,440 真是一項有用的發明! 52 00:04:07,560 --> 00:04:12,000 但是荷蘭政府卻從來沒有把望遠鏡的專利權授予利柏黑 53 00:04:12,080 --> 00:04:15,400 因為當時還有其他人聲稱擁有發明權 54 00:04:15,520 --> 00:04:19,200 尤其是利柏黑的競爭者察哈里斯‧楊生 55 00:04:19,280 --> 00:04:21,520 這個爭論一直沒有解決 56 00:04:21,600 --> 00:04:27,920 時至今日,望遠鏡的真正起源仍是一個謎團 57 00:04:28,920 --> 00:04:32,720 現代物理學之父,義大利天文學家伽利略 58 00:04:32,800 --> 00:04:37,640 在聽說了望遠鏡的消息後,便決定自製一台 59 00:04:38,320 --> 00:04:42,360 大概在十個月以前,我聽說了一件事 60 00:04:42,440 --> 00:04:48,200 一個法蘭德斯人製造了一具小望遠鏡 61 00:04:48,280 --> 00:04:52,960 能清楚地看見非常遙遠的物體 62 00:04:53,040 --> 00:04:56,120 就像在附近一樣 63 00:04:56,520 --> 00:04:59,440 伽利略是當時最偉大的科學家 64 00:04:59,560 --> 00:05:02,600 他也是新世界觀的強烈支持者 65 00:05:02,680 --> 00:05:06,160 這是由波蘭天文學家尼古拉.哥白尼所提出的 66 00:05:06,240 --> 00:05:10,440 地球是環繞著太陽運行,而非倒過來 67 00:05:11,560 --> 00:05:14,240 根據他所聽說的荷蘭製望遠鏡,伽利略 68 00:05:14,320 --> 00:05:16,600 自製了他自己的儀器 69 00:05:16,680 --> 00:05:19,160 而且品質更好 70 00:05:20,560 --> 00:05:25,320 終於,省下了勞工與開支,我成功地 71 00:05:25,400 --> 00:05:29,680 自製了一具優越的儀器 72 00:05:29,760 --> 00:05:33,920 能讓物體看起來比正常視力 73 00:05:33,960 --> 00:05:38,840 所見的大上許多倍 74 00:05:39,720 --> 00:05:43,640 該是時候把他的望遠鏡對準天上的世界了 75 00:05:45,920 --> 00:05:49,680 我獲得了一個見解和信念,月球的表面 76 00:05:49,800 --> 00:05:53,520 並不像大部份哲學家所相信的那麼 77 00:05:53,760 --> 00:05:57,440 光滑、平坦,是一個完美的球體 78 00:05:57,560 --> 00:06:01,720 恰恰相反,它參差不齊、高低不平,並佈滿了凹洞與凸出物 79 00:06:01,800 --> 00:06:06,240 和地球的表面沒有差別 80 00:06:11,640 --> 00:06:15,320 一個由隕石坑、山脈,和山谷所組成的地形 81 00:06:15,400 --> 00:06:18,320 是一個和我們相像的世界! 82 00:06:19,600 --> 00:06:24,040 幾個星期以後,在1610年1月,伽利略望向木星 83 00:06:24,120 --> 00:06:28,600 他看到木星附近有四顆光點 84 00:06:28,720 --> 00:06:32,960 夜復一夜地跟著木星改變它們在天空的位置 85 00:06:33,040 --> 00:06:37,920 衛星們環繞著木星運行,就像一場緩慢的星空芭蕾舞 86 00:06:37,960 --> 00:06:40,760 這四顆光點後來被稱作 87 00:06:40,840 --> 00:06:43,600 木星的「伽利略衛星」 88 00:06:43,720 --> 00:06:46,240 伽利略還發現了甚麼? 89 00:06:46,320 --> 00:06:48,400 金星的盈虧! 90 00:06:48,560 --> 00:06:51,920 和月球一樣,金星時圓時缺 91 00:06:51,960 --> 00:06:54,200 循環不息 92 00:06:54,280 --> 00:06:58,600 在土星兩邊出現的奇怪附加物 93 00:06:58,720 --> 00:07:01,160 太陽表面上的黑斑點 94 00:07:01,280 --> 00:07:03,440 當然,還有恆星 95 00:07:03,560 --> 00:07:06,400 成千上萬,甚至上百萬顆 96 00:07:06,520 --> 00:07:09,320 每一顆星單靠肉眼去看都太暗 97 00:07:09,440 --> 00:07:13,920 這就像人們摘去了一直戴著的眼罩一樣 98 00:07:13,960 --> 00:07:18,000 整個宇宙讓人去重新發現 99 00:07:23,440 --> 00:07:27,760 有關望遠鏡的消息在歐洲像火焰燎原般迅速傳開 100 00:07:27,880 --> 00:07:32,080 布拉格的約翰尼斯.克卜勒在魯道夫二世大帝的宮廷中 101 00:07:32,200 --> 00:07:34,800 改良了儀器的設計 102 00:07:34,880 --> 00:07:38,840 在安特衛普,荷蘭製圖師米歇爾.馮.蘭格林製作了 103 00:07:38,960 --> 00:07:41,920 首批準確的月面地圖,顯示了他所認為的 104 00:07:41,960 --> 00:07:44,400 「陸地」與「海洋」 105 00:07:44,560 --> 00:07:49,680 一名富有的波蘭啤酒商約翰內斯.赫維留 106 00:07:49,760 --> 00:07:53,200 在他設於但澤的天文台建造了巨型的望遠鏡 107 00:07:53,280 --> 00:07:57,880 這天文台大得要橫跨三個樓房屋頂 108 00:07:59,200 --> 00:08:02,240 然而,當時最佳的儀器或許是 109 00:08:02,320 --> 00:08:05,360 由荷蘭的克里斯蒂安.惠更斯所製作的 110 00:08:05,440 --> 00:08:11,080 1655年,惠更斯發現了土星最大的衛星 - 土衛六泰坦 111 00:08:11,160 --> 00:08:15,160 數年之後,他的觀測顯示了土星的環系統 112 00:08:15,240 --> 00:08:20,320 那是伽利略一直百思不得其解的 113 00:08:20,400 --> 00:08:24,640 此外,惠更斯還看到火星上暗淡的斑紋標記 114 00:08:24,720 --> 00:08:27,360 和明亮的極冠 115 00:08:27,440 --> 00:08:31,080 究竟這些偏遠的外星世界上有沒有生命? 116 00:08:31,160 --> 00:08:35,240 這個問題,天文學家至今仍沒有答案 117 00:08:35,920 --> 00:08:39,520 早期的望遠鏡都是折射式的望遠鏡 118 00:08:39,600 --> 00:08:42,680 利用透鏡去收集和聚焦星光 119 00:08:42,760 --> 00:08:45,440 後來,透鏡被反射鏡所取代 120 00:08:45,560 --> 00:08:49,080 這種反射式望遠鏡首先由尼科羅.祖基所製造 121 00:08:49,160 --> 00:08:52,000 後來由艾薩克.牛頓所改進 122 00:08:52,080 --> 00:08:55,760 在18世紀末,當時世界上最大的反射鏡是由一位 123 00:08:55,840 --> 00:08:59,600 從音樂家轉而為天文學家的威廉.赫歇爾所鑄成 124 00:08:59,680 --> 00:09:02,520 他和妹妹卡羅琳一起工作 125 00:09:02,600 --> 00:09:06,200 在他們英國巴斯的房子裡,赫歇爾兄妹把 126 00:09:06,280 --> 00:09:09,880 赤熱熔化的金屬灌注到模具裡,等到冷卻以後 127 00:09:09,960 --> 00:09:15,440 他們再在表面進行抛光,讓它能夠反射星光 128 00:09:15,560 --> 00:09:20,320 在他的一生中,赫歇爾建造了超過400台望遠鏡 129 00:09:24,520 --> 00:09:28,360 當中最大的一台實在非常巨大,需要動用4名僕人 130 00:09:28,440 --> 00:09:31,600 操作所有的繩索、輪子,和滑輪 131 00:09:31,680 --> 00:09:36,000 用來追蹤恆星在夜空中的運動 132 00:09:36,080 --> 00:09:39,440 那其實是由地球的自轉所造成的 133 00:09:39,560 --> 00:09:43,080 赫歇爾就像一名勘察員,他掃描了天空 134 00:09:43,160 --> 00:09:46,720 為上百個新發現的星雲及雙星編製星表 135 00:09:46,800 --> 00:09:50,280 他又發現銀河系是一個扁平的圓盤 136 00:09:50,360 --> 00:09:54,120 他甚至透過觀測恆星與行星間的相對運動 137 00:09:54,200 --> 00:09:58,840 量測了太陽系在這個圓盤中的運動 138 00:09:58,920 --> 00:10:06,360 然後,在1781年3月13日,赫歇爾發現了一顆新的行星 - 天王星 139 00:10:06,440 --> 00:10:10,680 經過了200多年,直到NASA(美國太空總署)航海家2號太空船的造訪 140 00:10:10,760 --> 00:10:15,880 天文學家才首次近距離觀看這遙遠的世界 141 00:10:16,800 --> 00:10:21,240 在愛爾蘭中部蒼翠而肥沃的鄉間,威廉.帕森斯 142 00:10:21,320 --> 00:10:26,560 這位第三代的羅斯伯爵建造了十九世紀最大的望遠鏡 143 00:10:26,640 --> 00:10:30,560 它擁有一塊巨大的1.8米口徑金屬製的主鏡 144 00:10:30,640 --> 00:10:35,240 這巨大的望遠鏡被稱為「帕森城的龐然大物」 145 00:10:35,320 --> 00:10:39,320 在偶爾晴朗、沒有月光的晚上,伯爵會坐在目鏡的位置 146 00:10:39,440 --> 00:10:44,400 在宇宙星海間航行 147 00:10:45,280 --> 00:10:50,160 前往獵戶座大星雲,現在知道那個是恆星的育嬰室 148 00:10:50,280 --> 00:10:55,920 前進至神祕的蟹狀星雲,那是超新星爆發後的殘骸 149 00:10:55,960 --> 00:10:57,920 還有漩渦星雲? 150 00:10:57,960 --> 00:11:02,560 羅斯伯爵是首位察覺它宏偉螺旋形狀的人 151 00:11:02,640 --> 00:11:08,400 那是一個跟我們的銀河系一樣的星系,有著交錯的暗淡塵埃與發亮氣體 152 00:11:08,520 --> 00:11:12,400 上千億顆恆星,沒有人知道 153 00:11:12,520 --> 00:11:16,560 那裡會不會有像地球一樣的行星 154 00:11:18,920 --> 00:11:24,920 望遠鏡,已經成為我們探索宇宙的主力艦了 155 00:11:29,720 --> 00:11:34,080 2. 愈大愈好 156 00:11:36,080 --> 00:11:38,480 在晚上,你的眼睛會適應黑暗 157 00:11:38,560 --> 00:11:42,640 瞳孔擴大,讓更多的光進入眼睛 158 00:11:42,720 --> 00:11:47,880 因此你能夠看到更暗的物體和恆星 159 00:11:47,960 --> 00:11:51,720 現在,假設你的瞳孔寬達一米 160 00:11:51,800 --> 00:11:55,960 雖然你的樣子一定很奇怪,但你卻有著超凡的視力 161 00:11:56,000 --> 00:11:59,400 而這就是望遠鏡所能做到的效果 162 00:12:01,880 --> 00:12:04,640 望遠鏡就像一個漏斗 163 00:12:04,720 --> 00:12:10,240 它的主鏡用來收集星光,然後一併送進你的眼睛 164 00:12:13,080 --> 00:12:17,800 所以愈大的望遠鏡主鏡,讓你能看到愈暗的物體 165 00:12:17,880 --> 00:12:20,720 因此,尺寸的確主宰一切 166 00:12:20,800 --> 00:12:23,400 但到底能做多大的望遠鏡呢? 167 00:12:23,480 --> 00:12:26,400 如果是一台折射鏡的話,就不能太大 168 00:12:29,480 --> 00:12:32,720 因為星光要穿過透鏡 169 00:12:32,800 --> 00:12:36,080 所以你只能托著透鏡的邊緣 170 00:12:36,160 --> 00:12:41,880 如果透鏡太大就會很重,會因為自身的重量而變形 171 00:12:41,960 --> 00:12:45,640 這意味著影像也會被扭曲 172 00:12:47,400 --> 00:12:54,320 有史以來最大的折射鏡是1897年在芝加哥.葉凱士天文台建造的 173 00:12:54,400 --> 00:12:57,480 它的口徑雖然只有一米多一點 174 00:12:57,560 --> 00:13:02,080 但鏡筒卻不可思議的長達18米 175 00:13:02,160 --> 00:13:08,720 當葉凱士望遠鏡落成,折射式望遠鏡的建造技術也已經接近極限了 176 00:13:08,800 --> 00:13:10,880 要更大的望遠鏡嗎? 177 00:13:10,960 --> 00:13:12,800 用反射鏡吧 178 00:13:17,080 --> 00:13:23,080 在反射式望遠鏡中,由於星光抵達反射鏡後就會反彈,不會穿透鏡片 179 00:13:23,160 --> 00:13:29,400 所以能製造比透鏡薄更多的鏡片,而且能從背後支撐鏡片 180 00:13:29,480 --> 00:13:34,640 因此,反射鏡的口徑能比透鏡大很多 181 00:13:35,640 --> 00:13:39,720 一個世紀以前,大反射鏡來到了加州南部 182 00:13:39,800 --> 00:13:44,880 那時,威爾遜山是一個在聖加百利山脈中較為偏遠的山峰 183 00:13:44,960 --> 00:13:49,080 天空澄明,夜晚漆黑 184 00:13:49,160 --> 00:13:53,640 喬治‧艾勒里‧海爾就在這裡,首先建造了一台1.5米口徑的望遠鏡 185 00:13:53,720 --> 00:13:58,400 雖然口徑小於羅斯伯爵那退役的龐然大物,但卻有更佳的品質 186 00:13:58,480 --> 00:14:02,160 而且地點更佳 187 00:14:02,240 --> 00:14:07,640 海爾說服了當地的商人約翰.胡克,斥資興建口徑2.5米的儀器 188 00:14:07,720 --> 00:14:12,560 數以噸計的玻璃和鉚接鋼材被拖上威爾遜山 189 00:14:12,640 --> 00:14:16,000 胡克望遠鏡終於在1917年建成 190 00:14:16,080 --> 00:14:20,240 並保持了全世界最大望遠鏡的地位達三十年之久 191 00:14:20,320 --> 00:14:25,400 一具宇宙大砲即將對準宇宙發動攻擊 192 00:14:28,480 --> 00:14:31,080 的確,它發起了攻擊 193 00:14:31,160 --> 00:14:34,240 新望遠鏡的口徑不可思議, 194 00:14:34,280 --> 00:14:37,240 觀看影像的方式也出現了轉變 195 00:14:37,280 --> 00:14:40,800 天文學家不再用肉眼從望遠鏡的目鏡觀看 196 00:14:40,880 --> 00:14:45,960 而利用攝影底片置於底部,用好幾小時來收集星光 197 00:14:46,000 --> 00:14:50,800 從來也沒有人看過那麼深邃的宇宙 198 00:14:50,880 --> 00:14:55,160 原來在螺旋星雲中,佈滿了一顆顆的恆星 199 00:14:55,240 --> 00:14:59,560 它們就像我們身處的銀河系,也是一個龐大的恆星系統嗎? 200 00:14:59,640 --> 00:15:03,800 在仙女座大星雲中,愛德溫‧哈柏發現了一類 201 00:15:03,880 --> 00:15:07,400 亮度準確變化的週期性變星 202 00:15:07,480 --> 00:15:11,720 從這個觀測,他推斷出仙女座星雲到我們的距離 203 00:15:11,800 --> 00:15:15,960 差不多有100萬光年 204 00:15:16,080 --> 00:15:22,720 螺旋狀星雲,像仙女座星雲,顯然是一個獨立的個別星系 205 00:15:24,480 --> 00:15:27,320 但這並不是唯一一項不可思議的事情 206 00:15:27,400 --> 00:15:32,000 這些星系大部份都正離開銀河系 207 00:15:32,080 --> 00:15:37,640 在威爾遜山上,哈柏發現近的星系以較慢的速度離開 208 00:15:37,640 --> 00:15:42,480 而遠的星系呢,離開的速度要快得多 209 00:15:42,560 --> 00:15:43,720 結論是? 210 00:15:43,800 --> 00:15:46,560 宇宙正在不斷膨脹 211 00:15:46,640 --> 00:15:53,400 胡克望遠鏡成就了科學家在二十世紀影響最為深遠的天文發現 212 00:15:56,080 --> 00:16:00,640 感謝望遠鏡的出現,讓我們能追溯宇宙的歷史 213 00:16:00,720 --> 00:16:04,880 不到140億年前,宇宙誕生了 214 00:16:04,960 --> 00:16:09,240 一個時間與空間、物質與能量的巨大爆炸,稱為 215 00:16:09,280 --> 00:16:11,560 「大霹靂」 216 00:16:11,640 --> 00:16:17,480 在濃稠的原始宇宙中,微小的量子起伏產生了密度較高的地區 217 00:16:17,560 --> 00:16:20,160 星系就在這些地區凝聚 218 00:16:20,240 --> 00:16:23,800 它們有著各種各樣的大小與形狀 219 00:16:26,560 --> 00:16:30,400 在恆星的核心裡,核融合產生了新的原子 220 00:16:30,480 --> 00:16:34,880 碳、氧、鐵、金 221 00:16:34,960 --> 00:16:39,640 超新星爆發把這些重元素拋回太空 222 00:16:39,720 --> 00:16:43,080 又成為新一代恆星形成的原始材料 223 00:16:43,160 --> 00:16:44,800 甚至包括行星! 224 00:16:46,880 --> 00:16:54,880 在某年某地,以某種方式,簡單的有機分子演化成了生物 225 00:16:54,960 --> 00:17:00,560 在不斷演化的宇宙中,生命是一個奇蹟 226 00:17:00,640 --> 00:17:02,880 我們是星塵 227 00:17:02,960 --> 00:17:07,000 這一個全新的觀點和廣泛流傳的故事 228 00:17:07,080 --> 00:17:11,160 都是由望遠鏡帶給我們的 229 00:17:11,240 --> 00:17:15,640 想想看:如果沒有望遠鏡,我們現在仍然只知道六顆行星 230 00:17:15,720 --> 00:17:18,160 一個月球和幾千顆恆星 231 00:17:18,240 --> 00:17:22,400 天文學會停留在嬰兒時期 232 00:17:23,640 --> 00:17:27,480 像埋藏的寶藏。自上古以來,宇宙的深處 233 00:17:27,560 --> 00:17:30,000 一直召喚著喜愛探索的人 234 00:17:30,080 --> 00:17:35,480 從王子到君主,政界或工業界,都和科學家一樣 235 00:17:35,560 --> 00:17:40,240 感受到浩瀚太空的誘惑。然而透過儀器的投入 236 00:17:40,280 --> 00:17:45,400 使得探索的領域迅速地擴大 237 00:17:59,800 --> 00:18:02,640 喬治‧艾勒里‧海爾有一個最終的夢想 238 00:18:02,720 --> 00:18:06,960 就是建造一台比以前的紀錄還要大兩倍的望遠鏡 239 00:18:07,000 --> 00:18:10,880 讓我們來看二十世紀中年高德劭的老祖母 240 00:18:10,960 --> 00:18:15,880 在帕洛瑪山五米口徑的海爾望遠鏡 241 00:18:15,960 --> 00:18:20,560 可動重量超過500噸,但卻能巧妙地平衡 242 00:18:20,640 --> 00:18:24,640 使得它的移動就像芭蕾舞孃般優雅 243 00:18:24,720 --> 00:18:30,240 它那重40噸的鏡片,能夠顯示出比人眼所見還要暗四千萬倍的星體 244 00:18:30,280 --> 00:18:35,240 海爾望遠鏡在1948年建成,為我們提供了清晰的 245 00:18:35,280 --> 00:18:38,800 行星、星團、星雲,和星系的影像 246 00:18:41,080 --> 00:18:44,960 巨大的木星、還有它眾多的衛星 247 00:18:45,080 --> 00:18:49,080 令人驚嘆的火焰星雲 248 00:18:49,160 --> 00:18:54,240 在獵戶座大星雲中微薄的氣體… 249 00:18:59,880 --> 00:19:02,080 想要更大的望遠鏡嗎? 250 00:19:02,160 --> 00:19:06,240 嗯,蘇聯的天文學家在70年代末期作過嘗試 251 00:19:06,280 --> 00:19:10,640 他們在高加索山脈的高處,建造了「巨型地平裝置望遠鏡」 252 00:19:10,720 --> 00:19:14,880 使用了巨大的6米主鏡 253 00:19:14,960 --> 00:19:17,640 可是卻從來沒有達到人們對它的期望 254 00:19:17,720 --> 00:19:21,720 它太大、太貴,而太複雜 255 00:19:21,800 --> 00:19:24,960 那望遠鏡建造者就要放棄了嗎? 256 00:19:25,080 --> 00:19:28,480 他們要埋葬建造更大望遠鏡的夢想嗎? 257 00:19:28,560 --> 00:19:31,960 望遠鏡的歷史就這麼早要結束了嗎? 258 00:19:32,080 --> 00:19:33,400 嗯,當然不是 259 00:19:33,480 --> 00:19:36,480 今天我們有十米口徑的望遠鏡正在運作 260 00:19:36,560 --> 00:19:39,160 還有更大的在籌劃 261 00:19:39,240 --> 00:19:40,720 解決的辦法是? 262 00:19:40,800 --> 00:19:42,640 新的技術! 263 00:19:44,000 --> 00:19:48,760 3. 新的技術 264 00:19:48,960 --> 00:19:52,800 就像現代汽車的外型早已不像福特T型車, 265 00:19:52,880 --> 00:19:56,280 現代的望遠鏡跟以往的也完全不同 266 00:19:56,360 --> 00:19:58,680 像是五米口徑的海爾望遠鏡 267 00:19:58,760 --> 00:20:01,880 舉個例子,它們的架台變得更為小巧 268 00:20:01,960 --> 00:20:05,840 傳統的架台使用了赤道裝置,當中的一個轉軸 269 00:20:05,920 --> 00:20:09,720 總是和地球的自轉軸平行 270 00:20:09,800 --> 00:20:13,480 要追蹤星空的運動,望遠鏡只需要單純地 271 00:20:13,560 --> 00:20:18,200 以地球自轉的速度繞着這個轉軸轉動 272 00:20:18,280 --> 00:20:21,160 很容易,但需要很大的空間 273 00:20:21,240 --> 00:20:26,040 現代的地平裝置,相對的就小得多 274 00:20:26,080 --> 00:20:30,440 使用這種架台,操作方式就好像一座大炮 275 00:20:30,480 --> 00:20:35,240 只要選好方位、決定仰角就可以了 276 00:20:35,320 --> 00:20:38,640 這裡最大的問題在於追蹤星空的運動 277 00:20:38,720 --> 00:20:44,240 望遠鏡需要用不同的速度讓兩個轉軸一起轉動 278 00:20:44,320 --> 00:20:50,720 而這必須依靠電腦控制才能達到目的 279 00:20:50,800 --> 00:20:52,840 小的架台,建造起來便宜得多 280 00:20:52,920 --> 00:20:57,520 此外,更可以放在小一點的圓頂裡,進一步降低建造成本 281 00:20:57,600 --> 00:21:00,320 也提升了影像的品質 282 00:21:00,400 --> 00:21:03,800 拿夏威夷山上兩個「凱克望遠鏡」為例 283 00:21:03,880 --> 00:21:06,600 雖然它們的10米主鏡比海爾望遠鏡還要大上兩倍 284 00:21:06,680 --> 00:21:10,440 但是它們卻可以放進 285 00:21:10,520 --> 00:21:13,240 比帕洛瑪山上更小的圓頂之內 286 00:21:15,080 --> 00:21:17,440 望遠鏡的鏡片也在進化 287 00:21:17,520 --> 00:21:19,120 以往的鏡片又厚又重 288 00:21:19,200 --> 00:21:21,840 而現代的卻變得又薄又輕 289 00:21:21,920 --> 00:21:26,800 好幾公尺寬的鏡胚在不斷旋轉的巨大鍋爐中鑄造 290 00:21:26,880 --> 00:21:30,320 而它們的厚度還小於20公分 291 00:21:30,400 --> 00:21:32,960 一個複雜而細緻的支撐結構,能夠防止 292 00:21:33,080 --> 00:21:35,200 薄薄的鏡片,因為自身的重量而斷裂 293 00:21:35,280 --> 00:21:39,120 由電腦控制的活塞和推拉桿,也幫助鏡片 294 00:21:39,200 --> 00:21:40,840 保持完美的形狀 295 00:21:43,400 --> 00:21:45,520 這個系統稱作「主動光學」 296 00:21:45,600 --> 00:21:49,840 用來扺消由重力、風力,和溫差 297 00:21:49,920 --> 00:21:54,560 對主鏡所造成的任何變形 298 00:21:54,640 --> 00:21:58,240 那薄鏡片的重量也比較輕 299 00:21:58,320 --> 00:22:01,440 代表着整個支撐結構,包括架台裝置 300 00:22:01,560 --> 00:22:03,440 可以更小巧 301 00:22:03,520 --> 00:22:05,560 也更便宜! 302 00:22:05,640 --> 00:22:08,360 這個是3.6米口徑的「新技術望遠鏡」 303 00:22:08,440 --> 00:22:11,760 由歐洲天文學家在80年代末建造的 304 00:22:11,840 --> 00:22:14,840 它為望遠鏡的各項新技術 305 00:22:14,920 --> 00:22:16,120 提供了測試平台 306 00:22:16,200 --> 00:22:20,960 甚至連外罩跟傳統的天文圓頂也完全不一樣 307 00:22:21,080 --> 00:22:24,240 新技術望遠鏡非常成功 308 00:22:24,320 --> 00:22:27,280 現在到了打破6米口徑障礙的時候了 309 00:22:27,600 --> 00:22:31,400 凱亞峰天文台坐落在太平洋上的最高點 310 00:22:31,480 --> 00:22:34,960 海拔四千二百公尺 311 00:22:36,960 --> 00:22:41,120 遊客在夏威夷的海灘上享受陽光和衝浪 312 00:22:41,200 --> 00:22:44,520 但遠高於他們之上,天文學家冒著刺骨的低溫 313 00:22:44,600 --> 00:22:51,160 和高山症,只為了尋找解開宇宙奧秘的答案 314 00:22:51,240 --> 00:22:54,120 凱克望遠鏡是世界上數一數二的大型望遠鏡 315 00:22:54,200 --> 00:22:59,120 主鏡口徑都是10米,而且非常薄 316 00:22:59,200 --> 00:23:04,040 有如浴室鋪滿瓷磚一樣,每面主鏡都是由36塊六角形面鏡組合而成 317 00:23:04,120 --> 00:23:07,480 每塊的精度都控制在奈米範圍內 318 00:23:07,560 --> 00:23:11,200 這些是真的獻身於觀測星空的巨人 319 00:23:11,280 --> 00:23:14,120 科學界中的泰山北斗 320 00:23:14,200 --> 00:23:16,600 凱亞峰山上夜幕低垂 321 00:23:16,680 --> 00:23:21,720 凱克望遠鏡開始收集來自宇宙深處的光子 322 00:23:21,800 --> 00:23:24,520 結合兩個望遠鏡,有效口徑要 323 00:23:24,600 --> 00:23:27,440 比以往所有的望遠鏡都要大得多 324 00:23:27,520 --> 00:23:30,360 今晚會有甚麼收穫呢? 325 00:23:34,680 --> 00:23:39,520 在數十億光年外一對碰撞中的星系? 326 00:23:39,600 --> 00:23:45,320 一顆垂死的恆星,用盡最後一口氣呼出的行星狀星雲? 327 00:23:45,400 --> 00:23:51,040 還是一顆可能擁有生命的太陽系外行星? 328 00:23:51,120 --> 00:23:55,920 在地球上最乾燥的地方 - 阿塔卡瑪沙漠,帕拉那山上 329 00:23:55,960 --> 00:24:00,040 我們看到了迄今為止所建造最大的天文儀器: 330 00:24:00,120 --> 00:24:03,560 歐洲的「超大望遠鏡」(VLT) 331 00:24:16,200 --> 00:24:19,520 VLT實際上由四座望遠鏡組成 332 00:24:19,600 --> 00:24:22,760 每座都有一塊龐大的8.2米鏡片 333 00:24:22,840 --> 00:24:24,120 「Antu」 334 00:24:24,200 --> 00:24:25,240 「Kueyen」 335 00:24:25,320 --> 00:24:26,320 「Melipal」 336 00:24:26,400 --> 00:24:27,760 「Yepun」 337 00:24:27,840 --> 00:24:33,440 是智利印第安土語中太陽、月亮、南十字以及金星的意思 338 00:24:33,520 --> 00:24:37,800 龐大的主鏡在德國鑄造,在法國進行拋光,再用船運到智利 339 00:24:37,880 --> 00:24:41,240 然後徐徐地運送過沙漠 340 00:24:41,320 --> 00:24:44,960 日落後,天文台的外罩打開 341 00:24:45,040 --> 00:24:48,560 星光落到VLT的鏡片上 342 00:24:49,280 --> 00:24:52,080 帶來了新發現 343 00:24:55,920 --> 00:24:58,160 一束雷射劃破夜空 344 00:24:58,240 --> 00:25:00,680 在大氣中投射出一顆人造的星 345 00:25:00,760 --> 00:25:03,840 就在頭上90公里的位置 346 00:25:03,920 --> 00:25:06,920 波前感測器量度導星的影像 347 00:25:06,960 --> 00:25:09,120 如何受大氣擾動而變形 348 00:25:09,200 --> 00:25:12,960 接着高速電腦指示可變形的鏡片 349 00:25:13,040 --> 00:25:15,800 改變形狀來修正影像的變形 350 00:25:15,880 --> 00:25:18,960 實際上就是讓恆星停止閃爍 351 00:25:19,040 --> 00:25:22,600 這稱為「自適應光學」,是現代 352 00:25:22,680 --> 00:25:24,320 天文學中的絕妙戲法 353 00:25:24,400 --> 00:25:28,840 沒有它,我們所見的宇宙會因為大氣的擾動而變得模糊 354 00:25:28,920 --> 00:25:32,880 但有了它,影像就變得非常敏銳 355 00:25:35,480 --> 00:25:39,480 另一個光學魔法是「干涉測量術」 356 00:25:39,560 --> 00:25:43,360 是把來自兩台獨立的望遠鏡,所接收到的光線 357 00:25:43,440 --> 00:25:46,640 合而為一,但同時保持着 358 00:25:46,720 --> 00:25:49,320 光波間的相對位移 359 00:25:49,400 --> 00:25:53,160 如果精度能做得準確,結果就像讓兩台望遠鏡 360 00:25:53,240 --> 00:25:56,600 形成一台單一且龐大的反射鏡一樣 361 00:25:56,680 --> 00:25:59,920 口徑等於兩鏡之間的距離 362 00:25:59,960 --> 00:26:04,040 實際上,干涉測量為望遠鏡提供了老鷹一般的視力 363 00:26:04,120 --> 00:26:07,600 它讓小型望遠鏡可以得到原本 364 00:26:07,680 --> 00:26:12,440 只能在大型望遠鏡中才能得到的解析力 365 00:26:12,520 --> 00:26:15,600 在凱亞峰山上的這對凱克望遠鏡 366 00:26:15,680 --> 00:26:17,520 經常結合成干涉儀 367 00:26:17,600 --> 00:26:21,440 至於VLT, 4台望遠鏡能同時結合 368 00:26:21,520 --> 00:26:24,760 還有一些小型的輔助望遠鏡也能 369 00:26:24,840 --> 00:26:28,880 加入這個行列,使得影像更加清晰 370 00:26:29,840 --> 00:26:33,400 全球還有其他的大型望遠鏡 371 00:26:33,480 --> 00:26:37,480 「昴」望遠鏡、「雙子星北望遠鏡」在凱亞峰 372 00:26:37,560 --> 00:26:42,240 「雙子星南望遠鏡」、「麥哲倫望遠鏡」在智利 373 00:26:42,320 --> 00:26:46,280 「大型雙筒望遠鏡」在亞利桑納州 374 00:26:48,200 --> 00:26:50,800 它們都建在最佳的觀測點 375 00:26:50,840 --> 00:26:53,720 高曠、乾燥、清澈,及漆黑 376 00:26:53,840 --> 00:26:56,640 它們的眼睛像游泳池一樣大 377 00:26:56,760 --> 00:27:00,400 全部都配搭「自適應光學」以抗衡 378 00:27:00,440 --> 00:27:02,080 大氣的影響 379 00:27:02,200 --> 00:27:05,960 有時候它們的解析力可以達巨型怪獸的程度 380 00:27:06,040 --> 00:27:08,640 這都要感謝干涉測量技術 381 00:27:09,680 --> 00:27:11,800 這是它們所展示給我們的 382 00:27:11,920 --> 00:27:13,400 行星 383 00:27:16,600 --> 00:27:18,240 星雲 384 00:27:19,360 --> 00:27:23,960 一些恆星的真實大小與被擠壓的形狀 385 00:27:23,960 --> 00:27:27,160 一顆冰冷的行星環繞着一顆棕矮星運行 386 00:27:27,200 --> 00:27:31,480 以及巨星環繞着銀河系的核心盤旋 387 00:27:31,600 --> 00:27:36,720 它們被一個超大質量黑洞的重力所操控 388 00:27:36,840 --> 00:27:40,400 我們現在已經遠遠超越伽(ㄍㄚ)俐略的年代了 389 00:27:40,000 --> 00:27:44,760 4. 由銀到矽 390 00:27:45,840 --> 00:27:49,000 四百年前,當伽利略.伽利萊想和其他人分享 391 00:27:49,120 --> 00:27:53,000 他在望遠鏡中所見的影像,他需要用紙筆畫下 392 00:27:53,120 --> 00:27:56,240 滿佈坑洞的月面 393 00:27:56,360 --> 00:28:00,400 舞動的木星衛星 394 00:28:00,520 --> 00:28:02,160 太陽黑子 395 00:28:02,280 --> 00:28:04,160 或是獵戶座中的眾多恆星 396 00:28:04,280 --> 00:28:06,720 他將這些圖,編印成了一本小書 397 00:28:06,760 --> 00:28:08,400 《星際信使》 398 00:28:08,440 --> 00:28:10,800 這是當時他與其他人分享這些發現 399 00:28:10,920 --> 00:28:12,400 的唯一途徑 400 00:28:12,440 --> 00:28:16,640 在超過兩個世紀的時間裡,天文學家也必須是藝術家 401 00:28:16,760 --> 00:28:19,000 凝視著目鏡,詳細地畫下 402 00:28:19,120 --> 00:28:20,960 他們所見的影像 403 00:28:21,040 --> 00:28:23,080 月球上荒涼的景色 404 00:28:23,200 --> 00:28:25,960 木星大氣中的風暴 405 00:28:26,040 --> 00:28:29,000 遙遠星雲中,宛如神秘面紗般的氣體 406 00:28:29,120 --> 00:28:32,320 但有時他們會過度詮釋所見的景象 407 00:28:32,440 --> 00:28:36,560 在火星表面上的黑暗線條,曾被誤認為是運河 408 00:28:36,680 --> 00:28:39,880 讓人們以為這顆紅色行星上有高智生物 409 00:28:39,960 --> 00:28:43,480 現在我們知道,那些「運河」不過是光學上的假象 410 00:28:43,600 --> 00:28:47,160 天文學家真正需要的,是一個客觀的方法,用來記錄 411 00:28:47,280 --> 00:28:51,480 望遠鏡收集到的光線,而不是藉由 412 00:28:51,520 --> 00:28:54,480 他們的腦袋和畫筆,來留下這些訊息 413 00:28:54,600 --> 00:28:57,400 照相技術的出現,成為了救星 414 00:28:58,760 --> 00:29:01,160 月球的第一張銀版相片 415 00:29:01,200 --> 00:29:03,880 是亨利.德雷伯在1840年所拍攝的 416 00:29:03,920 --> 00:29:07,240 雖然當時照相技術才發展不到15年,但天文學家 417 00:29:07,360 --> 00:29:10,880 已經能夠利用這項革命性的種種可能 418 00:29:10,920 --> 00:29:13,080 照相技術是怎麼運作的呢? 419 00:29:13,120 --> 00:29:17,160 嗯,在底片上靈敏的感光乳劑裡 420 00:29:17,280 --> 00:29:19,400 含有細小的鹵化銀顆粒 421 00:29:19,440 --> 00:29:22,160 感光時,它們會轉變成黑色 422 00:29:22,200 --> 00:29:24,800 所以會呈現出一幅黑白相反的星空影像 423 00:29:24,920 --> 00:29:28,080 星星是暗的,而背景是亮的 424 00:29:28,200 --> 00:29:31,560 但照相底片真正的好處是 425 00:29:31,680 --> 00:29:33,960 它能夠連續數小時長時間地曝光 426 00:29:34,040 --> 00:29:36,720 若你只用肉眼觀察夜空 427 00:29:36,760 --> 00:29:39,640 一旦適應了黑暗,即使你看得再久 428 00:29:39,680 --> 00:29:42,320 也不會看到更多的星星 429 00:29:42,440 --> 00:29:45,240 但照相底片卻可以做到 430 00:29:45,360 --> 00:29:48,480 你可以連續收集、疊加數小時的光線 431 00:29:48,600 --> 00:29:52,880 所以曝光愈久,底片上就會顯現出更多 432 00:29:52,920 --> 00:29:54,160 更多 433 00:29:54,200 --> 00:29:55,240 更多的星星 434 00:29:55,360 --> 00:29:57,320 435 00:29:58,360 --> 00:30:02,000 在1950年代,我們利用帕洛瑪天文台的施密特望遠鏡 436 00:30:02,120 --> 00:30:05,160 攝了整個北天星空 437 00:30:05,280 --> 00:30:10,080 得到了將近2000張照相底片,每張曝光時間長達一個小時 438 00:30:10,120 --> 00:30:12,960 真是一項珍貴的寶藏 439 00:30:12,960 --> 00:30:17,080 照相技術將觀測天文學轉化為一門客觀、可測量,而且可以複製的 440 00:30:17,200 --> 00:30:21,480 真正的科學 441 00:30:21,600 --> 00:30:23,240 可是銀的反應較慢 442 00:30:23,280 --> 00:30:25,480 你必須要很有耐心 443 00:30:27,120 --> 00:30:29,880 數位革命改變了一切 444 00:30:29,920 --> 00:30:31,640 矽取代了銀 445 00:30:31,760 --> 00:30:34,480 電腦像素取代了鹵化銀的細小顆粒 446 00:30:36,360 --> 00:30:40,000 現在就算是消費型相機,我們也不再使用照相底片了 447 00:30:40,120 --> 00:30:43,560 而是將影像記錄到一片感光的晶片上 448 00:30:43,600 --> 00:30:47,800 也就是電荷耦合元件,簡稱CCD 449 00:30:47,920 --> 00:30:51,560 專業級CCD的效率非常高 450 00:30:51,680 --> 00:30:54,640 為了進一步地提升靈敏度,得用液態氮 451 00:30:54,680 --> 00:30:57,960 將它們冷卻到遠低於冰點的程度 452 00:30:58,040 --> 00:31:00,720 幾乎每一顆光子都能被記錄下來 453 00:31:00,760 --> 00:31:05,640 這大大減少了曝光所需要的時間 454 00:31:05,760 --> 00:31:09,480 帕洛瑪天文台過去要花一小時所做的巡天觀測 455 00:31:09,600 --> 00:31:13,160 現在藉由CCD,只要用更小的望遠鏡 456 00:31:13,200 --> 00:31:15,560 就可以在短短的數分鐘內完成 457 00:31:15,600 --> 00:31:18,080 「矽革命」還沒有結束 458 00:31:18,200 --> 00:31:21,080 天文學家已經建造了擁有數億像素的 459 00:31:21,200 --> 00:31:23,560 大型CCD相機 460 00:31:23,600 --> 00:31:26,320 讓我們拭目以待吧 461 00:31:28,120 --> 00:31:32,560 數位影像最大的好處就是,嗯,它們是數位的 462 00:31:32,600 --> 00:31:35,800 我們可以隨時在電腦上處理這些影像 463 00:31:35,840 --> 00:31:38,800 天文學家利用專門的軟體去處理 464 00:31:38,840 --> 00:31:40,880 他們所得到的觀測影像 465 00:31:40,880 --> 00:31:45,080 藉由影像的延展或加強對比,即使是天體中最微妙的特徵 466 00:31:45,200 --> 00:31:47,640 也能夠一覽無遺 467 00:31:47,760 --> 00:31:51,240 利用彩色編碼能夠強調並顯現出 468 00:31:51,280 --> 00:31:53,640 肉眼難以辨識的結構 469 00:31:53,680 --> 00:31:57,880 除此而外,如果合併許多張不同顏色濾鏡 470 00:31:57,920 --> 00:32:00,400 所拍攝的同一個天體影像,人們就可以 471 00:32:00,520 --> 00:32:04,320 創造出交融科學與藝術的 472 00:32:04,440 --> 00:32:06,720 壯麗作品 473 00:32:06,840 --> 00:32:09,880 你也可以因為天文學的數位化而受惠 474 00:32:09,960 --> 00:32:13,960 探究和享受這些令人讚嘆的宇宙影像 475 00:32:13,960 --> 00:32:15,800 竟然是如此容易 476 00:32:15,920 --> 00:32:20,080 我們只要輕輕的驅動滑鼠,就可以看到了! 477 00:32:20,680 --> 00:32:24,160 裝備了靈敏電子探測器的自動望遠鏡 478 00:32:24,280 --> 00:32:27,800 正不斷地守望着天空 479 00:32:27,920 --> 00:32:30,880 在新墨西哥州的史隆望遠鏡已經拍攝並編錄了 480 00:32:30,960 --> 00:32:34,000 超過一億個天體 481 00:32:34,120 --> 00:32:38,160 測量了一百萬個星系與我們的距離 482 00:32:38,280 --> 00:32:41,480 還發現了十萬個新的類星體 483 00:32:41,520 --> 00:32:44,000 但是只有一個巡天計畫是不夠的 484 00:32:44,120 --> 00:32:47,400 我們的宇宙正不斷地在變化著 485 00:32:47,520 --> 00:32:51,240 冰彗星來了又去 486 00:32:51,280 --> 00:32:53,640 碎屑沿途散落 487 00:32:53,760 --> 00:32:56,720 小行星擦身而過 488 00:32:56,840 --> 00:33:00,560 遙遠的行星環繞著母恆星運轉,短暫地 489 00:33:00,680 --> 00:33:02,880 阻擋了恆星的一小部份光芒 490 00:33:02,960 --> 00:33:08,800 超新星爆炸,其他地方有新的恆星誕生 491 00:33:08,840 --> 00:33:17,960 脈衝星閃爍著、伽瑪射線爆發…黑洞吸積成長 492 00:33:18,040 --> 00:33:21,720 為了追蹤這些在大自然上演的精彩戲碼,天文學家 493 00:33:21,840 --> 00:33:25,240 希望每年都能進行全天的巡天觀測 494 00:33:25,360 --> 00:33:26,840 或是每個月 495 00:33:26,920 --> 00:33:28,640 甚至是每星期兩次 496 00:33:28,680 --> 00:33:33,800 至少這是「大巡天望遠鏡」雄心勃勃的目標 497 00:33:33,920 --> 00:33:39,400 如果能在2015年完成的話,它的三十億像素相機將會 498 00:33:39,440 --> 00:33:42,080 打開一扇宇宙的直播窗口 499 00:33:42,200 --> 00:33:45,960 這座反射式望遠鏡將遠遠超過天文學家的夢想 500 00:33:46,040 --> 00:33:51,080 每三個晚上就能掃描拍攝幾乎整個夜空 501 00:33:56,000 --> 00:34:00,760 5. 見所不見 502 00:34:02,360 --> 00:34:05,080 當你聽着喜愛的音樂時,你的耳朵所接收到的 503 00:34:05,160 --> 00:34:08,800 音頻範圍其實很寬,由隆隆的重低音 504 00:34:08,920 --> 00:34:12,120 到相當刺耳的高頻 505 00:34:12,200 --> 00:34:14,960 現在,想像一下你只能聽到非常局限 506 00:34:15,360 --> 00:34:16,920 的音頻範圍 507 00:34:16,960 --> 00:34:19,520 那你會錯過許多美好的東西! 508 00:34:19,600 --> 00:34:23,000 但這正是天文學家所實際面對的情況 509 00:34:23,080 --> 00:34:26,160 我們的眼睛只能感應到光線中一段 510 00:34:26,240 --> 00:34:29,000 非常狹窄的範圍 - 那就是可見光 511 00:34:29,080 --> 00:34:31,560 也就是說,我們完全看不到 512 00:34:31,640 --> 00:34:33,600 其他形式的電磁波 513 00:34:33,680 --> 00:34:36,640 然而,宇宙中許多天體都會輻射出 514 00:34:36,720 --> 00:34:39,960 其他波段的電磁波 515 00:34:40,040 --> 00:34:43,760 例如,在1930年代意外地發現 516 00:34:43,840 --> 00:34:47,240 來自太空深處的無線電波訊號 517 00:34:47,320 --> 00:34:49,960 其中一些電波頻率和你喜愛的電台 518 00:34:50,040 --> 00:34:53,160 頻率是一樣的,只是訊號微弱到 519 00:34:53,240 --> 00:34:55,280 讓我們聽不到任何廣播內容 520 00:34:56,520 --> 00:34:59,960 要調校到這個宇宙「電台」 521 00:35:00,040 --> 00:35:02,560 我們需要相關的接收器:電波望遠鏡 522 00:35:02,680 --> 00:35:06,960 它就是一座碟型天線,只不過它接收的是最長的波段 523 00:35:07,040 --> 00:35:10,080 碟面的作用,好像是光學望遠鏡的主鏡 524 00:35:10,200 --> 00:35:14,400 但是無線電波的波長比可見光長很多 525 00:35:14,440 --> 00:35:17,240 碟型天線的表面不必要 526 00:35:17,360 --> 00:35:19,000 像光學鏡片那樣平滑 527 00:35:19,120 --> 00:35:21,640 因此,建造一座大型的電波望遠鏡 528 00:35:21,680 --> 00:35:26,800 比建造一座大型的光學望遠鏡容易得多 529 00:35:26,840 --> 00:35:30,960 而且,在電波波段,更容易進行干涉測量 530 00:35:30,960 --> 00:35:34,080 那是為了提升觀測上的細節 531 00:35:34,120 --> 00:35:37,960 把來自2台不同望遠鏡的光合併 532 00:35:38,040 --> 00:35:41,560 使它們像是一座龐大的單一碟型天線 533 00:35:41,600 --> 00:35:44,640 例如,位於新墨西哥州的特大天線陣 534 00:35:44,680 --> 00:35:49,720 是由27台獨立、直徑25米的天線組成 535 00:35:49,760 --> 00:35:52,960 每座天線都能獨立移動 536 00:35:53,040 --> 00:35:56,400 當天線陣展開到最大時,就像是一個 537 00:35:56,520 --> 00:36:00,800 口徑寬達36公里的龐大碟形天線 538 00:36:00,920 --> 00:36:03,560 那麼在電波下的宇宙是什麼模樣? 539 00:36:03,680 --> 00:36:08,000 嗯,首先,我們的太陽在電波波段下顯得非常明亮 540 00:36:08,120 --> 00:36:10,720 我們銀河系的中心也是如此 541 00:36:10,760 --> 00:36:12,400 還不只這樣 542 00:36:12,520 --> 00:36:16,480 脈衝星是恆星死後遺留的高密度天體 543 00:36:16,520 --> 00:36:18,640 發射出非常狹窄的電波光束 544 00:36:18,680 --> 00:36:21,800 另外,它們的自轉速度可以高達 545 00:36:21,840 --> 00:36:23,720 每秒數百次 546 00:36:23,760 --> 00:36:27,800 所以,脈衝星看上去就像一座旋轉中的電波燈塔 547 00:36:27,920 --> 00:36:31,320 我們所看見的,是一連串非常有規律而快速 548 00:36:31,360 --> 00:36:34,320 的短促電波脈衝 549 00:36:34,440 --> 00:36:36,640 脈衝星因而得名 550 00:36:36,680 --> 00:36:39,320 電波源「仙后座A」事實上是 551 00:36:39,440 --> 00:36:43,640 一顆在17世紀時爆發的超新星遺跡 552 00:36:43,680 --> 00:36:48,240 半人馬座A、天鵝座A與室女座A 553 00:36:48,280 --> 00:36:50,640 這些星系都釋放出大量的電波 554 00:36:50,680 --> 00:36:55,960 這能量來自這些星系中心的超大質量黑洞 555 00:36:56,040 --> 00:37:00,000 這些電波星系和類星體當中,有部份的威力非常強大 556 00:37:00,120 --> 00:37:05,320 即使它們在100億光年外,我們仍然探測得到它們 557 00:37:05,360 --> 00:37:08,880 在此同時,還有一些微弱、波長相對較短的無線電雜音 558 00:37:08,960 --> 00:37:11,320 充斥着整個宇宙 559 00:37:11,360 --> 00:37:14,160 稱為「宇宙微波背景輻射」 560 00:37:14,200 --> 00:37:16,400 它是大霹靂的回波 561 00:37:16,440 --> 00:37:20,560 也是沸騰初生宇宙的餘暉 562 00:37:22,120 --> 00:37:26,400 光譜中的每個部分都有它自己的故事 563 00:37:26,440 --> 00:37:29,960 在毫米波和次毫米波段,天文學家研究 564 00:37:29,960 --> 00:37:33,080 早期宇宙的星系形成 565 00:37:33,200 --> 00:37:37,240 以及我們銀河系中恆星和行星的起源 566 00:37:37,280 --> 00:37:41,400 但這些絕大部分的電磁波都被大氣中的水氣阻擋 567 00:37:41,520 --> 00:37:44,400 要觀測它們,得到比較高而乾燥的地方 568 00:37:44,440 --> 00:37:47,320 例如超乎想像的「拉諾德查南托」高原 569 00:37:47,440 --> 00:37:50,960 它位於智利北部,海拔五千米高, 570 00:37:50,960 --> 00:37:53,960 這兒是建造ALMA的台址 571 00:37:54,040 --> 00:37:56,880 全名為「阿塔卡瑪大型毫米與次毫米波陣列」 572 00:37:56,920 --> 00:38:01,880 當它2014年完工時 573 00:38:01,920 --> 00:38:04,320 將會成為史上最大的天文台 574 00:38:04,840 --> 00:38:09,960 64座各重100噸的天線會共同運作 575 00:38:09,960 --> 00:38:13,880 巨型卡車可以把它們分散搬運到倫敦般大的範圍 576 00:38:13,960 --> 00:38:16,800 以增加影像的細節,或可以把它們拉近集中擺放 577 00:38:16,880 --> 00:38:19,000 來拓寬視野 578 00:38:19,120 --> 00:38:23,240 它們每次都以毫米程度的精度來移動 579 00:38:24,680 --> 00:38:28,160 宇宙中很多天體都會發出紅外線 580 00:38:28,280 --> 00:38:31,960 紅外輻射是由威廉.赫歇爾所發現,又稱為「熱輻射」 581 00:38:32,040 --> 00:38:36,720 因為包括人類在內,所有有溫度的物體 582 00:38:36,760 --> 00:38:39,080 都會放射出紅外線 583 00:38:41,840 --> 00:38:45,240 你可能比想像中還熟悉紅外輻射 584 00:38:45,360 --> 00:38:48,240 因為在地球上,紅外輻射已被應用到 585 00:38:48,360 --> 00:38:51,160 夜視鏡和照相機上 586 00:38:51,280 --> 00:38:55,160 但是要探測遙遠天體發出的微弱紅外線 587 00:38:55,280 --> 00:38:58,960 天文學家需要非常靈敏的探測器,它們必須被冷卻至 588 00:38:59,040 --> 00:39:04,000 只有絕對零度以上數度,以阻絕自身熱輻射的影響 589 00:39:06,920 --> 00:39:11,720 現在,多數大型光學望遠鏡都配備了紅外線照相機 590 00:39:11,760 --> 00:39:15,320 它們能看穿宇宙的塵埃雲,顯示當中 591 00:39:15,440 --> 00:39:20,240 在可見波段無法看到的新生恆星 592 00:39:20,280 --> 00:39:25,080 以這張位於獵戶座著名的恆星育嬰室的可見光照片為例 593 00:39:25,200 --> 00:39:27,400 看看它在紅外線照相機下 594 00:39:27,520 --> 00:39:30,080 是多麼不同 595 00:39:30,200 --> 00:39:33,320 能夠觀測到紅外線,有利於研究 596 00:39:33,360 --> 00:39:35,960 最遙遠的星系 597 00:39:35,960 --> 00:39:41,000 年輕星系中新生恆星會發出大量的紫外線 598 00:39:41,120 --> 00:39:45,000 之後這些紫外線花了上百億年的時間 599 00:39:45,120 --> 00:39:46,640 在不斷膨脹的宇宙中前行 600 00:39:46,760 --> 00:39:50,560 膨脹現象讓光波拉長,當我們接收到它們時 601 00:39:50,600 --> 00:39:55,240 已經偏移成了紅外線 602 00:39:56,600 --> 00:40:00,240 這台別具一格的儀器是位於拉帕瑪的「神奇望遠鏡」(MAGIC) 603 00:40:00,360 --> 00:40:02,960 它搜索天空中的伽瑪射線 604 00:40:02,960 --> 00:40:06,800 這是大自然中能量最高的輻射 605 00:40:08,360 --> 00:40:10,960 人類十分幸運,地球的大氣層 606 00:40:10,960 --> 00:40:12,320 擋住了致命的伽瑪射線 607 00:40:12,360 --> 00:40:16,000 然而它們仍留下足跡讓天文學家研究 608 00:40:16,120 --> 00:40:19,000 它們碰到大氣後會產生 609 00:40:19,120 --> 00:40:20,640 一連串高能粒子 610 00:40:20,760 --> 00:40:25,320 讓MAGIC發現這衍生的微弱光源 611 00:40:26,920 --> 00:40:30,640 還有,這是位於阿根廷的皮埃爾.俄歇天文台 612 00:40:30,680 --> 00:40:33,080 它的外觀甚至不像一台望遠鏡 613 00:40:33,120 --> 00:40:38,960 皮埃爾.俄歇由1600個偵測器組成 614 00:40:38,960 --> 00:40:40,240 分佈在3000平方公里的範圍中 615 00:40:40,360 --> 00:40:44,560 它們捕捉來自遙遠超新星和黑洞的 616 00:40:44,600 --> 00:40:46,480 宇宙射線的衍生粒子 617 00:40:47,680 --> 00:40:52,400 至於那些微中子偵測器,它們建在深礦 618 00:40:52,520 --> 00:40:55,720 海底或南極冰層中 619 00:40:55,840 --> 00:40:57,880 你可以稱它們為望遠鏡嗎? 620 00:40:57,960 --> 00:40:59,400 嗯,有何不可? 621 00:40:59,520 --> 00:41:03,800 畢竟它們也用於觀測宇宙,縱然它們 622 00:41:03,840 --> 00:41:06,080 不是觀測電磁波 623 00:41:06,120 --> 00:41:09,880 微中子是一種難以捉摸的粒子,由太陽內部 624 00:41:09,960 --> 00:41:12,240 或超新星爆發時所產生 625 00:41:12,360 --> 00:41:15,800 甚至在大霹靂中已產生 626 00:41:15,920 --> 00:41:20,640 與其他基本粒子不同,微中子能穿透一般物質 627 00:41:20,680 --> 00:41:25,640 以接近光速行走,也不帶有電荷 628 00:41:25,760 --> 00:41:30,240 雖然這些粒子難以研究,但它們的數量卻很多 629 00:41:30,280 --> 00:41:34,160 每一秒有超過50萬億顆電子微中子由太陽而來 630 00:41:34,200 --> 00:41:36,560 並穿過我們的身體 631 00:41:36,680 --> 00:41:40,800 最後,天文學家和物理學家聯手建造 632 00:41:40,920 --> 00:41:42,640 重力波偵測器 633 00:41:42,680 --> 00:41:46,640 這些「望遠鏡」不會觀測光波或捕捉粒子 634 00:41:46,680 --> 00:41:51,240 它們要量度時空結構中極微小的漣漪 635 00:41:51,280 --> 00:41:56,960 這是愛因斯坦的相對論所預言的概念 636 00:41:57,040 --> 00:42:01,160 依靠這些包羅萬有的儀器,天文學家開啟了全波段的電磁波觀測 637 00:42:01,200 --> 00:42:06,960 並且不斷進步 638 00:42:07,040 --> 00:42:11,240 可是,一些觀測不能單單在地面上進行 639 00:42:11,280 --> 00:42:12,800 那怎麼辦呢? 640 00:42:12,920 --> 00:42:15,240 就看太空望遠鏡了! 641 00:42:22,000 --> 00:42:26,560 6. 衝出地球 642 00:42:28,560 --> 00:42:30,400 哈柏太空望遠鏡 643 00:42:30,480 --> 00:42:33,360 是到今天為止最著名的望遠鏡 644 00:42:33,440 --> 00:42:34,800 這也是實至名歸的 645 00:42:34,880 --> 00:42:38,560 因為哈柏在許多方面都掀起了革命 646 00:42:38,640 --> 00:42:42,040 從現在的技術來說,其實哈柏的主鏡不大 647 00:42:42,120 --> 00:42:45,040 它只有2.4米寬 648 00:42:45,120 --> 00:42:48,640 但它的位置是名符其實的在地球之外 649 00:42:48,720 --> 00:42:52,360 遠高於令影像模糊不清的大氣層,使它能得到 650 00:42:52,440 --> 00:42:54,600 異常清晰的宇宙景觀 651 00:42:54,680 --> 00:42:59,360 而且,哈柏可以看見紫外線和近紅外線 652 00:42:59,440 --> 00:43:02,480 這些光線是地面望遠鏡看不到的 653 00:43:02,560 --> 00:43:05,880 因為它們都被大氣層擋住了 654 00:43:05,960 --> 00:43:09,880 它的照相機和攝譜儀,有些甚至像電話亭一樣大 655 00:43:09,960 --> 00:43:14,600 不停記錄和分析來自宇宙彼岸的光線 656 00:43:14,680 --> 00:43:19,320 而就像任何地面望遠鏡一樣,哈柏也與時具進,不斷升級 657 00:43:19,400 --> 00:43:22,760 太空人會進行艙外保養維修任務 658 00:43:22,840 --> 00:43:24,440 修復損毀的零件 659 00:43:24,520 --> 00:43:27,000 更新舊儀器 660 00:43:27,080 --> 00:43:29,800 使用最新發展的技術 661 00:43:29,880 --> 00:43:33,280 哈柏已經成為觀測天文學的火車頭 662 00:43:33,360 --> 00:43:37,240 徹底地改變了我們對宇宙的理解 663 00:43:39,840 --> 00:43:44,800 全靠其敏銳的目光,哈柏能觀測到火星上的季節變遷 664 00:43:45,920 --> 00:43:48,800 彗星撞木星 665 00:43:50,520 --> 00:43:53,880 側向的土星環 666 00:43:56,920 --> 00:44:00,400 甚至是細小冥王星的表面 667 00:44:00,480 --> 00:44:06,320 它揭示了恆星的生命週期,由它們誕生的最初期 668 00:44:06,600 --> 00:44:12,560 在佈滿塵埃的氣體雲育嬰室的日子,一直到它們告別生命的最後儀式 669 00:44:12,640 --> 00:44:17,800 如垂死的恆星把纖細優雅的星雲慢慢吹送到太空 670 00:44:17,920 --> 00:44:24,960 或是如超新星轟轟烈烈地爆發,亮度幾乎超越其所在的星系 671 00:44:25,040 --> 00:44:28,960 在獵戶座大星雲的深處,哈柏甚至看見新太陽系形成的溫床 - 672 00:44:29,040 --> 00:44:34,080 環抱着新生恆星的塵埃盤,其中可能即將 673 00:44:34,120 --> 00:44:36,080 有行星誕生 674 00:44:36,200 --> 00:44:40,320 太空望遠鏡也曾研究巨大球狀星團中數以千計的個別恆星 675 00:44:40,440 --> 00:44:45,960 球狀星團是宇宙中最古老的恆星家族 676 00:44:46,040 --> 00:44:48,320 當然,還有星系 677 00:44:48,440 --> 00:44:51,960 天文學家從沒有看過這麼多細節 678 00:44:51,960 --> 00:44:58,800 雄偉的螺旋結構、引人入勝的塵埃帶、猛烈的碰撞 679 00:45:01,040 --> 00:45:05,480 當它向空無一物的天區進行極長時間的曝光 680 00:45:05,520 --> 00:45:10,080 更揭示出數千個上百億光年遠的黯淡星系 681 00:45:10,120 --> 00:45:13,960 那些光子在宇宙還很年輕時就已展開旅程 682 00:45:14,040 --> 00:45:18,400 透過這一扇通往遙遠過去的窗口 683 00:45:18,440 --> 00:45:21,560 它研究著不斷演化的宇宙並綻放光芒 684 00:45:22,200 --> 00:45:24,880 哈柏不是太空中唯一的望遠鏡 685 00:45:24,920 --> 00:45:29,800 這是美國NASA在2003年8月發射的史匹哲太空望遠鏡 686 00:45:29,920 --> 00:45:33,720 在某種程度上,它是紅外線版的哈柏 687 00:45:33,760 --> 00:45:37,960 史匹哲有一枚口徑只有85公分的主鏡 688 00:45:37,960 --> 00:45:41,080 然而望遠鏡長期受隔熱盾保護 689 00:45:41,200 --> 00:45:42,480 以阻隔太陽熱力造成的影響 690 00:45:42,520 --> 00:45:47,160 再加上它的探測器放進了一個灌滿液態氦的絕熱容器 691 00:45:47,200 --> 00:45:50,080 在這裏,探測器冷卻至 692 00:45:50,200 --> 00:45:51,800 絕對零度之上數度 693 00:45:51,920 --> 00:45:55,560 使它們變得非常靈敏 694 00:45:55,680 --> 00:45:58,720 史匹哲把充滿麈埃的宇宙掀開 695 00:45:58,760 --> 00:46:02,560 漆黑、密不透光的麈埃雲,當被加熱時 696 00:46:02,680 --> 00:46:04,560 會發出紅外線 697 00:46:04,600 --> 00:46:08,720 由星系碰撞產生的震波把塵埃推掃成鮮明的環狀 698 00:46:08,760 --> 00:46:13,480 和潮汐結構,在當中隨處可見新恆星的誕生 699 00:46:15,520 --> 00:46:19,080 而塵埃也在恆星死亡之時產生 700 00:46:19,200 --> 00:46:23,080 史匹哲發現行星狀星雲和超新星殘骸都充滿了塵埃 701 00:46:23,200 --> 00:46:28,320 那些都是未來製造行星所必須的原料 702 00:46:28,440 --> 00:46:32,080 在其他紅外波段,史匹哲也能看透黑暗的塵埃雲 703 00:46:32,200 --> 00:46:37,720 看到原來藏在塵埃雲中心的恆星 704 00:46:37,840 --> 00:46:40,960 最後,太空望遠鏡的攝譜儀也曾研究 705 00:46:40,960 --> 00:46:44,880 太陽系外行星的大氣,這些行星是木星般的氣體巨星 706 00:46:44,920 --> 00:46:48,880 但只需數天便能繞其母恆星運轉一周 707 00:46:50,680 --> 00:46:52,880 那麼,X射線和伽瑪射線又如何呢? 708 00:46:52,920 --> 00:46:55,560 嗯,它們完全被地球的大氣層阻隔 709 00:46:55,680 --> 00:46:59,160 所以如果沒有太空望遠鏡 710 00:46:59,200 --> 00:47:02,080 天文學家就完全看不到這些高能輻射 711 00:47:03,680 --> 00:47:07,080 X射線和伽瑪射線的太空望遠鏡,展現了一個高溫 712 00:47:07,120 --> 00:47:11,800 高能量、充滿腥風血雨的宇宙,由星系團、黑洞 713 00:47:11,840 --> 00:47:16,080 超新星爆發、以及星系碰撞造成 714 00:47:18,760 --> 00:47:20,840 但是,這些望遠鏡都很難建造 715 00:47:20,920 --> 00:47:24,440 高能輻射波會直接穿透普通的鏡片 716 00:47:24,520 --> 00:47:29,680 X射線只能靠一群鍍上純金的鏡片連接起來聚焦 717 00:47:29,760 --> 00:47:33,120 而伽瑪射線只能透過精密的針孔照相機 718 00:47:33,200 --> 00:47:36,560 或大量的閃爍器進行研究,閃爍器被光子擊中以後 719 00:47:36,640 --> 00:47:39,680 會發出一道可見的閃光 720 00:47:40,960 --> 00:47:45,120 在1990年,NASA發射了「康卜吞伽瑪射線天文台」 721 00:47:45,200 --> 00:47:48,280 當時,它是歷來發射過最大、最重的 722 00:47:48,360 --> 00:47:49,880 科學衛星 723 00:47:49,960 --> 00:47:53,120 可說是一座完美的太空物理實驗室 724 00:47:53,200 --> 00:47:56,480 2008年,GLAST繼承了康卜吞的地位 725 00:47:56,560 --> 00:48:00,520 全稱為「伽瑪射線大視場太空望遠鏡」 726 00:48:00,600 --> 00:48:04,120 它將會研究所有在高能宇宙內的東西 727 00:48:04,200 --> 00:48:06,520 由暗物質到脈衝星 728 00:48:08,440 --> 00:48:12,360 同時,天文學家有兩台X射線望遠鏡放在太空之中 729 00:48:12,440 --> 00:48:17,400 美國NASA的「錢德拉X射線天文台」及歐洲(ESA)的「XMM-牛頓天文台」 730 00:48:17,480 --> 00:48:21,480 都在研究宇宙中最熾熱的地方 731 00:48:23,960 --> 00:48:27,680 這是X射線下的天空 732 00:48:27,760 --> 00:48:32,160 延伸出來的結構是被超新星爆發的衝擊波 733 00:48:32,240 --> 00:48:35,680 加熱至數百萬度的氣體雲 734 00:48:35,760 --> 00:48:39,960 那些明亮的光點是X射線雙星 -是一對中子星或是 735 00:48:39,960 --> 00:48:43,640 正在吞噬着伴星物質的黑洞 736 00:48:43,720 --> 00:48:47,280 這些掉進黑洞的熾熱氣體會釋出X射線 737 00:48:47,360 --> 00:48:51,560 同樣地,X射線望遠鏡揭示出遙遠星系核心的 738 00:48:51,640 --> 00:48:53,760 超大質量黑洞 739 00:48:53,840 --> 00:48:57,800 物質在跌進黑洞旋渦而消失的前一刻 740 00:48:57,880 --> 00:49:02,160 會被加熱至發射X射線 741 00:49:02,240 --> 00:49:06,840 稀薄的熾熱氣體亦佈滿星系團中 742 00:49:06,920 --> 00:49:08,320 星系間的空間 743 00:49:08,400 --> 00:49:12,240 有時候,這些星系團內的氣體會因為星系團間的碰撞與合併 744 00:49:12,320 --> 00:49:16,480 而被震盪並再加熱 745 00:49:16,560 --> 00:49:20,760 伽瑪射線爆發更激動人心,它是宇宙間 746 00:49:20,840 --> 00:49:22,600 所發生的最高能量事件 747 00:49:22,680 --> 00:49:26,920 這些是超大質量、高速自轉的恆星 748 00:49:26,960 --> 00:49:28,760 走到生命盡頭時極端慘烈的大爆發 749 00:49:28,840 --> 00:49:32,760 在少於一秒內,它們釋放出超過太陽 750 00:49:32,840 --> 00:49:35,760 在一百億年所放出的總能量 751 00:49:38,200 --> 00:49:42,160 哈柏、史匹哲、錢德拉、XMM-牛頓和GLAST 752 00:49:42,240 --> 00:49:44,600 都是偉大全能的巨大儀器 753 00:49:44,680 --> 00:49:47,640 但有些太空望遠鏡相對較小而又 754 00:49:47,720 --> 00:49:49,240 有更專門的任務 755 00:49:49,320 --> 00:49:51,280 例如「科羅」 756 00:49:51,360 --> 00:49:54,880 這個法國衛星是專門用於星震學 757 00:49:54,960 --> 00:49:56,880 及太陽系外行星的研究 758 00:49:56,960 --> 00:50:01,240 還有NASA的「雨燕」衛星,這是一台結合X射線和伽瑪射線的天文台 759 00:50:01,320 --> 00:50:05,720 專為解開伽瑪射線爆發之謎而設計的 760 00:50:05,800 --> 00:50:10,160 還有WMAP,「威爾金森微波各向異性探測器」 761 00:50:10,240 --> 00:50:13,840 它在太空僅僅兩年,已經繪製出 762 00:50:13,920 --> 00:50:17,280 異常詳盡的宇宙背景輻射圖 763 00:50:17,360 --> 00:50:21,200 WMAP為宇宙學家帶來到目前為止宇宙最早期的景觀 764 00:50:21,280 --> 00:50:26,680 那是130億年前的景緻 765 00:50:26,760 --> 00:50:29,640 不斷開拓出太空中的新領域,這是望遠鏡的發展過程中 766 00:50:29,720 --> 00:50:32,240 最令人振奮的 767 00:50:32,320 --> 00:50:34,760 那之後會怎麼樣呢? 768 00:50:37,800 --> 00:50:40,680 7. 逐鹿未來 769 00:50:42,680 --> 00:50:45,480 在亞利桑那州,「巨型麥哲倫望遠鏡」的 770 00:50:45,560 --> 00:50:47,400 第一塊鏡片已鑄成 771 00:50:47,480 --> 00:50:50,680 這台巨大的儀器將會安裝在智利的 772 00:50:50,760 --> 00:50:52,360 拉斯坎帕納斯天文台 773 00:50:52,440 --> 00:50:56,040 它由7塊鏡片組成,每塊的直徑都超過8米 774 00:50:56,120 --> 00:50:59,200 組合成花瓣的形狀 775 00:50:59,280 --> 00:51:02,200 它們能收集的光量將會超過 776 00:51:02,280 --> 00:51:05,799 當前任何望遠鏡的4倍以上 777 00:51:05,880 --> 00:51:10,240 計劃在2015年建成的加州「三十米望遠鏡」 778 00:51:10,320 --> 00:51:13,080 可說是凱克望遠鏡的巨大版本 779 00:51:13,160 --> 00:51:16,360 數百塊拼合鏡面構成一面巨大的反射鏡 780 00:51:16,440 --> 00:51:20,520 寬度達六層樓高 781 00:51:20,600 --> 00:51:25,320 歐洲已預備了「歐洲特大望遠鏡」計劃 782 00:51:25,799 --> 00:51:29,160 它的口徑為42米,幾乎有標準奧運泳池那麼大 783 00:51:29,240 --> 00:51:32,640 表面積則是三十米望遠鏡 784 00:51:32,720 --> 00:51:34,840 的2倍 785 00:51:34,920 --> 00:51:39,400 這些未來的龐然大物,不但強化了紅外線觀測能力 786 00:51:39,480 --> 00:51:44,160 也都有靈敏的儀器和自適應光學系統 787 00:51:44,240 --> 00:51:46,840 相信它們將會揭示出宇宙中的 788 00:51:46,920 --> 00:51:50,120 第一代星系和恆星 789 00:51:50,200 --> 00:51:53,120 也許,它們會為我們提供其他太陽系行星 790 00:51:53,200 --> 00:51:56,160 的首張真實照片 791 00:51:56,240 --> 00:52:00,000 但對電波天文學家來說,42米一點都不大 792 00:52:00,080 --> 00:52:02,720 他們會連接許多小型的儀器 793 00:52:02,799 --> 00:52:05,080 組合成一個大型的接收器 794 00:52:05,160 --> 00:52:08,799 在荷蘭,「低頻陣」,簡稱LOFAR 795 00:52:08,880 --> 00:52:10,520 正在建設中 796 00:52:10,600 --> 00:52:15,840 3萬枝天線將會透過光纖連接到一台中央超級電腦 797 00:52:15,920 --> 00:52:19,440 這個新穎的設計沒有任何可動元件 798 00:52:19,520 --> 00:52:22,840 但卻能同時觀察八個不同的方向 799 00:52:22,920 --> 00:52:26,120 LOFAR技術將有助於「平方公里電波陣列」 800 00:52:26,200 --> 00:52:28,600 的落成,這是目前電波天文學家們 801 00:52:28,680 --> 00:52:30,560 願望清單上的首位 802 00:52:30,640 --> 00:52:34,640 這國際性的陣列將會在澳洲或南非興建 803 00:52:34,720 --> 00:52:38,560 大的碟型天線和小的接收器將合力展示出 804 00:52:38,640 --> 00:52:42,920 一片非常詳盡的電波天空 805 00:52:43,000 --> 00:52:46,720 它的總接收面積為1平方公里 806 00:52:46,799 --> 00:52:50,440 這新建的陣列將會是史上最靈敏的 807 00:52:50,520 --> 00:52:52,920 電波望遠鏡 808 00:52:53,000 --> 00:52:58,040 演化中的星系、威力強大的類星體、不停眨眼的脈衝星 809 00:52:58,160 --> 00:53:01,799 沒有任何電波源能成功逃過 810 00:53:01,880 --> 00:53:04,760 平方公里電波陣列的法眼 811 00:53:04,799 --> 00:53:08,280 它甚至有機會接收到由地外文明傳來的 812 00:53:08,360 --> 00:53:11,840 電波訊號 813 00:53:11,920 --> 00:53:15,160 至於太空望遠鏡呢? 814 00:53:15,240 --> 00:53:19,040 哈柏太空望遠鏡在第五次也是最後一次的 815 00:53:19,120 --> 00:53:24,480 維修任務後將服務至2013年左右 816 00:53:24,560 --> 00:53:28,720 大概到那時候,它的繼承者就會升空 817 00:53:30,760 --> 00:53:34,720 那就是「詹姆士.韋伯太空望遠鏡」,這台紅外線太空天文台 818 00:53:34,799 --> 00:53:40,480 是用以前美國航太總署署長之名來命名 819 00:53:40,560 --> 00:53:44,840 抵達太空後,它那6.5米口徑的拼合鏡面 820 00:53:44,920 --> 00:53:48,480 會像花朵一樣展開 821 00:53:48,560 --> 00:53:51,360 感光度比哈柏強7倍 822 00:53:51,440 --> 00:53:54,520 它有一個巨大的遮光罩 823 00:53:54,600 --> 00:53:57,960 一直遮蓋著光學和低溫儀器,讓它們在 824 00:53:58,040 --> 00:54:03,000 接近攝氏零下233度的低溫環境下運作 825 00:54:04,200 --> 00:54:07,880 韋伯太空望遠鏡將不會繞着地球運行 826 00:54:07,960 --> 00:54:11,640 反之,它會停泊在距離地球150萬公里的地方 827 00:54:11,720 --> 00:54:15,880 以寬廣的繞日軌道運行 828 00:54:15,960 --> 00:54:19,080 半個世紀前,帕洛瑪山上的海爾望遠鏡 829 00:54:19,160 --> 00:54:20,960 曾是史上最大的望遠鏡 830 00:54:21,000 --> 00:54:25,120 現在,一台比它還要大的望遠鏡將會在太空的深處飛行 831 00:54:25,160 --> 00:54:29,440 我們只能靠想像去推測它將帶給我們多麼驚人的發現 832 00:54:29,520 --> 00:54:31,680 請密切留意! 833 00:54:32,160 --> 00:54:34,880 在此同時,富創意的工程師常為 834 00:54:34,960 --> 00:54:37,720 新望遠鏡帶來革命性的設計 835 00:54:37,799 --> 00:54:42,040 在加拿大,科學家建造了一台「液態鏡片望遠鏡」 836 00:54:42,120 --> 00:54:45,200 在這種望遠鏡裡,星光不是由一個 837 00:54:45,280 --> 00:54:49,360 固體的鏡子反射,而是用一個盛滿液態水銀的 838 00:54:49,440 --> 00:54:52,600 轉動曲面來反射 839 00:54:52,680 --> 00:54:56,360 這樣的設計讓水銀望遠鏡只可以向上望 840 00:54:56,440 --> 00:54:59,120 但它的優點是比較便宜 841 00:54:59,200 --> 00:55:01,360 而且容易建造 842 00:55:01,440 --> 00:55:04,440 電波天文學家則想把如LOFAR般的小型天線陣列 843 00:55:04,520 --> 00:55:07,360 放在月球的表面 844 00:55:07,440 --> 00:55:10,880 好盡可能遠離來自地球的干擾 845 00:55:10,960 --> 00:55:13,520 說不定有朝一日,還會有一台大型的 846 00:55:13,600 --> 00:55:16,360 光學望遠鏡放在月球的背面呢 847 00:55:16,440 --> 00:55:19,360 而在太空望遠鏡和遮掩圓盤協助底下 848 00:55:19,440 --> 00:55:21,960 X射線天文學家的觀測範圍,將有機會 849 00:55:22,040 --> 00:55:23,040 大大擴展 850 00:55:23,120 --> 00:55:25,720 他們或許還能看到 851 00:55:25,799 --> 00:55:27,760 黑洞的最邊緣 852 00:55:29,560 --> 00:55:32,560 或許有一天,望遠鏡能解答其中一個 853 00:55:32,640 --> 00:55:38,840 一直困擾着人類的問題:在宇宙中,人類孤單嗎? 854 00:55:42,480 --> 00:55:45,800 我們知道在宇宙中還有其他的太陽系 855 00:55:45,920 --> 00:55:48,280 我們甚至猜想有行星和地球一樣 856 00:55:48,400 --> 00:55:50,200 有着液態水 857 00:55:50,320 --> 00:55:51,200 但… 858 00:55:51,320 --> 00:55:53,440 那裡有生命嗎? 859 00:55:54,320 --> 00:55:58,120 要找出這種太陽系外行星是很困難的 860 00:55:58,240 --> 00:56:00,680 它們經常躲在天文學家的視線外 861 00:56:00,720 --> 00:56:03,960 掩藏在其母恆星的強光下 862 00:56:04,920 --> 00:56:08,040 發射到夜空之中的干涉儀也許能提供 863 00:56:08,160 --> 00:56:10,760 一個新穎的解決方案 864 00:56:10,799 --> 00:56:13,520 目前,美國航太總署正考慮一個稱為 865 00:56:13,560 --> 00:56:16,120 「類地行星搜索者」的計劃 866 00:56:16,240 --> 00:56:20,680 而在歐洲,科學家正設計着「達爾文陣列」 867 00:56:20,799 --> 00:56:24,360 6台太空望遠鏡列隊環繞着太陽運行 868 00:56:24,480 --> 00:56:28,520 它們間的距離由雷射控制,可準確至十億分之一公尺 869 00:56:28,560 --> 00:56:32,200 集合起來,它們擁有難以置信的分辨能力,能抵消 870 00:56:32,240 --> 00:56:36,040 恆星所放出的壓倒性光芒,好讓科學家能看見 871 00:56:36,160 --> 00:56:39,800 環繞着其他恆星,像地球般的行星 872 00:56:40,640 --> 00:56:44,880 然後,天文學家必須研究由行星反射出來的光 873 00:56:45,000 --> 00:56:49,960 它帶有行星大氣的光譜指紋 874 00:56:50,000 --> 00:56:53,280 說不定,我們或許在15年內就能探測到 875 00:56:53,320 --> 00:56:55,600 氧氣、甲烷和臭氧的印記 876 00:56:55,720 --> 00:56:58,800 這些都是生命的標記 877 00:57:01,000 --> 00:57:03,520 宇宙充滿着驚喜 878 00:57:03,640 --> 00:57:05,960 夜空帶來的感動從來沒有停止 879 00:57:06,080 --> 00:57:08,960 難怪全球成千上萬的業餘天文愛好者 880 00:57:09,000 --> 00:57:11,520 在每個晴朗的晚上都會外出 881 00:57:11,640 --> 00:57:13,200 為宇宙著迷 882 00:57:13,240 --> 00:57:15,520 他們用的望遠鏡都比 883 00:57:15,640 --> 00:57:16,960 伽俐略當年用的好 884 00:57:17,000 --> 00:57:20,600 他們拍的數位相片甚至勝過了 885 00:57:20,640 --> 00:57:23,760 數十年前的專家所拍攝的照片 886 00:57:23,880 --> 00:57:27,200 天文學家對宇宙知識的渴求,利用望遠鏡 887 00:57:27,240 --> 00:57:30,760 對宇宙進行的探索,也只有400年 888 00:57:30,799 --> 00:57:35,040 ,在宇宙中還有很多未被開發的疆土。 889 00:57:35,560 --> 00:57:38,880 自從伽俐略在四個世紀前用他的望遠鏡窺探穹蒼 890 00:57:39,000 --> 00:57:42,200 人類已經向前邁進了一大步 891 00:57:42,240 --> 00:57:45,440 雖然今天我們仍然用着望遠鏡來觀測宇宙 892 00:57:45,480 --> 00:57:50,800 但不再侷限在地球上,早已進入了無窮無盡的太空 893 00:57:50,920 --> 00:57:54,520 人類的根本在於 894 00:57:54,640 --> 00:57:57,680 我們擁有無盡的智慧和求知慾 895 00:57:57,799 --> 00:58:00,360 而我們才剛開始解答着一些 896 00:58:00,400 --> 00:58:02,440 最重要的問題 897 00:58:02,480 --> 00:58:05,120 我們在銀河系中找到了超過300顆行星 898 00:58:05,160 --> 00:58:09,200 也偵測到環繞着遙遠恆星的 899 00:58:09,240 --> 00:58:12,760 行星上,存在着有機分子 900 00:58:12,799 --> 00:58:17,440 這些難以置信的絕妙發現好像是人類探索史上的頂峰 901 00:58:17,520 --> 00:58:21,520 但最好的狀況無疑地尚未來臨 902 00:58:21,640 --> 00:58:24,440 其實,你也可以加入發現者的行列 903 00:58:24,480 --> 00:58:29,200 只要抬頭,去感受!