天文學新發現精選(九篇)

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第1篇：天文學新發現范文

這一發現讓天文學家興奮不已，因為這預示著，我們能從這里面找到更多可能存在生命跡象的行星。這不，沒過多久，4月17日出版的《科學》雜志就刊文稱，天文學家發現了迄今為止人類尋找到的最像地球的行星“開普勒-186f”。這個最新被發現的星球看起來正適合我們所知的生命存在條件，不太大又不太小，不太冷又不太熱。發現它的，正是開普勒望遠鏡。

開普勒望遠鏡于2009年3月6日發射升空，是世界上首個專用于搜尋系外類地行星的航天器。如今，它已經交出了一份漂亮的答卷。

在它之前發現的系外行星

在宇宙中尋找類地行星和地外文明，是人類自古以來就有的愿望。只是在技術落后的過去，這一愿望僅能停留在豐富的想象之中。自1995年10月6日兩位瑞士天文學家發現太陽系外第一顆行星后，人類才看到了實現這一愿望的曙光。從那時起，世界科學界發現系外行星的步伐加快了。到1998年末，天文學家在太陽系外發現的行星總數已達26顆。

1999年1月7日，美國天文學會宣布，根據哈勃太空望遠鏡的最新發現，宇宙約有1 250億個星系，銀河系僅是其中的一個普通星系，太陽僅是銀河系3 000多億顆恒星中的普通一顆。這大大增強了科學家尋找系外類地行星的信心。

幾乎在同時，一個國際天文研究小組宣布，他們于1998年7月發現了太陽系外第一顆類地行星，也是人類發現的第27顆系外行星。該星的直徑稍大于地球，質量亦比地球稍重一點，并圍繞著1顆熱度與太陽一樣的恒星運行，兩者距離為1～4個天文單位，這個距離對維持生命來說恰到好處。太陽系中日-地平均距離1.496億千米，被定義為1個天文單位，這是使地球具有生命所需溫度的重要因素。顯而易見，要在宇宙中尋找生命，就要搜索與恒星距離接近1個天文單位的位于宜居帶的類地行星。在太陽系，宜居帶被認為是從0.95個天文單位延伸至1.37個天文單位的區域。

截至2009年3月初，科學家共發現了342顆系外行星，其中僅有7顆類地行星，其他基本屬于體積較大、由氣體組成的類似木星的行星，均不適合孕育生命。發射開普勒太空望遠鏡的目的，就是為了讓它在繞行太陽的軌道上尋找更多的系外類地行星，并查看是否具備存活外星生命的條件。

“開普勒”交卷之后已經壞了

以德國天文學家約翰內斯?開普勒命名的太空望遠鏡，外形呈圓筒狀，直徑2.7米，長4.7米，內部僅裝1臺迄今世界最大的光度計，結構較為簡單而靈敏度極高。光度計是一臺直徑為0.95米的施密特望遠鏡，在透鏡后面裝有一排由42塊CCD圖像傳感器組成的接收器。每塊CCD尺寸為50毫米×25毫米，像素為2 200×1 024，這使整個接收器相當于一個具有9 461萬像素的數碼相機。觀測的數據將以連續的方式不間斷地存儲下來，每月向地球傳回一次。這些數據資料被地面站接收后，最終被傳送到美國的太空望遠鏡科學院，再由美國航天局的艾姆斯研究中心進行科學分析。

開普勒計劃本來為期3.5年，在2012年4月，美國航天局決定將該計劃延長至2016年。不料在2012年7月和2013年5月14日，開普勒望遠鏡4只反應輪中的兩只先后停止工作，反應輪主要幫助控制望遠鏡的方向，壞了兩只意味著開普勒望遠鏡將不能指向想要指向的地方，不能收集數據。因為開普勒望遠鏡現距離地球6 400萬千米，路途遙遠，無法派機器人或航天員前去修理，美國航天局被迫于2013年8月15日宣布放棄修復開普勒望遠鏡。該設備由此結束搜尋系外行星的主要任務，但它仍可能被用于其他太空觀測科研工作，繼續發揮作用。

但是，即便開普勒望遠鏡結束數據收集的工作，它已搜集到的那些數據也夠地面人員忙活一兩年的，艾姆斯研究中心首席科學家威廉?博魯茨基當時就說：“我認為，最有趣、最激動人心的發現將在今后兩年內出現，這一項目沒有結束?！?/p>

“打包”發現系外行星

果不其然，經過長期的分析研究，天文學家確認，由開普勒望遠鏡發現的715顆候選太陽系外行星被證實為行星。開普勒望遠鏡此前發現過246顆系外星球，這一數字現在已經劇增到961顆，比過去19年內人類發現的總數789顆還多，使已知太陽系外行星總數已達1 750顆，從而得出了本文開頭所講的結論。

這份根據開普勒望遠鏡在2009年至2011年間采集的數據編纂的新系外行星花名冊意味著，多行星系統在太空望遠鏡持續監控的15萬顆恒星中是相對較為常見的。研究人員表示，過去科學家尋找系外行星通常是“一個一個分析的艱苦過程”，一次只能發現一顆或少數幾顆，而他們利用一顆恒星通常有多顆行星繞轉的特點，開發出一種“多重性確認”統計學技術，使得一次性“大批量”確認系外行星成為可能。這715顆行星分布在約305個多行星系統中，并配有太陽系的類地行星所具有的圓形軌道，但排列要更加緊密。

第2篇：天文學新發現范文

大多數星系團是宇宙中最大的結構體。在很久以前，在孕育出它們所能形成的許多恒星后，它們中的絕大多數現在都是“呈現紅色并已經死去了”。但從理論上來說，根據新的恒星所發出的藍色光線，星系團的形成應該有一種處于冷卻的狀態。

這個被正式命名為SPT-CLJ2344-4243的星系團距離我們大約70億光年。研究者根據它所在的星座重新為它命名，它擁有的質量相當于大約2500萬億個太陽。

就如同行星被認為是由恒星形成后周邊的物質聚合所構成的那樣，星系團也被認為是通過巨大的星系合并而成的。目光敏銳的天文學家不止一次地設法得到了一些有關這類合并事件的圖像。

理論上認為，除了中央有一個黑洞外，星系團在它的核心還存在大量的氣體，這些氣體來自附近的星系和超新星。星系團的核心最終將冷卻下來以至于可以聚集在一起，并開始新的恒星形成過程。但是，天文學家目前只觀測到星系團核心部分呈現紅色和已經死亡的區域，沒有太多的證據來證明這個理論上的“冷卻流說”。

但從位于南極洲的南極望遠鏡和位于太空的錢德拉x射線望遠鏡的觀測結果，天文學家在許多新發現的星系團中找到一個很明亮的。美國麻省理工學院的一個國際領先的研究隊伍利用位于世界各地的10臺不同的望遠鏡，從每個望遠鏡中觀測到光線中不同的顏色，以描繪出這個令人驚奇的鳳凰座星系團的特性。鳳凰座星系團在紫外光譜中呈現出特別明亮的射線，對應著成百上千個年輕的恒星，這表明每年約有740顆新恒星誕生了。

麻省理工學院的邁克爾·麥克唐納表示：“它不僅是宇宙中X射線最明亮的星系團，而且它中間質量巨大的星系正以無可比擬的速度正在形成恒星”

這些發現揭示了所有大型星系核心部分的超質量黑洞之間的相互作用，以及它們周圍浩瀚的氣體包圍。

這些黑洞是宇宙間“拔河比賽的王者”，它們的重力把物質吸進去，但電噴射出巨大的能量。這些能量升高了周圍氣體的溫度，并把這些氣體保持在一定距離之外。

研究人員相信，在他們觀測的時候，鳳凰座星系團中央核心的黑洞一定沒有放射出太多的能量。

第3篇：天文學新發現范文

從牛頓到羅斯，在反射望遠鏡將近兩個世紀的歷史中，金屬做的鏡子乃是前進的障礙。鑄鏡用的青銅易于腐蝕，不得不定期重新拋光，結果消耗了大量時間和勞動。有些金屬耐腐蝕性好，卻比青銅要重，而且昂貴。

玻璃重量輕，價格低廉，耐腐蝕，能夠拋得很光潔，又比金屬容易研磨成形。其實在早期望遠鏡的同時代，就已經有那種在玻璃后面貼一個金屬背板類型的鏡子了，就像現在家用的鏡子那樣。但這種鏡子沒法用在望遠鏡上，因為光線在金屬背板上反射之前和之后都要通過一定厚度的玻璃，這就會使得圖像變得模糊。

1856年一名叫尤斯圖斯?馮?李比希(Justus von Liebig，1803～1873)的德國化學家利用新發現的一種化學反應，實現了在玻璃表面覆蓋一個薄薄的銀層，從而發明了新的制鏡方法――只要將銀鍍到玻璃上再加以拋光就可以了。那年晚些時候，德國物理學家卡爾?奧古斯特?馮?斯坦黑爾(Carl August von Steinheil，1801～1870)使用這種工藝制作反射鏡，將銀層涂在鏡子的正面。

第二年法國物理學家雷昂?傅科(Jean Bernard Leon Foucault，1819～1868)獨立將一面10.16厘米的拋物面鏡子鍍上銀層，他將望遠鏡放在了一臺赤道儀上。同年傅科前往都柏林向英國天文學界宣讀他的論文《銀質玻璃望遠鏡鏡片》。后來傅科還發明了測量鏡面形狀的更好方法，這種方法雖與早期磨鏡者們使用的檢測法類似，但擁有非常高的精度，磨制出正確的鏡面形狀變得容易了。

這樣天文學家們獲得了一種既輕又便宜的玻璃鏡面，而且比金屬鏡面能多反射一半的光。盡管銀層仍然會因氧化而變黑，但重新鍍銀遠比重新拋光金屬鏡面容易。玻璃反射鏡熠熠生輝，孕育了巨型反射望遠鏡的時代的到來。

墨爾本1.22米望遠鏡――最后的大型金屬鏡面反射鏡

1862年，澳大利亞的當局決定建造一架大型望遠鏡，用以研究南天的星云，在當時尚不清楚這種云霧狀的天體是什么。由包括羅斯伯爵在內的天文學家和望遠鏡制造商組成了一個委員會來確定望遠鏡的設計方案。大部分的天文臺部建在北半球，南天很多部分還沒有被觀測過，所以這架位于南半球的望遠鏡將能夠幫助人們獲得完整的天空圖景。

委員會確定了一個直徑1.22米的卡賽格林式望遠鏡的方案。雖然在當時玻璃反射鏡已經越來越普及了，委員會還是傾向于使用金屬的反射鏡，因為他們覺得在當地的氣候條件下玻璃鏡面的銀鍍層比金屬鏡面更容易氧化、分解和腐蝕，而且這樣一架沉重巨大的玻璃望遠鏡難于操縱。

很快他們就為當初的決定而后悔了，因為當1877年金屬鏡面因為嚴重銹蝕而需要重新拋光時，整個鏡子必須運回位于愛爾蘭的原來的制造廠才能做處理。于是天文臺的主管自學了一番如何拋光金屬鏡，然后親自動手嘗試。雖然拋光成功，但是他無法精確地檢測拋光后的鏡面精度是否符合要求，此后這架望遠鏡一直未能重新正常工作。

這架墨爾本望遠鏡只用了15年，而很多比它早的望遠鏡直到現在還能使用。這次失誤標志著望遠鏡發展史上的一個轉折點，墨爾本望遠鏡也成為最后一架大型金屬鏡面反射望遠鏡。這次失敗的影響之大，使得此后的三十年里天文學家們都在避免建造大型反射望遠鏡

天體攝影

驅使天文學家將天文臺建在高海拔地區的另一個原因是天體攝影的需要。與原來的繪圖觀測相比，天體攝影提供了一種迅速而客觀準確地記錄觀測結果的方法。同時，攝影術能幫助天文學家們觀測那些即便用了巨型望遠鏡肉眼也無法看到的暗弱天體。無論一個人用眼睛注視目鏡中的星點多久，他也無法看到比他的視覺極限還暗的那些東西。但照相底片卻能把照到它上面的所有光，不管有多暗，部記錄下來。如果圖像很暗，只要將曝光時間足夠延長，就可能拍攝下來。

天文學家發現如果把望遠鏡架設在高山之上，那里有非常黑暗的天空，只有星光在閃耀，周圍沒有其他的光亮，就可以拍攝到很多肉眼無法看到的星星和天體的照片。最終，所有的天文望遠鏡都開始使用照相的方式觀測。現在的專業天文望遠鏡上已經沒有目鏡，代之以照相裝置和其他觀測設備。

第4篇：天文學新發現范文

——新華社

木星外發現新彗星

據國外媒體報道，全世界的天文學家正密切注意一顆新發現彗星，即C/2012 S1 (ISON)。目前這顆彗星正運行于木星軌道之外，看上去還只是一個微小的亮點。但是在未來一年內，它或許將成為整個夜空中最明亮的天體。

——新華社

“體胖”真的“心寬”

定義“好看的人”時，大多數人都會列出苗條、富有曲線這樣的特征。來自挪威的研究人員則通過樣本調查發現，與這些特征越符合的人越在意自身外表，而距離較遠的人更滿意自己的外表。研究者認為，調查中超重的志愿者會有意降低外表的重要性，從而使自己更加接受不完美的體型，也就更加快樂。

——英國《每日郵報》

科學界的性別偏見

近日，耶魯大學研究員發表報告顯示，科研領域的性別偏見依然存在。美國大學的教授普遍認為女生的競爭力比男生弱，這些教授不大愿意當女生的導師或給她們提供實習機會，即使提供機會，工資也會較低。這一偏見是廣泛存在的：無論是男教授還是女教授，無論物理學還是生物學教授——盡管生物學專業的女生人數超過一半。 ——《紐約時報》

“痘痘”克星

在我們的毛孔里，有一種名為丙酸桿菌的細菌，它是“痘痘”的罪魁禍首。因此，目前的治痘方法都集中在“對抗丙酸桿菌”，即抗生素的使用上。不過美國研究者發現，一種生活在我們皮膚上的良性病毒能自動搜索、找到引發“痘痘”的細菌并殺死它們。這種病毒被稱為“丙酸桿菌噬菌體”，專門襲擊“痘痘”細菌，有望用于臨床治療?！堵迳即墪r報》

難以實現的長壽秘訣

想活到100歲？對男性而言，的存在可能使得這個理想難以實現。韓國科學家比對了朝鮮王朝王族與同時期太監的壽命，發現缺失可能帶來14～19年的壽命延長。就這一發現，研究者認為關鍵在素，它會提高男性患冠心病的幾率，并侵害男性免疫系統。同時，有女性傾向的男性素水平往往較低，更難患男性相關疾病，身體較慢老化。

——《洛杉磯時報》

美國蜜蜂感染寄生蟲變僵尸

美國專家表示，讓蜜蜂成為“僵尸蜜蜂”的寄生蟲已經入侵華盛頓州?！敖┦鄯洹币归g也會飛出蜂巢，到處亂飛直至死亡。養蜂新手馬克·霍恩在西雅圖郊外的住宅發現被感染的蜜蜂，他說：“我跟孩子們開玩笑說，僵尸末日正在我們家里上演?！被舳鲙字芮岸燃贇w來，發現他的蜜蜂死了很多，而且活著的也是瘋了一樣到處亂飛，直到一頭栽到地上死去。 ——英國《每日郵報》

340000

美元

一塊月球隕石正在被拍賣，專家估計這塊隕石的最終成交價將會在34萬美元左右。是迄今拍賣過的最大塊月球巖石樣品。

10

萬年

研究發現，科伊桑人比世界上其他任何民族都更古老，他們已存在了超過10萬年。

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第5篇：天文學新發現范文

出了巨大的能量波……這些能量不停地在宇宙中擴散、擴散、擴散……終于在2015年9月14日，人類感受到了這份震顫。北京時間2016年2月11日23點30分，美國國家科學基金會（NSF）宣布人類首次直接探測到了引力波，印證了愛因斯坦的預言。

看完上面這段文字，你是不是覺得信息量太大？引力波是什么？黑洞真的存在嗎？本期特別關注，我們就一起聊聊這發生在天文學界的最新發現。

什么是引力波？

在物理學上，引力波是愛因斯坦廣義相對論所預言的一種以光速傳播的時空波動。如石頭丟進水里產生的波紋一樣，引力波被視為宇宙中的“時空漣漪”。這種波可以造成空間的拉伸和壓縮。當然，通常引力波的產生非常困難，地球圍繞太陽以每秒30千米的速度前進，發出的引力波功率僅為200瓦，還不如家用電飯鍋的功率大。宇宙中大質量天體的加速、碰撞和合并等事件才可能形成強大的引力波。但能產生這種較強引力波的波源距離地球都十分遙遠，往往傳播到地球上時，也已經非常微弱了。

如果石頭對水波的影響你還是不容易理解，你可以想象有一張很大、很平整的橡膠膜，一只螞蟻、一只兔子以及一個人分別在這張橡膠膜上跳動。因為螞蟻、兔子和人的質量不同，所以橡膠膜發生的變化也不一樣。螞蟻質量小，雖然拼命跳動，橡膠膜的形變還是微乎其微。而人在上面跳過，橡膠膜每一次都會有較大的波動。

如何探測引力波――先進的LIGO探測器

橡膠膜的形變是我們比較容易觀測到的，但引力波造成的空間“形變”測起來卻非常困難。因為引力波引起的空間變形非常微小，不能用常規的測量工具去測量。這該怎么辦呢？

一起來看看這次探測到引力波的美國“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）是如何做到的吧。

“先進LIGO”設施包括兩條互相垂直的L型長臂，長度均為4千米。將一束激光用分光鏡分成夾角為90°的兩束，然后兩束激光分別被4千米外的反射鏡反射回來并發生干涉，這樣的反射可以來回進行多次，從而大大增加激光運行的路徑長度。由于光的頻率和波長完全一致，在正常情況下，這兩束激光應該是完全相同的，但是如果存在引力波作用，激光跑過的路程被引力波拉長或者壓短，而無論時空如何變化，光速是不變的，這樣，激光通過兩條互相垂直的L型長臂的時間長度就會發生變化，從而影響探測器的結果。理論上，測量到了這些變化，科學家們就相當于測量到了引力波。

強烈合體，引發強烈引力波

介紹完了引力波，大家一定會好奇，黑洞是什么？為什么黑洞碰撞在一起就能發出強烈的引力波呢？下面就介紹一下天文學中大名鼎鼎的黑洞。

黑洞，并不是一個洞，它也是一個充滿神秘色彩的天體。凡是接近這個天體的物質會全部被吞噬，就連光線也無法從其勢力范圍中逃脫。由于沒有光線能發射出來，人們就看不見它，所以稱它為“黑洞”（想了解關于黑洞的更多信息，請看本期“糯米團團”《最“好吃”的天體――黑洞》）。

早在13億年前，在距離地球13億光年之外有兩個黑洞，其中一個黑洞的質量相當于29個太陽的質量，另一個黑洞的質量相當于36個太陽的質量。這兩個黑洞由于某種原因慢慢靠近，最終合體。在它們合體的過程中，有3個太陽質量的能量以引力波的形式釋放出去……這些引力波經過長達13億年的漫長旅行，終于達到了地球，并且被LIGO探測到。

引力波的探測意義

引力波天文學將是繼傳統電磁波天文學、宇宙線天文學和中微子天文學之后，人類認識宇宙的全新窗口，必將引發一場天文學革命。引力波像其他的波一樣，攜帶著能量和信息。電磁波（宇宙背景微波輻射）只能讓我們看到大爆炸38萬年之后的景象，而引力波能夠讓我們回望宇宙大爆炸最初的瞬間，檢驗宇宙大爆炸理論的正確與否。

我國重大引力波探測工程“天琴計劃”

第6篇：天文學新發現范文

水稻從土壤中吸收砷的原因已被日本研究人員找到了。這一發現將有助于把砷這種具有潛在危害的元素從亞洲人的主食中去除。據聯合國教科文組織的統計，僅在南亞地區，就有2000多萬人遭受慢性砷中毒的危害。研究人員在水稻中找到了兩種蛋白，它們能把土壤中的砷運送到谷粒中。在去除了這兩種蛋白的水稻中，稻稈和谷粒中的砷含量都減少了。不過與此同時，水稻從土壤中吸收硅的能力也會降低。硅對于水稻的生長和產量至關重要，它還有助于水稻防止病蟲害。研究人員希望有朝一日能通過基因改良方式使水稻只吸收硅而不吸收砷。

古細菌現身海底地層

日本和德國科學家最近發現海底之下10厘米至365米深的地層內生存著大量古細菌。古細菌是一類很特殊的細菌，多生活在海底熱液口以及高鹽、強酸或強堿性等極端環境中。此次在海底發現大量古細菌，將有助于研究古細菌如何適應嚴酷的環境而獨立進化。研究人員是利用探測船對海洋底部進行鉆探時發現的。科學家推測，按照換算成碳元素來衡量，整個地球海底地層中的古細菌總量可達900億噸，相當于陸地土壤中各種生物總量的3倍以上。

罕見星系瘋狂“造星”

美國天文學家借助“斯皮策”太空望遠鏡等一系列觀測設施，在遙遠的宇宙中發現了一個異常罕見的星系，該星系內每年新形成1000~4000顆恒星，堪稱“造星機器”。相比之下，地球所處的銀河系現在平均每年才形成10顆新恒星。這種處于“生育高峰”期的星系在天文學中被稱做“星暴”星系?！靶潜毙窍敌纬纱罅康哪贻p恒星，因此亮度極高。這個新發現的星系爆炸式地制造恒星，也對當今最流行的星系形成理論――“等級制模型”構成挑戰，該理論認為星系都是通過“侵吞”周邊的小天體系統而慢慢地膨脹，進而孕育恒星。目前還不清楚這個“造星機器”是個例，還是代表了很多大型星系在宇宙早期形成時的情形。

太陽能能制冷

第7篇：天文學新發現范文

時間有盡頭嗎?宇宙的開始和結束是什么樣的?古往今來，無數人試圖進行完美的解釋；而哈勃太空望遠鏡20年對宇宙的觀測有哪些新發現?對這些時空的終極問題又做出了怎樣的回答?

具空中光速傳播最快，但光速是有限的，意味著光線在太空中旅行也需要時間。光穿越太空的速度為每秒約30萬公里，幾乎等于地球到月球的距離。光從月球到地球只要一秒多，我們看到的月亮是一秒多鐘以前的樣子，這是空間轉化成時間的結果。有限的光速使我們能夠“回到過去”，將目光投向太空，等待遙遠地方的光線到達眼球，看到的是光出發時的景象。天文學家依靠功能強大的望遠鏡，不斷追尋著宇宙開始時的景象。

哈勃望遠鏡從深空中收集資料，就像地質學家刨開地表去尋找古老的化石，以定位地質年代一樣；天文學家通過尋找發自遙遠暗淡天體的光，不斷地向時間的盡頭“挖掘”。

無數天文學家都夢想尋找到最古老的宇宙，而哈勃望遠鏡在1995年圣誕節做了一次奇怪的嘗試，它連續10天把鏡頭指向同一塊天空。以前，有許多天文學家想這么做，然而第一次嘗試卻是由哈勃望遠鏡做的。

哈勃這項工作拍攝了所謂的哈勃深場。哈勃望遠鏡建成后，太空望遠鏡研究所專門負責哈勃的運行，在管理上也留了一部分時間作為機動時間，并由所長負責分配。這位所長產生了一個很好的想法，他要找一塊沒有任何特殊之處的地方，然后長時間地曝光，目的在于通過長時間拍攝，盡可能多地收集暗淡天體的光。

開始，大家對他的決定有異議。一些天文學家說，還有很多已知道的有意思的天體沒有排上時間去觀測，反而找一塊看上去沒有任何特殊之處的天區去觀測。但當看到這個天區的第一張照片時，天文學家都驚呆了，在這塊平淡無奇的小區域里竟有3000多個星系。這張照片被命名為“哈勃深場”，照片上的幾千個星系處于不同的形成階段，分布在長達數十億光年的太空走廊中，使天文學家能通過觀察這些星系，研究它們隨時間進化的過程。(圖1)

“哈勃深場”照片的問世，立即在天文界掀起熱潮，之后，幾乎所有地面望遠鏡和太空望遠鏡都用相當長的時間指向同一區域。天文學界一些最引人注目的成果在這次大協作中產生了。

不同大小、處于不同環境、有不同敏感度與不同波長的各種望遠鏡共同協作，提供了第一張宇宙恒星出生率的清晰照片。

令人驚訝的是，恒星的出生高峰期是在宇宙形成后的幾十億年中，那時的恒星出生率比今天高出10倍。

一旦天文學家發現了從未見過的遙遠宇宙，就會努力地將他們的觀測、記錄時間推得更久遠。2003年至2004年，哈勃望遠鏡上演了有史以來最長時間的曝光。這張著名的照片被稱為“哈勃超深場”。

實際上它是由幾個不同顏色的照片組合起來的，從中可以看到非常暗弱的一些天體。除了其他波段，微波背景輻射可能來自更古老的宇宙。在光學波段或光學近紅外波段，最古老的宇宙照片就是哈勃超深場，照片上布滿了大量形狀、大小、顏色各異的星系。天文學家希望通過研究照片上的這些星系，揭開大爆炸以來宇宙形成與進化的秘密。同經典的螺旋星系和橢圓星系相比，哈勃超深場這張照片景象簡直像個星系動物園，星系雜亂分布，有的像牙簽，有些像手鐲，還有的像是在打架。

這些古怪的星系產生于宇宙的混亂時期，就像遠古地球上低級的單細胞生物構成了生命世界一樣，這些星系是構成宇宙的原始細胞。

哈勃超深場是在光學近紅外波段揭示的最古老的宇宙，按照科學家今天的理解，宇宙演化是這樣的過程：首先，在很早時發生了宇宙大爆炸，這時宇宙處在非常高溫的狀態；大爆炸后，宇宙溫度逐漸下降，在下降約40萬年左右后，宇宙進入了新的狀態，科學家稱之為宇宙的“黑暗時期”。(圖2)

在大爆炸剛結束時，新生的宇宙迅速膨脹。在恒星和星系時代開始之前，物質的分配相當平和、均勻。

從大爆炸到星系群的形成，這是整個宇宙發展演化最初的情況。對于宇宙的演化史，有一個問題爭論了幾十年，那就是宇宙大爆炸發生在什么時候?即宇宙有多大年齡?最終，哈勃望遠鏡以銳利的視力，幫助天文學家準確地知道了問題的答案。這聽起來有些不可思議：科學家是怎么知道的?難道哈勃望遠鏡真正看到了宇宙的盡頭?

在講述測量宇宙年齡的故事之前，我們必須先認識一位活躍于20世紀初的天文學家，是他提出了測量宇宙年齡的巧妙方法，也是他把人類對宇宙的認識提升到一個新階段。

他身材高大，擅長打籃球、排球、網球；他是芝加哥大學三鐵的學校記錄保持者；他還是能跟職業拳擊手對決的拳擊能手；這個離不開煙斗的天文學家，就是埃德溫?哈勃。哈勃望遠鏡正是為了紀念他而得名，他被稱為20世紀最閃亮的明星天文學家。(圖3)

20世紀20年代，埃德溫?哈勃對宇宙的發現，顛覆了人們千百年來對宇宙的認識。他發現：離我們越遠的星系，遠離的速度越快；大多數星系也以一定的比率，離我們遠去；這是宇宙不斷膨脹的結果。埃德溫?哈勃提出了測量宇宙膨脹速度的一套方法，被稱為“哈勃常數”。

在埃德溫?哈勃之后，天文學家經研究進一步認為：上百億年前，在一場大爆炸后，宇宙開始膨脹；根據膨脹的比例能夠推算出宇宙的年齡與大小，或者說可以通過“向回收縮”直到將宇宙的一切都壓縮回最初那個無窮小的能量點而估算出來。

1990年，哈勃空間望遠鏡升空后，因為它高清晰的分辨率，科學家給哈勃望遠鏡定下的最重要的科學目標，是精確測定宇宙膨脹的速度，最終確定宇宙的年齡。

這項工作由一個“關鍵項目小組”完成，他們需要哈勃望遠鏡精確地尋找出一些宇宙的“界碑”。這些“界碑”是一種特殊的恒星，被稱為“造父變星”。由于它具有非常穩定的光度變換周期，且嚴格遵循恒星的物理屬性，所以它是測定星體距離的重要標尺。

比如我們要找出一個天體，假如已知道它是個100瓦燈泡，之后還要知道它的光度是多少；拿望遠鏡看時，看到的不是它的光度而是其亮度；100瓦燈泡擱在距離1米的地方，與擱在100米的地方，所看到的亮度是不一樣的；亮度是天文學家觀察到的，而光度是它自身的；知道了光度和亮度，也就知道了距離，因為距離是亮度的平方成反比。天文學家就是用這個方法測定天體的距離。造父變星正是這種光度已知的恒星，所以被稱為“標準燭光”，它是測量超新星實際距離的可靠基石。

因為超新星比造父變星亮得多，從很遠的地方就能看見。從地面看去，造父變星和超新星的圖像，通常和它所在星系的圖像摻合在一起。而哈勃望遠鏡

卻能清楚地區分這兩種光源，于是造父變星和超新星為我們提供了一個宇宙刻度表，可以精確測得哈勃常數及宇宙膨脹速度的演化規律，再反推至宇宙縮成為一個點，就像回放一部電影。這段回放時間就是宇宙現在的年齡。(圖4)

2009年5月7日，是個值得紀念的日子，哈勃望遠鏡網站公布了天文學家通過對漩渦星系NGC4258中的造父變星和超新星的研究，得到了迄今最精確的哈勃常數，根據它推斷出宇宙的年齡約為137億年。

生命只有短短幾十年的人類，竟能知道宇宙年齡，這的確令人驚訝，但這還不是最大膽的探索，真正的挑戰在于預測宇宙的未來。天文學家一直在探討宇宙是否會在遙遠的未來停止膨脹，并在一次激烈的大坍縮中滅亡；還是繼續膨脹，速度越來越慢?

天文學家將哈勃望遠鏡與其他望遠鏡的觀測數據結合，測量那些較遠的超新星的距離。結果似乎是宇宙并沒有放慢膨脹的腳步，反而還在不斷地加速。對于宇宙，這暗示著不同尋常的命運，因為那意味著有一股反引力力量在不斷地變強。這股力量來自何方呢?

當哈勃望遠鏡在度量宇宙如何膨脹時，發現情況起了突然的變化：宇宙演進史的前半程和后半程發生了變化，宇宙膨脹的速率實際上在引力的作用下放慢了，但一種反引力的神秘力量，又使宇宙加大了油門，造成了今天宇宙加速的境況。

如果這種情況繼續下去，反引力的力量最終會戰勝物質的引力，宇宙將以超快的速度膨脹，并使萬物被撕裂成基本的原子。宇宙學家把想象中的這個夢魘稱之為大解體。

宇宙大解體，聽起來令人恐怖，宇宙的終結真的會這樣嗎?如果宇宙一直以超快的速度擴張，宇宙最后的結局可能就是大解體。(圖5)

宇宙早期，在空間膨脹和物質引力的爭斗中，在引力贏的地方，物質坍縮形成星系；引力輸的地方，空間膨脹。科學家發現，如今的宇宙膨脹在不斷地加速。如果宇宙只是由普通物質組成，物質的引力效果將使宇宙的膨脹減速，但現在宇宙不斷膨脹表明，宇宙中應該還有一種反引力的東西。

初中學物理時，我們都知道萬有引力。有的學生問老師，既然有萬有引力，有沒有萬有斥力呢?老師回答，宇宙只有萬有引力沒有萬有斥力。既然有正電就有負電，有陰就有陽，為什么宇宙只有引力沒有斥力呢?

現在看來，這個結論下早了。原來，當時空大到一定范圍，才能顯現出宇宙還有另外一種力，一種跟引力相反的斥力性質的能量?，F在，由于對它的了解并不多，它被叫作暗能量。(圖6)

哈勃在探測暗能量上也起到很重要的作用，暗能量是通過超星距離的測量，而被準確發現的。

2004年，哈勃望遠鏡又發現了16顆遙遠的超新星，它們爆發的時間橫跨宇宙膨脹從減速到加速的轉折點，因而得知轉折點大約在50億年前。

在宇宙年齡大概50億至60億年的宇宙早期，物質是普通物質加上更多的暗物質占主導地位。因此，其引力作用使宇宙膨脹減速。但當宇宙年齡大概是60億年左右時，有新的成分開始逐步占主導地位，這就是暗能量。它使宇宙開始加速膨脹，這是一個轉折過程。

天文學家將哈勃望遠鏡、地面望遠鏡和微波背景輻射的觀測數據結合在一起，發現暗能量大約占據宇宙總能量的3／4。

有如此龐大的暗能量，我們卻一無所知，最主要的問題在于我們根本無法看到它；還有一個與暗能量常常一起提到的神秘的“暗物質”，我們也無法看到。

天文學家知道，我們在宇宙中所見到的事物僅僅是冰山一角，雖然物質有引力，但將星系和星系群整合在一起的，不僅是可見的東西，更重要的是那些看不見的物質。(圖7)

由于大星系的引力作用，星體光線經過它時會改變路徑，就像天空中安放了一面透鏡一樣，科學家根據引力透鏡效應稱量星團的質量，并推測出了隱藏的暗物質的分布情況。

我們通過觀測星系里和星系團里的引力，根據可以看到的發光的普通物質推算出來的引力很小，但發現實際上引力要大得多。這就說明還存在著我們還沒有看到的物質，這就是暗物質。

人們非常想了解這些巨大而又看不見的物質，2006年，在“錢德拉”空間X射線望遠鏡和哈勃空間望遠鏡以及地面大型望遠鏡的通力合作下，天文學家對子彈星系團進行了幾個月的觀測后，于2006年8月21日宣布，第一次“看”到了暗物質。

原來這個星系團其實是兩個星系團正在進行合并、碰撞的過程。天文學家還發現，這兩個星系互相穿越了。而一般的物質或這些氣體，它們互相會有作用，所以其速度比暗物質要低；x射線望遠鏡觀察到的現象，這些氣體是在中間范圍；而通過哈勃做引力透鏡，發現暗物質分布在，或者它們領先了氣體。

結果暗物質跑到了發射x光的熱氣體的前面；于是，這兩個星系團各自分成兩部分：暗物質在前，x光熱氣體在后。

這是暗物質在20世紀30年代提出后，第一次顯露正身，證實了暗物質并不是氣體成分，更像是一種只參與引力作用而不參與電磁過程的“無碰撞”的粒子。(圖8)

暗物質是人類在觀測中發現的。而我們能直接看到的發光的物質，只占宇宙總物質密度很少的一部分。在星系中，暗物質的成分比可見的恒星、氣體要多10倍左右。在整個宇宙中，可能有20％多是暗物質，而普通的物質只占4％或者5％。(圖9)

2010年是哈勃望遠鏡升空20周年，世界上很多著名的科學雜志都制作了紀念專號，總結了哈勃望遠鏡20年來所做的最重要的科學發現。其中關于宇宙年齡的測量、最古老的宇宙的影像一哈勃深場和超深場的照片，都位列這些最重大的發現之列，但最引人注目的還屬于哈勃望遠鏡對暗物質和暗能量的觀測和研究所做出的貢獻。(圖10)

哈勃太空望遠鏡在經歷了2009年的第五次大維修后，又煥發了生命力。人們期待它能帶來更多的發現，不過對于天文學王冠上的明珠――暗能量和暗物質的研究，哈勃望遠鏡只有最后幾年的觀測時間了，而摘得這顆明珠的機遇注定只能留給未來更大更好的望遠鏡。

第8篇：天文學新發現范文

靠近黑洞過程中，氣體云被撕裂和拉伸，每小時的速度達到500萬英里（約合每小時804萬公里）

科學家認為銀河系中央的人馬座A黑洞可能將一顆年輕恒星及其行星形成盤拖出一個年輕恒星環

北京時間7月5日消息，一個巨型氣體云將于2013年撞向銀河系中央的超大質量黑洞人馬座A，時速達到500萬英里（約合每小時804萬公里）。這將是迄今為止人類觀測到的最猛烈的太空撞擊事件之一。實際上，這個氣體云并不會真正與人馬座A黑洞相撞，在距離黑洞240億英里（約合386億公里，相當于光線36小時的穿行距離）時，黑洞的潮汐力將被這個氣體云撕裂。

在人馬座A黑洞巨大引力的拖拽下，氣體云以每秒5000英里（約合每秒8046公里）的速度加速，將于2013年撞向這個黑洞

巨型氣體云將于2013年撞向人馬座A黑洞并被黑洞的巨大引力完全撕裂。這是科學家第一次觀測到巨型氣體云靠近超大質量黑洞

過去20年時間里，德國慕尼黑馬克斯-普朗克地外物理學研究所的天體物理學家史蒂芬-格里森一直對人馬座A黑洞進行觀測。2013年，他將繼續進行觀測。格里森表示：“迄今為止，只有兩顆恒星與人馬座A黑洞進行如此近距離接觸，最后毫發無損地掠過地球。不過，氣體云的情況不同，將被黑洞的潮汐力完全撕裂。”隨著與人馬座A黑洞之間的距離越來越近，氣體云的速度不斷加快。7年內，它的速度增加了一倍。

借助于歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡，天文學家能夠對這個黑洞進行觀測。在對人馬座A黑洞進行觀測時，馬克斯-普朗克地外物理學研究所的萊恩哈德-格澤爾發現一個獨特的新天體，正快速逼近這個黑洞。這個天體就是氣體云。研究論文主執筆人格里森表示：“在科幻作品中，宇航員在靠近黑洞時身體會被拉伸，變得好似意大利面條。有趣的是，這個新發現的氣體云便遭遇這種厄運。在與人馬座A黑洞親密接觸時，這個氣體云無法幸存下來?！?/p>

這個氣體云將掠過人馬座A黑洞的事件穹界，彼此間的距離大約在400億公里左右，相當于光線36小時的穿行距離。在這個距離，氣體云將被黑洞的潮汐力撕裂。逼近人馬座A黑洞過程中，氣體云將因為黑洞周圍炙熱恒星的強紫外輻射發光。隨著進一步靠近這個黑洞，氣體云承受的外部壓力不斷加大。人馬座A黑洞的地心引力是太陽的400萬倍，將加速氣體云的內部運動并對其進行拉伸，使其變得好似意大利面。目前，這個氣體云的邊緣已開始崩潰，幾年內，它將被黑洞的引力徹底撕碎。2008年至2011年，天文學家發現的氣體云遭破壞的跡象越發強烈。

第9篇：天文學新發現范文

20世紀二三十年代，隨著望遠鏡技術的發展，天文學家發現，宇宙中那些遙遠的星系都在遠離地球而去，而且距離地球越遠的天體，遠離地球的速度也就越快。

這個新發現似乎意味著宇宙在不斷膨脹。由此逆推，不難得出結論：宇宙的過去一定比現在更小。推到最后，宇宙間所有的物質都曾被擠壓在一個極小的空間當中，大爆炸理論由此而生。大爆炸理論指出宇宙開始于一次大爆炸，然后向外膨脹，逐漸形成了現在的星系等天體。

大爆炸理論雖然解釋了宇宙不斷膨脹的事實，但卻無法回答人們的普遍疑問：大爆炸之前發生了什么呢？因此，這一理論也受到了一些宇宙學家的反駁，這其中的代表人物就是湯姆斯?戈爾德。

戈爾德（1920～2004）是出生于奧地利的猶太天文學家，小時候隨父親來到柏林，納粹上臺后，他和家人一起走遍歐洲，最后定居英國，上了劍橋大學。20世紀50年代末移居美國，先后執教于哈佛大學、康奈爾大學。

1948年，戈爾德和同事邦迪提出，那些不斷離我們而去的遙遠星系，實際上最終會跑出我們的宇宙。而隨著星系的分離，在星系之間的廣大空間會慢慢地形成新的物質。當相鄰的兩個星系之間的距離加倍時，在它們之間就會形成足夠的物質來組成新的星系，因而星系在空間的密度保持不變。就這樣，老星系跑出宇宙而新星系產生，但宇宙總的圖景不隨時間改變，這就是“穩恒態”宇宙。穩恒態宇宙學認為宇宙處于連續的創造過程之中，當宇宙不斷地膨脹時，新的物質便連續地在星體中創造出來以填補空隙。這個理論不但完美地解釋了宇宙不斷膨脹的事實，而且避免了大爆炸理論難以擺脫的“奇點”困擾。

但連續創生理論要求物質能不斷從無中創生出來，這挑戰了能量守恒定律，從而受到人們的質疑。上世紀60年代宇宙微波背景輻射的發現，證明了大爆炸假說的正確性，使得穩恒態宇宙理論歸于失敗。雖然這一學說沒有成功，但提出這一學說的人是偉大的，因為這一學說要挑戰更加權威的能量守恒定律，這需要具備強大的勇氣。

一個又一個天才式假設

戈爾德在宇宙形成假說上的失利，并沒有妨礙他在面對宇宙新發現時大膽假設的熱情。1968年，天文學界發現了脈沖星，戈爾德認為該天體是快速自轉的中子星，他還指出，由于脈沖星的強力磁場和高速自轉，會使其發射的電磁波類似旋轉的燈塔光束。這個理論在第一次脈沖星國際研討會上就遭到了否定，但是后來，當人們用阿雷西博電波望遠鏡觀測到蟹狀星云內的脈沖星之后，才發現戈爾德的理論是正確的。

最令人印象深刻的，還是戈爾德在美國宇航局工作時對月球表面狀況進行的預測。在航天器未曾到訪月球之前，人們大多猜測月球表面遍布著巖石。但是戈爾德在經過分析后卻預測，月球表面被一層來自“太陽系中碎片持續撞擊”而產生的細顆粒塵埃所覆蓋，也就是說，地球表面分布的不是巖石，而是塵埃。剛開始，他認為這層塵埃非常之厚，人類如果在月球上降落，將會被塵埃完全埋沒，但不久后他又對月球上的環形山和靜電場進行了分析，得出太空人的靴子會陷入月球表面3厘米左右的結論。

同事們都認為他的思想極為荒謬，還將這些塵埃戲稱為“戈爾德塵?！眮沓靶Ω隊柕?。但是戈爾德并不為所動。10多年后，當阿波羅11號的宇航員登陸月球后，研究人員確認了戈爾德預測的正確性。

我們是外太空“垃圾”？

除了對天體物理學的現象進行了一系列大膽假設外，對于人類的起源，戈爾德也有自己的看法。他是泛種論的堅定支持者。泛種論起源于古希臘，在19世紀再一次重新進入人們的視野，這種假說猜想有各種生命形態存在于整個宇宙當中，它們通過流星和小行星等“媒介”來散播、繁衍，而地球生命正是由此而來。

在原始的泛種論看來，一個星球能否產生生命，完全是隨機的，地球是因為“運氣不錯”，剛好有宇宙中攜帶某些生命種子的天體降落地球，因此才使得地球的生命得以起源。但是戈爾德卻另有想法，他提出了一種“垃圾理論”，認為在很久之前，有外星人路過地球，它們隨手將垃圾傾倒在這顆貧瘠的星球上，而地球最初的生命則是在這些垃圾之上滋生出來的。

這種理論看起來不是很靠譜，說我們起源于一堆垃圾，怎么看怎么感覺是在說胡話。但是到后來，越來越多的人感覺這似乎也不是沒可能。比如因發現脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結構而獲得諾貝爾獎的弗朗西斯?克里克提出的定向泛種論，就是說宇宙中所散播的生命并非自然隨機發生的，而是由高等的外星民族所為。這種說法雖然沒有得到科學界的公認，但是卻被許多科幻小說和電影的作者所引用，倒也成了一種經典?；蛟S當有一天，我們真的遇到了“外星人”，就能向它們求證泛種論的真實性了。

挑戰石油形成理論

上世紀50年代，戈爾德對石油的起源產生了濃厚的興趣。傳統理論認為，石油像煤和天然氣一樣，都是古代的有機物在漫長的時間中不斷經歷壓縮、加熱等“工序”而形成的，也就是說，石油的“原料”是史前的海洋動物和藻類的尸體。但是戈爾德卻另辟蹊徑，從石油的成分――碳氫化合物出發，提出了石油并不必須要由生物生成的觀點。碳氫化合物在宇宙中是普遍存在的，地球內部本來就有許多碳，其中一部分自然地也是以碳氫化合物的形式存在的。戈爾德認為，石油在45億年前以化合物分子的形式封閉在地核之中，隨著時間的推移，這些化合物分子被巖漿等液體攜帶到地底淺層，并給微生物群落的繁衍生息創造了條件，這也就解釋了為什么在石油中往往會出現生物化石的痕跡。因此，石油是由板塊構造力，而非生物遺骸的分解產生的。

為了證明自己假設的正確性，戈爾德和同事史蒂芬?索特爾還繪制了一幅世界產油區與歷史地震活動區域的地圖。從這幅圖中可以看出，許多石油產區，如墨西哥、波斯灣、東南亞等國家和地區都位于主要的地震帶上，這從側面證明了戈爾德假說的正確性。