哈勃服役30周年

前一阵子，你一定看到过“你生日那天的宇宙”吧，这个活动就是NASA为庆祝哈勃望远镜30岁生日，而提供的全年365天哈勃空间望远镜拍摄下的宇宙照片，送给全人类当做生日礼物。

但是你知道吗？哈勃空间望远镜拍下的照片并不是像照片这样颜色丰富，而是一张什么颜色也没有的黑白照片。

哈勃望远镜的黑白照片

哈勃望远镜之所以选择拍摄黑白照片，是因为黑白照片拍摄的精度更准，但是哈勃望远镜在拍摄时，并不是只拍摄一张黑白照片，而是使用不同的滤镜拍摄不同波段下的宇宙。

我们知道，颜色其实是一种电磁波，但是人眼看不到所有的电磁波段，只有其中很小的一部分才能被我们所看到，这个波段就叫做“可见光”。

可见光里又因为波长的不同，对应的颜色也不同，比如：红色的波长是780~620nm，绿色的波长是577～492nm。

人眼睛之所以能够看到这么多不同的色彩，是因为恒星发出的光是一种复合光，里面包含了很多不同波长的电磁波。

当电磁波照射到物体表面时，物体会吸收一些电磁波波段，再将不能吸收的电磁波波段反射出来，此时反射出的电磁波波段到达我们眼睛中，和眼睛发生一系列反应就形成了我们能看到的“颜色”。

比如：植物的叶子之所以是绿色，是因为它将其他颜色的电磁波都吸收了，只有绿色波段的电磁波被反射出来。

如果一个物体的颜色是黑色，这意味着它会将所有颜色的电磁波都吸收，没有电磁波可以跑出来，以至于我们看不到它的颜色。

哈勃望远镜和人眼很相似，它也能接收光子，但它可以根据滤镜的调整，专门接收不同波段的电磁波。

哈勃望远镜一共有19个滤镜，以及1个空位，每一个滤镜拍摄到的电磁波波段并不相同。

一般情况下，哈勃望远镜会使用不同的滤镜拍摄同一个物体，得到多张不同照片。比如：在红外线先拍摄的照片，和在紫外线下拍摄的照片就不相同。而且拍摄的天体颜色越丰富，需要拍摄的照片越多。

这些照片传到地面上后，科学家会根据不同的照片，来为它们分别上色。其中在紫外线滤镜下拍摄的照片，科学家会为它们上成蓝色或者紫色；在红外线滤镜下拍摄的照片，科学家会为它们上成红色照片；在可见光滤镜拍摄的照片，会根据实际的颜色去上色，但为了和红外线，紫外线有区别，一般在可见光的照片中不会使用蓝紫色以及红色色彩。

就这样，科学家们会得到多张颜色不同的照片，然后再把这些照片叠合到一起，就得到了一张颜色丰富、色彩明亮的照片了。

但这还不是最终，为了让照片看起来更加有吸引力，科学家们还会人为将一些天体调亮，并在合理的范围内增加照片的色彩饱和度，让照片看起来更吸引人。

之所以要把哈勃拍摄的黑白照片转换到彩色照片，一是为了更加直观地向大众展示宇宙的面貌，二来是这些色彩虽然是人为PS的产物，但都遵循科学原理，是比较真实的照片。

哈勃望远镜的意义

哈勃望远镜被称为“人类观测宇宙的第一双眼睛”，在哈勃出现之前，人类观测宇宙只能依赖肉眼以及地面望远镜。

但是地面望远镜有个缺点，那就是会受到地球因素的干扰。我们知道，科学的实验对精确度要求极高，很多实验项目为了躲避地球环境的干扰，会将实验室建立在地下或者是深山之中。

而地面望远镜和其他科学实验不同，它受到的干扰主要是地球大气层的干扰，我们知道，大气层并不是均匀的物质，而是由于冷热不均导致粒子的密度分布也不均。再者大气层会阻挡宇宙中一部分电磁波，造成地球接收到的电磁波有限。

然而太空中则不同，由于太空中没有大气层，也就是说受到的干扰较小，因此在太空中观测宇宙得到的数据比在地球上更全面、更详细。

在这个背景下，美国以及欧洲的科学家们筹备了大型空间轨道天文台，后来这个项目也被命名为哈勃空间望远镜。

在哈勃望远镜服役之前，人类能够观测到的天体有限，大多是离地球较近或者是自身发光较强的天体。

而哈勃就像是人类在宇宙中的眼睛一样，它大大拓宽了人类能够观测到的天体，甚至还发现了许多系外行星。

我们知道，系外行星本身并不发光，观测它们需要从它们所在的恒星亮度入手，当有系外行星绕过恒星时，会造成该恒星亮度发生改变，但是亮度的变化非常微弱，以至于人类在地球上因云朵遮挡造成的误差，都比观测的数据要大得多。

除此之外，哈勃望远镜还证明了每个星系中心都存在着质量较大的黑洞，尽管这个现象科学家已经从理论中推测了出来，但一直没被观测到。

除此之外，科学家们还通过哈勃望远镜推测到了宇宙的年龄；在可见光范围内，观测到了数千个星系，探测到了宇宙诞生之初的“原始星系“，这有助于天文学家研究宇宙发展的历史。

哈勃空间望远镜还更清晰地观测到了恒星不同时期的形成过程，以及帮助人们寻找系外宜居星球等。

可以说，如果没有哈勃望远镜，人类对宇宙的了解如同“睁眼瞎”一般，远远不如今天看到的这么丰富。

今年是哈勃空间望远镜服役30周年纪念日，如果想要了解更多关于哈勃望远镜的故事，可以关注一下纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》。