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探访美国宇航局新一代望远镜，罗曼太空望远镜，视场超哈勃一百倍

1990年，美国宇航局（NASA）的哈勃太空望远镜发射升空，创造了人类天文观测的里程碑。

到现在为止，哈勃已经服役整整三十年了。在这三十年的时间里，它为人类作出了杰出的贡献，让我们见识到了最深邃、最神秘的宇宙。不过，尽管经历了多次更新维护，我们知道哈勃望远镜终究有退役的一天。

不过，我们也不必过于担心，因为NASA已经在研发下一代太空望远镜了。大家最熟悉的，就是詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），它有望在明年年底前发射升空。不过，NASA的下一代太空望远镜绝不仅仅有JWST，还有另外一个强大的宇宙之眼，那就是南希·罗曼太空望远镜。

南希·罗曼是美国天文学家，她一生之中最伟大的功业，就是在哈勃望远镜筹备的最危险时期四处奔走，最终促成了哈勃的发射。因此，她也被称为哈勃之母。2018年，罗曼女士与世长辞，随后NASA决定以她的名字来为新一代望远镜命名。用罗曼的名字来为哈勃望远镜接班，可以说是非常符合寓意。

和哈勃太空望远镜相比，罗曼太空望远镜有着巨大的提升。它的视野比哈勃要广得多，是后者的100倍，这意味着它的观测效率会非常高。这样的宽广视野，更适合拍摄大范围的宇宙图像，也更方便科学家研究暗物质和寻找系外行星。

在电磁波段方面，罗曼望远镜和JWST一样，能够在红外波段进行观测，而哈勃则只有近红外的视野。通过对红外线的观测，罗曼望远镜将可以更好地追溯最早期的宇宙， 探索 宇宙的 历史 。

就在前不久，NASA对外公布了一个好消息，罗曼望远镜的主镜已经打造完成。和哈勃一样，罗曼望远镜的主镜口径也是2.4米。不过，由于技术上已经比30年前创新和突破了很多，所以这面主镜要轻得多。而且，这面主镜不是全新打造的，而是来自于对美国国家侦察局的一个设备加以改造，所以打造的效率高得多，能够现在就完成。

我们知道，主镜就是望远镜最核心、最重要的部分，没有主镜，其他一切都免谈。它可以将光线汇聚起来，然后导向不同的仪器，然后进行成像。通俗地说，这面主镜就类似于你的手机摄像头，如果摄像头坏了，其他拍照软件再先进也没用。当初的哈勃太空望远镜，就差点因为主镜的一点点极细微的偏差而差点报废。

这些望远镜的主镜并不是普通的玻璃制成，而是非常先进的材料。并且，为了实现不同的功能，技术人员还要在镜面上刷不同的涂层，从而对不同的电磁波感光。以哈勃为例，为了观测到近红外、可见光和紫外线波段的宇宙，它的主镜面被涂上了铝和氟化镁。而JWST的镜面则被涂上了一层金，这能够让它更好地接收较长的红外线。

同样的，为了保证罗曼望远镜的观测能力，技术人员给它的表明涂了一层银，通过银对红外线的反射能力在该波段下进行观测。实际上，这一层银非常薄，只有不到400纳米，是人类头发丝直径的1/200！由此可见，主镜的打造真的是有着极高的难度。

另外，由于采用的是反射原理，所以主镜的曲率要打造得极其精细、完美。据NASA介绍，这面镜子的最高凸起也只有1.2纳米。他们做了一个形象的比喻，如果这面镜子有一个足球场大小，那么最高处比最低处也只高出了差不多6毫米，可见其平整度有多么惊人。

随着主镜面的打造完成，罗曼望远镜的其中一个难关算是被突破了。不过，这绝不意味着所有的难题都得到了解决。实际上，NASA的科学家们还有一段很长的路要走。

在通过主镜汇聚了来自宇宙的光线之后，罗曼望远镜还需要其他设备来对这些光线进行处理。为此，科学家为它配备了两台强大的仪器，那就是日冕仪和宽视场仪。

日冕仪最初是为了观测日食而发明的，但是随着不断的更新迭代，它甚至可以在没有日食的时候自己“创造日食”来进行观测。安装在罗曼望远镜上的日冕仪可以对系外行星凌日现象进行观测，并且通过凌日法发现新的系外行星。按照计划，这台日冕仪可以观测到只有恒星1/10亿亮度的系外行星，功能极为强大。

宽视场仪可以顾名而思义，是扩大罗曼望远镜视野的仪器。实际上，它是一台拥有3亿像素的巨大相机。凭借着惊人的视野和极高的分辨率，它可以尝试对宇宙中的暗物质分布和结构进行绘制，也能帮助科学家了解宇宙的演化 历史 。

NASA戈达德太空飞行中心的Jeff Kruk是该项目的科学家之一，他告诉我们说：“我们将要去 探索 宇宙的命运，它现在正在加速膨胀。在宽视场仪的帮助之下，我们可以确定这个加速的趋势是增加还是减少。”

多年以来，科学家们一直想要回答的一个问题，就是宇宙膨胀速度到底有多少。尽管天文学家哈勃提出了哈勃定律，给出了宇宙膨胀的公式，但是却留下了一个未知的哈勃常数，直到今天也没有被破解。

根据最新的几次探测结果，科学家认为哈勃常数大约在67-77（km/s）/Mpc（百万秒差距）之间，并且由于测量方法的不同，结果也不一致。为此，罗曼望远镜将凭一己之力，利用重子声学振荡、对遥远超新星的观测以及微引力透镜法等多个方法，对哈勃常数进行测定。或许，宇宙膨胀的秘密，就要在罗曼望远镜的手下被解决。

此外，罗曼望远镜还能够延续开普勒太空望远镜的任务，加入到寻找系外行星的行列中来。更加强大的是，它还能够尝试寻找那些流浪的行星。这些行星不围绕任何宿主恒星，因此极其暗淡。凭借着强大的观测能力，罗曼望远镜或许能揭开这些天体的秘密。

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