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A. 宇宙是什麼樣子的 給點圖片

宇宙是什麼樣子的，歷史已有的觀點：
1917年，愛因斯坦發表了著名的「廣義相對論」，為我們研究大尺度、大質量的宇宙提供了比牛頓「萬有引力定律」更先進的武器。應有後，科學家解決了恆星一生的演化問題。而宇宙是否是靜止的呢？對這一問題，連愛因斯坦也犯了了一個大錯誤。他認為宇宙是靜止的，然而1929年美國天文學家哈勒以不可辯駁的實驗，證明了宇宙不是靜止的，而是膨脹的。正像我們吹一隻大氣球一樣，恆星都在離我們遠去。離我們越遠的恆星，遠離我們的速度越快。可以推想：如果存在這樣的恆星，它離我們足夠遠以至於它離開我們的速度達到光速的時候，它發出的光就永遠也不可能達到地球了。從這個意義上講，我們可以認為他是不存在的。因此，我們認為宇宙是有限的。
「宇宙到底是什麼樣子？」目前尚無定論。值得一提的是史蒂芬.霍金的觀點比較讓人容易接受：宇宙是有限無界的，只不過比地球多了幾維。比如，我們的地球就是有限而無界的。虧沒在地球上，無論是從南極到北極，還是從北極走到南極，你始終不可能找到地球的邊界，但你不能由此認為地球是無限的。實際上，我們都知道地球是有限的。地球如此，宇宙亦是如此。
怎樣理解宇宙比地球多了幾維呢？舉一個例子：一個小球沿地面滾動並掉進了一個小洞中，在我們看來，小球是存在的，它還在洞裡面，因為我們人類是「三維」的；而對於一個動物來說，它得出的結論就會是：小球已經不存在了！它消失了。為什麼得出這樣的結論呢？因為它生活在「二維」世界裡，對「三維」事件是無法清楚理解的。同樣的道理，我們人類生活在「三維」世界裡，對於比我們多幾維的宇宙，也是很難理解清楚的。這也正是對於「宇宙是什麼樣子」這個問題無法解釋清楚的原因。
1.均勻的宇宙
長期以來，人們相信地球是宇宙的中心。哥白尼把這個觀點顛倒了過來，他認為太陽才是宇宙的中心。地球和其它行星都是圍繞太陽轉動，恆星則是鑲嵌在天球的最外層上。布魯諾進一步認為，宇宙沒有中心，恆星都是遙遠的太陽。
無論是托勒密的地心說還是哥白尼的日心說，都認為宇宙是有限的。教會支持宇宙有限的論點。但是，布魯諾敢說宇宙是無限的，從而挑起了宇宙究竟是有限還是無限的長期論戰。這場論戰並沒有因為教會燒死布魯諾而停止下來。主張宇宙有限的人說：「宇宙怎麼可能是無限的呢？」這個問題同樣也不好回答。
隨著天文觀測技術的發展，人們看到，確實像布魯諾所說的那樣，恆星是銷轎納遙遠的太陽。人們還進一步認識到，銀河是由無數個太陽系組成的大星系，我們的太陽系處在銀河系的邊緣，圍繞著銀河系的中心旋轉，轉速大約每秒250公里，圍繞銀心轉一圈約需2.5億年。帆者太陽系的直徑充其量1光年，而銀河系的直徑高達10萬光年。銀河系由100多億顆恆星組成，太陽系在銀河系中的地位，真像一粒沙子處在北京城中。後來又發現，我們的銀河系還與其它銀河系組成更大的星系團，星系團的直徑約為107光年（1000萬光年）。目前，望遠鏡觀測距離已達100億光年以上，在所見的范圍內，有無數個星系團存在，這些星系團不再組成更大的團，而是均勻各向同性地分布著。也就是說，在107光年的尺度以下，物質是成團分布的。衛星繞著行星轉動，行星、彗星繞著恆星轉動，形成了一個個太陽系。這些太陽系分別由一個、兩個、三個或更多個太陽以及它們的行星組成。有兩個太陽的稱為雙星系，有三個以上太陽的稱為聚星系。成千上億個太陽系聚集在一起，形成銀河系，組成銀河系的恆星（太陽系）都圍繞著共同的重心—銀心轉動。無數銀河系組成的星團，團中的銀河系也同樣圍繞著它們共同的重心轉動。但是，星系團之間，不再有成團結構。各個星系團均勻地分布著，無規則的運動著。從我們地球上，往四面八方看，情況都差不多。粗略地說，星系團有點像容器中的氣體分子，均勻分布著，做著無規則運動。這就是說，在108光年（一億光年）的尺度以上，宇宙中的物質不再是成團的，而是均勻分布的。
由於光的傳播需要時間，我們看到的距離我們一億光年的星系，實際上是那個星系一億光年前的樣子。所以，我們用望遠鏡看到的，不僅是空間距離遙遠的星系，而且是它們的過去。從望遠鏡看來，不管多遠距離的星系團，都均勻各向同性的分布著。因而我們可以認為，宇觀尺度上（105光年以上）物質分布的均勻狀態，不是現在才有的，而是早已如此。
於是，天體物理學家提出一條規律，即所謂宇宙學原理。這條原理說，在宇觀尺度以上，三維空間在任何時刻都是均勻各向同性的。現在看來，宇宙學原理是對的。所有星系都差不多，都有相似的演化歷程。因此我們用望遠鏡不僅看空間，而且在看時間，在看我們的歷史。
2.有限而無邊的宇宙
愛因斯坦發表相對論以後，考慮到萬有引力比電磁力弱得多，不可能在分子、原子、原子核等研究中產生重要的影響，因而他把注意力放在了天體物理上。他認為，宇宙才是廣義相對論大有用武之地的領域。
愛因斯坦1915年發表廣義相對論，1917年就提出了一個建立在廣義相對論基礎上的宇宙模型。這是一個人們完全意想不到的模型。在這個模型中，宇宙的三維空間是有限無邊的，而且不隨時間變化。以往人們認為，有限就是有邊。愛因斯坦把有限和有邊區分了開來。
一個長方形的桌面，有確定的長和寬，也有確定的面積，因而大小是有限的，同時它有明顯的四條邊，因此是有邊的。如果有一個小甲蟲在它上面爬，無論向哪個方向爬，都會很快到達桌面的邊緣。所以桌面是有限有邊的二維空間。如果桌面向四面八方無限伸展，成為歐氏幾何中的平面，那麼，這個歐式平面是無限無邊的二維空間。
我們再看一個籃球的表面，如果籃球的半徑為r，那麼球面的面積是4∏r0，大小是有限的。但是，這個二維球面是無邊的。假如一個小甲蟲在它上面爬，永遠也不會走到盡頭。所以，籃球面是一個有限無邊的二維空間。
按照宇宙學原理，在宇觀尺度上，三維空間是均勻各向同性的。愛因斯坦認為，這樣的空間必定是常曲率空間，也就是說空間個點的彎曲程度應該相同，即應該有相同的曲率。由於有物質存在，四維時空應該是彎曲的。三維空間也應該是彎的而不應是平的。愛因斯坦覺得，這樣的宇宙應該是三維超球面。三維超球面不是通常的球體，而是二維球面的推廣。通常的球體是有限有邊的，體積是3∕4∏r3,它的邊就是二維球面。三維超球面是有限無邊的，生活在其中的三維生物（例如我們人類就是有長、寬、高的三維生物），無論朝哪個方向前進均碰不著邊。假如它一直朝北走，最終會從南邊回來。
宇宙學原理還認為，三維空間的均勻各向同性是在任何時刻都保持的。愛因斯坦覺得其中最簡單的情況就是靜態宇宙，也就是說，不隨時間變化的宇宙。這樣的宇宙只要在某一時刻均勻各向同性，就永遠保持均勻各向同性。
愛因斯坦試圖在三維空間均勻各向同性、且不隨時間變化的假定下，求解廣義相對論的場方程。場方程非常復雜，而且需要知道初始條件（宇宙最初的情況）和邊界條件（宇宙邊緣處的情況）才能求解。本來，解這樣的方程是十分困難的事情，但是愛因斯坦非常聰明，他設想宇宙是有限無邊的，沒有邊自然就不需要邊界條件。他又設想宇宙是靜態的，現在和過去都一樣，初始條件也就不需要了。再加上對稱性的限制（要求三維空間均勻各向同性），場方程就變得好解多了。但還是得不出結果。反復思考之後，愛因斯坦終於明白了求不出解的原因：廣義相對論可以看作是萬有引力定律的推廣，只包含「吸引效應」不包含「排斥效應」。而維持一個不隨時間變化的宇宙，有排斥效應和吸引效應相平衡才行。這就是說，從廣義相對論場方程不可能得出「靜態」宇宙。要想得出靜態宇宙，必須修改場方程。於是他在方程中增加了一個「排斥項」，叫做宇宙項。這樣，愛因斯坦終於計算出了一個靜態的，均勻各向同性的、有限無邊的宇宙模型。一時間大家非常興奮，科學終於告訴我們，宇宙是不隨時間變化的、是有限無邊的。看來，關於宇宙有限還是無限的爭論似乎可以畫上一個句號了。
3.宇宙的「宇宙模型」之說
幾年之後，一個名不見經傳的前蘇聯數學家弗里德曼，應用不加宇宙項的場方程，得到一個膨脹的、或脈動的宇宙模型。弗里德曼宇宙在三維空間上也是均勻、各向同性的，但是，它不是靜態的。這個宇宙模型隨時間變化，分三種情況，三維空間的曲率是負的；第二種情況，三維空間的曲率為零，也就是說，三維空間是平直的；第三種情況，三維空間的曲率是正的。前兩種情況，宇宙不斷地膨脹；第三種情況，宇宙先膨脹，達到一個最大值後開始收縮，然後再膨脹，再收縮、、、、、、因此第三種宇宙是脈動的。弗里德曼宇宙最初發表在一個不太著名的雜志上。後來，西歐一些數學家物理學家得到類似的宇宙模型。愛因斯坦得知這類膨脹或脈動的宇宙模型後，十分興奮。他認為自己的模型不好，應該放棄，弗里德曼模型才是正確的宇宙模型。
同時，愛因斯坦宣稱，自己在廣義相對論的場方程上加宇宙項是錯誤的，場方程不應該含有宇宙項，而應該是原來的老樣子。但是，宇宙項就像「天方夜譚」中從瓶子里放出的魔鬼再也收不回去了。後人沒有理睬愛因斯坦的意見，繼續探討宇宙項的意義。今天，廣義相對論的場方程有兩種，一種不含宇宙項，另一種含宇宙項，都在專家們的應用和研究中。
早在1910年前後，天文學家就發現大多數星系的光譜有紅移現象，個別星系的光譜還有紫移現象。這些現象可以用多普勒效應來解釋。遠離我們而去的光源發出的光，我們收到時會感到其頻率降低，波長變長，並出現光譜線紅移的現象，即光譜線向長波方向移動的現象。反之，向著我們迎面而來的光源，光譜線會向短波方向移動，出現紫移現象。這種現象與聲音的多普勒效應相似。許多人都有過這樣的感受；迎面而來的火車其鳴叫聲特別尖銳刺耳，遠離我們而去的火車其鳴叫聲則明顯遲鈍。這就是聲音的多普勒效應，迎面而來的生源發出的聲波，我們感到其頻率升高，遠離我們而去的生源發出的聲波，我們則感到其頻率降低。
如果認為星系的紅移、紫移現象是多普勒效應，那麼大多數星系都在遠離我們，只有個別星系向我們靠近。隨之進行的研究發現，那些個別向我們靠近的紫移星系，都在我們自己的本星系團中（我們銀河系所在的星系團稱本星系團）。本星系團中的星系，多數紅移，少數紫移；而其它星系團中的星系就全是紅移了。
1929年，美國天文學家哈勃總結了當時的一些觀測數據，提出了一條經驗規律，河外星系（即我們銀河系之外的其他銀河系）的紅移大小正比於它們離開我們銀河系中心的距離。由於多普勒效應的紅移量與光源的速度成正比，所有，上述定律又表述為：河外星系的推行速度與它們離我們的距離成正比：
V＝HD
式中的V是河外星系的退行速度，D是它們到我們銀河系中心的距離。這個定律成為哈勃定律，比例常數H稱為哈勃常數。按照哈勃定律，所有的河外星系都在遠離我們。而且，離我們越遠的河外星系，逃離越快。
哈勃定律反映的規律與宇宙膨脹理論正好相符。個別星系的紫移可以這樣解釋，本星系團內部個星系要圍繞它們的共同重心移動，因此總會有少數星系在一定時間內向我們的銀河系靠近。這種紫移現象與整體的宇宙膨脹無關。
哈勃定律大大支持了弗里德曼的宇宙模型。不過，如果查看一下當年哈勃得出定律時所用的數據圖，人民會感到驚訝。在距離與紅移量的關系圖中，哈勃標出的點並不集中在一條直線附近，而是比較分散的。哈勃怎麼敢斷定這些點應該描繪成一條直線呢？一個可能的答案是，哈勃抓住了規律的本質，拋開了細節。另一個可能是，哈勃已經知道當時的宇宙膨脹理論，所以大膽認為自己的觀測與該理論一致。以後的觀測數據越來越精，數據圖中的點也越來越集中在直線附近，哈勃定律終於被大量實驗觀測所確認。
4.宇宙到底有限還是無限
現在，我們又回到前面的話題，宇宙到底有限還是無限？有邊還是無邊？對此，我們從廣義相對論、大爆炸宇宙模型和天文觀測的角度來探討這一問題。
滿足宇宙學原理（三維空間均勻各向同性）的宇宙，肯定是無邊的。但是否有限，卻要分三種情況來討論。
如果三維空間的曲率是正的，那麼宇宙將是有限無邊的。不過，它不同於愛因斯坦的有限無邊的靜態宇宙，這個宇宙是動態的，將隨時間變化，不斷的脈動，不可能靜止。這個宇宙從空間體積無限小的奇點開始爆炸、膨脹。此奇點的物質密度無限大。溫度無限高、空間曲率也無限大。在膨脹過程中宇宙的溫度逐漸降低，物質密度、空間曲率和時空曲率逐漸減小。體積膨脹到一個最大值後，將轉為收縮。在收縮過程中，溫度重新升高】物質密度、空間曲率和時空曲率逐漸增大，最後達到新奇點許多人認為，這個宇宙在達到新奇點之後將重新開始膨脹。顯然，這個宇宙的體積是有限的，這是一個脈動的、有限無邊的宇宙。
如果三維空間的曲率為零，也就是說，三維空間是平直的（宇宙中有物質存在，四維時空是彎曲的），那麼這個宇宙一開始就具有無限大的三維體積，這個初始的無限大三維體積是奇異的（即「無窮大」的奇點）。這個「無窮大」奇點，我開始，爆炸不是發生在初始三維空間中的某一點，而是發生在初始三維空間的每一點，即大爆炸發生在整個「無窮大」奇點上。這個「無窮大」奇點，溫度無限高，密度無限大，時空曲率也無限大（三維空間曲率為零）。爆炸發生後，整個「奇點」開始膨脹，成為正常的非奇異時空，溫度、密度和時空曲率都逐漸降低。這個過程將永遠地進行下去。這是一種不大容易理解的圖像：一個無窮大的體積在不斷地膨脹。顯然，這種宇宙是無限的，它是一個無限無邊的宇宙。
三維空間曲率為負的情況與三維空間曲率為零的情況比較相似。宇宙一開始就有無窮大的三維體積，這個初始體積也是奇異的，即三維「無窮大」奇點。它的溫度、密度無限高，三維、四維曲率都無限大。大爆炸發生在整個「奇點」上，爆炸後，無限大的三維體積將永遠膨脹下去，溫度、密度和曲率都將逐漸降下來。這也是一個無限的宇宙，確切地說是無限無邊的宇宙。
那麼，我們的宇宙到底屬於上述三種情況的哪一種呢？我們宇宙的空間曲率為正，為負還是為零呢？這個問題要由觀測來決定。
廣義相對論的研究表明，宇宙中的物質存在一個臨界密度pc,大約是每個立方米三個核子（質子或中子）。如果我們宇宙中物質的密度P大於PC，則三維空間曲率為正，宇宙是有限無邊的；如果P小於PC，則三維空間曲率為負，宇宙也是有限無邊的。因此，觀測宇宙中物質的平均密度，可以判定我們的宇宙究竟屬於哪一種，究竟有限還是無限。
此外，還有另一個判據，那就是減速因子。河外星系的紅移，反映的膨脹是減速膨脹，也就是說，河外星系遠離我們的速度在不斷減小。從減速的快慢，也可以判定宇宙的類型。如果減速因子q大於1／2，三維空間曲率將是正的，宇宙膨脹到一定程度將收縮；如果q等於1／2，三維空間曲率為零，宇宙將永遠膨脹下去；如果q小於1／2，三維空間曲率將是負的，宇宙也將永遠膨脹下去。
下表列出了有關的情況：
我們有了兩個判據，可以決定我們的宇宙究竟屬於哪一種了。觀測結果表明，p＜pc，我們宇宙的空間曲率為負，是無限無邊的宇宙，將永遠膨脹下去！不幸的是，減速因子觀測給出了相反的結果，q＞1／2，這表明我們宇宙的空間曲率為正，宇宙是有限無邊的，脈動的，膨脹到一定程度會收縮回來。哪一種正確呢？有些人傾向於認為減速因子的觀測更可靠，推測宇宙中可能有某些暗物質被忽略了，如果找到這些暗物質，就會發現p實際上是大於pc的。另一些人則持有相反的看法。還有一些人認為，兩種觀測方法雖然結論相反，但得到的空間曲率都與零相差不大，可能宇宙的空間曲率就是為零。然而，要統一大家的認識，還需要進一步的實驗觀測和理論推敲。今天，我們仍然肯定不了宇宙究竟有限還是無限，只能肯定宇宙無邊，而且現在正在膨脹！此外，還知道膨脹大約開始於100億～200億年以前，這就是說，我們的宇宙大約起源於100億～200億年以前。
5.宇宙巨壁和宇宙巨洞
20世紀70年代以前，人們普遍認為大尺度宇宙的宇宙物質分布是均勻的，星系團均勻的地散布宇宙空間。然而，近年來天文學研究的進步改變了人們的共識。人們發現，宇宙在大尺度上也是有結構的。
20世紀50年代，沃庫勒首先提出包括我們銀河系所屬的本星系群在內本超星系團。已先後發現十幾個超星系團。星系團像一些珠子，被一些孤立的星系串在一起，形成超星系團。最大的超星系團超過了10億光年。1978年，在發現A1367超星系團的發現了一個巨洞，其中幾乎沒有星系。不久，有著牧夫座發現一個直徑達2.5億光年的巨洞，巨洞里有一些暗的矮星系。巨洞和超星系團的存在表明，宇宙的結構好像肥皂泡沫那樣由許多巨洞組成。星系、星系團和超星系團位於「泡沫巨洞」的「壁」上，把巨洞隔離開來。1986年，美國天文學家的研究結果表明，這些星系似乎擁擠在一條雜亂相連的不規則的環形周界上，像是附著在巨大的泡沫壁上，周界的跨度約50兆秒差距。後來他們的研究又得到進一步的發展。他們指出：宇宙存在著尺度約達50兆秒差距的低密度的宇宙巨洞，及高密度的星系巨壁，在他們所研究的天區存在一個星系巨壁，巨壁長為170兆秒差距，高為60兆秒差距，寬度僅為5兆秒差距。
星系巨壁（也稱宇宙長城或宇宙巨壁）和宇宙巨洞是怎麼產生的呢？人們認為應從宇宙早期去找原因，在宇宙誕生後不長時期內，雖然宇宙是均勻的，但各種尺度的密度起伏仍然是存在的，有的起伏被抑制住了，有的起伏得到發現，被引力放大成現在所觀測到的大尺度結構。
6.暗物質之謎
不少天文學家認為宇宙中有90%以上的物質是以暗物質的形式隱藏著的。有些什麼事實和現象表示宇宙中存在暗物質呢？
早在20世紀30年代荷蘭天文學家奧爾特就注意到，為了說明恆星來回穿越銀道面的運動，銀河系圓盤中必須有占銀河系總質量的一半的暗物質存在。20世紀70年代，一些天文學家的研究證明星系的質量主要並不集中在星系核心，而是均勻的分布在整個星系中。這就暗示人們，在星系暈中一定存在著大量看不見的暗物質。這些暗物質是些什麼呢？
科學家認為，暗物質中有少量是所謂的重子物質，如極暗的褐矮星，質量為木星30倍～80倍的大行星，恆星殘骸，小黑洞，星系際物質等。它們與可見物質一樣，雖也是由質子、中子和電子等組成的物質，但很難用一般光學望遠鏡觀測到它們。相對而言，絕大部分暗物質是非重子物質，它們都是些具有特意性能的，質量很小的基本粒子，如中微子、軸子及探討中的引力微子、希格斯微子、光微子等。
怎樣才能探測到這些暗物質呢？科學家做了許多努力。對於重子暗物質，他們重點探測存在於星系暈中的暗天體，它們被叫做大質量緻密度暈天體。1993年，由美澳等國天文學家組成的三個天文研究小組開始了尋找緻密暈天體的研究工作。到1996年，他們報告說，已找到7個這樣的天體。它們的質量由1／10太陽質量到1個太陽質量不等。有些天文學家認為這些天體可能是白矮星、紅矮星、褐矮星、木星大小的天體、中子星以及小黑洞，也有人認為銀河系中50%的暗物質可能是核燃料耗盡的死星。
關於非重子物質，現在尚未觀測到這些幽靈般的粒子存在的證據。
近年來對中微子質量的測量取得了一些新結果。1994年美國物理學家懷特領導的物理學小組測量出中微子質量在0.5～5電子伏（1電子伏等於1.7827×10（～36）千克）之間。在每一立方米的空間中約有360億個中微子。如果是這樣的話，那麼宇宙中全部中微子的總質量要比所有已知的星系的總和還要大。
到目前為止，宇宙中暗物質的問題仍是個未解之謎。

B. 關於宇宙的圖片

哈勃太空望遠鏡20年照片精選（圖）2010年04月25日08:56國際在線北京時間4月24日消息，據國外媒體報道，1990年4月24日，美國宇航局成功發射哈勃太空望遠鏡，今天哈勃迎來20歲生日，這架太空望遠鏡對天體物理學觀測作出了巨大貢獻。以下為哈勃20年來的照片精選。

美宇航局為紀念哈勃20周年發布的最新太空照片

這張圖片是美宇航局為紀念哈勃20周年發布的最新太空照片，顯示了船底座星雲恆星形成區的局部。這一圖景令人想起哈勃拍攝的經典的「創造之柱」，而且更為壯觀。這張圖片反映的是，一個三光年高的氣體和塵埃柱體的上部。

美國時間4月24號，哈勃太空望遠鏡迎來了它第20個生日。1990年，哈勃太空望遠鏡被美國發現號太空梭送入了太空軌道，從此充當起人類觀測宇宙的眼睛。20年來，人們憑借它對天體精確的觀測能力，揭示了更多宇宙的奧秘。

自古以來人類就有探索外太空的夢想，「哈勃」望遠鏡是有史以來最大、最精確的天文望遠鏡，是實現這個夢想最有力的工具。「哈勃」望遠鏡的全名是哈勃太空望遠鏡。它是美國航空航天局和歐洲航天局的合作項目，主要目標是建立一個能長期在太空中進行觀測的軌道天文台。它的名字是為了紀念在20世紀初期發現宇宙膨脹的美國天文學家艾德溫·哈勃。

在太空望遠鏡發明以前，人們觀測太空受到很大限制，因為地球大氣層對電磁波傳輸有較大的影響。空間望遠鏡的概念最早出現上個世紀40年代，但是由於各種原因，直到1990年4月25號，「哈勃」望遠鏡才正式發射升空。「哈勃」直徑10米，造價近30億美元，以2.8萬公里的時速沿太空軌道運行。它的出現使天文學家成功地擺脫地面條件的限制，獲得了更加清晰與更廣泛的觀測圖像。人們對「哈勃」的贊譽不計其數，它被稱為美國宇航局的「驕子」，天文「皇冠上的瑰寶」等等，說它改寫了人類太空探測史也並不為過。

哈勃望遠鏡是在宇宙中工作時間最長的人造衛星，迄今為止，它已經繞地球11萬圈，拍下超過100萬張圖片和光譜。自從20年前發射升空之後，「哈勃」已經成為天文史上最重要的儀器。它成功彌補了地面觀測的不足，幫助天文學家解決了許多天文學上的基本問題，使得人類對天文物理有更多的認識。它拍攝的恆星的照片清晰度是地面天文望遠鏡的10倍以上，打個比方說，1.6萬公里以外的一隻螢火蟲都難逃它的「法眼」。

哈勃望遠鏡接收地面控制中心的指令並將各種觀測數據通過無線電傳輸回地球，這個地面控制中心在美國馬里蘭州的霍普金斯大學內，科學家們再把處理過後的數據用於各項研究。「哈勃」創造了一個個太空觀測奇跡，包括發現黑洞存在的證據，探測到恆星和星系的早期形成過程，觀測到迄今為止人類已發現的最遙遠、距離地球130億光年的古老星系。比如拿黑洞來說。「哈勃」望遠鏡最早的核心計劃之一就是要建立起由黑洞驅動的類星體和星系之間的關系。科學家們依靠「哈勃」所獲得數據和影像構建的模型證實了黑洞的存在。

「哈勃」望遠鏡可以說已經到了「晚年」。它每隔幾年就需要進行維修，如今已經歷了5次大修，最近一次維護是在2009年5月。美國「阿特蘭蒂斯」號太空梭發射升空，在這次太空之旅中，宇航員通過5次太空行走對哈勃太空望遠鏡進行了最後一次維護，更換了大量設備和輔助儀器。這是對哈勃望遠鏡的最後一次維護，預計能將它的使用壽命延長至2013年後。屆時發射的詹姆斯?韋伯空間望遠鏡能接續哈勃望遠鏡的天文任務。

「韋伯」是美國宇航局帶頭，與歐洲航天局和加拿大航天局合作的項目。「韋伯」原計劃於2011年發射升空，但因為製造方面的問題，不得不延遲到2013年，目前費用已經升到了80億美元。「韋伯」不像哈勃望遠鏡那樣是圍繞地球上空旋轉，而是飄盪在從地球到太陽的背面的150萬千米的空間。「韋伯」望遠鏡據稱在許多研究計劃上的功能都將遠超過哈勃，會比「哈勃」觀測得更遠，但因其是個紅外空間觀測站，將只觀測紅外線，在光譜的可見光和紫外線領域內無法取代哈勃的功能。

C. 網路上流傳的銀河系照片都是假的，只有一張是真的，你知道是什麼樣子嗎

銀河系究竟是什麼樣子呢？如今我們在網路上看到的，是有著閃爍的星光，密集的星雲，紅橙黃綠青藍紫色的星球遍布，色彩斑斕一望無際，還有的是各個恆星的光芒四射，密集的分布著大小不同的星球。但是這些並非真實的宇宙，九成以上都是現在的電腦合成技術完成的。銀河系的面目會是我們看到的那樣嗎？

宇宙是如此浩瀚，人類顯得過於的渺小。在整個銀河系中，每個星球但是獨立的個體，每個星球都那麼的遙遠，宇宙的秘密還等待著我們探索，可能在未來的幾十億年中，人類也可以發現另一個地球一樣的星球存在，但是現在我們可以在圖片上清晰看到的星球並不是真正存在的。

D. 18張宇宙高清圖片：震撼壯觀

【編者按】美國有線新聞網(CNN)科學空間頻道選出最壯觀的行星、衛星、星系以及星雲照片，這些都是令人驚嘆的宇宙空間照片，其中包括獵戶座星雲、土星的神秘而漂亮的環結構，還有地球北極地區美麗的極光或者火星上的沙塵暴天氣等。圖中顯示的獵戶座星雲圖像，由阿塔卡瑪 探索 者實驗望遠鏡在亞毫米波長上所拍攝，顯示了這片恆星形成區中正在形成新的恆星。

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一、土星與土衛六的高清圖像這是美國宇航局的「卡西尼」土星探測器拍攝到土衛六穿過土星盤面的照片。

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土衛六是土星的最大衛星，直徑達到了5150公里，比水星還要大。

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二、被喻為大理石的藍色地球

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由軌道衛星拍攝的地球高清解析度圖像清楚地顯示了地球上陸地和雲層。

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三、哈勃空間望遠鏡拍攝到酷似「空間綵帶」的行星狀星雲

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美國宇航局/歐洲空間局的哈勃空間望遠鏡拍攝到奇特的行星狀星雲圖像，其編號為NGC 5189,看起來像是一個巨大而明亮的空間綵帶。

四、獵戶座星雲的「彩虹」

美國宇航局斯皮策紅外空間望遠鏡而和歐洲航天局的赫歇爾空間望遠鏡聯合拍攝到獵戶座星雲的「彩虹」圖像，紅外波段揭開了星雲中隱藏的氣體和未完全形成的恆星。

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五、宛如長絲的宇宙塵埃

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科學家最新觀測到位於金牛座的長絲狀塵埃帶，計算結果發現其跨度超過了10光年，其中隱藏著許多新生的恆星以及緻密的氣體雲，該宇宙塵埃在未來還將演化出嬰兒恆星。

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六、拉西拉天文台拍攝到「宇宙海鷗」圖像的氣體雲

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來自歐洲南方天文台的科學家們使用拉西拉天文台的望遠鏡觀測到恆星形成區中一片大型氣體雲酷似海鷗的頭，科學家認為在集群中央或存在強輻射源，將周圍的氣體分子吹散。其特別的外形觸發了科學家們的想像力，並產生了別樣的名稱。

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七、從國際空間站上觀看布滿星星的夜空

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本圖顯示了宇航員在國際空間站上所拍攝的夜空照片，國際空間站大約距離地球表面240英里的軌道上，圖中還可以看到俄羅斯的宇宙飛船和國際空間站處於對接狀態，來自遠征31機組的宇航員通過10分鍾至15分鍾的曝光拍攝到地球夜空的美麗景象。

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八、高解析度相機拍攝到火星上的「藍色沙丘」

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美國宇航局超高解析度成像科學實驗(HiRISE )儀在火星軌道上拍攝到高解析度的圖像，通過反復的觀測了解火星沙丘每年的移動情況，到目前為止，科學家發現火星沙丘向兩極地區移動，速度為每年一米。

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九、國際空間站和在軌道上放飛的小衛星

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來自國際空間站的第33遠征考察組成員拍攝了這幅圖像，其中顯示了在國際空間站實驗艙外通過機械臂釋放的兩顆小衛星。

十、酷似星際怪物腳印的構造

圖中的環形山酷似大型怪物留下的足跡，當然這只是水星上一個年輕的隕石坑，科學家對水星表面進行高解析度的掃描有助於了解這顆星球的地質演變過程。

十一、火星上出現類似大象的神秘圖案

科學家通過火星軌道探測器拍攝到一個酷似大象的地形，該圖案其實是由火星上年代較近的岩流所形成，其遍及的范圍較廣，曾有研究人員提出這一地形的形成說明火星上存在液態水。

十二、水星探測器拍攝到水星兩極地區的明亮物質分布

美國宇航局的信使號探測器證實在水星兩極附近環形山出現的高反射率物質並不是水冰，水星的白天溫度很高，可使得多數物質出現蒸發，該現象也是太陽系中較為少見的。信使號探測器的成像系統只可以形成部分高度和區域的高清晰度圖像，並不能覆蓋整個水星。

十三、科學家最新觀測到宇宙的「綠色火焰」

該天體坐落在獵戶座後方偏東的天區中，如果你處於北半球的晚上，就很容易看到它。來自美國宇航局的廣域紅外空間望遠鏡拍攝到了這幅漂亮的景象，是一個巨大的氣體雲。天文學家正對該氣體雲中最亮的部分進行研究。

十四、火星探測器拍攝到火星上的「魔鬼塵暴」

美國宇航局的火星探測器拍攝到一個酷似蛇形的火星，科學家通過地面陰影估計沙塵暴的羽流可達到800米或者半英里以上的高度。

十五、水星探測器拍攝到酷似「米老鼠」頭像的環形山

圖中顯示的是水星上一處奇怪的環形山，位於水星南半球，三個大型大型環形山排列酷似米老鼠的頭像，科學家認為這是水星上長期地質變遷的結果。信使號探測器拍攝這張照片時，太陽正處於水星的地平線上，因此環形山陰影區中留下的長長的暗紋。

十六、歐洲南方天文台拍攝到奇特的「雷神頭盔」

在歐洲南方天文台50周年之際，科學家們觀測到一個酷似「雷神頭盔」的超級宇宙泡沫，其距離地球大約15000光年，跨度超過了30光年。

十七、阿塔卡瑪 探索 者實驗望遠鏡拍攝的獵戶座大星雲

獵戶座大星雲M42是位於獵戶座的發射星雲，也是位於獵戶座的彌漫星雲。1656年由荷蘭天文學家惠更斯發現，直徑約16光年，視星等4等，距地球1500光年，同位置也在中國星名「伐一」「伐二」「伐三」附近。獵戶座大星雲是太空中正在產生新恆星的一個巨大氣體塵埃雲。通過望遠鏡觀察，可以看出獵戶座大星雲的形狀猶如一隻展開雙翅的大鳥，它的亮度相當高，在全天僅次於卡利納星雲，在無光害的地區用肉眼就可觀察。獵戶座大星雲是全天最明亮氣體星雲。

十八、哈勃望遠鏡觀測到宇宙極深場

天文學家通過哈勃望遠鏡觀測圖像組合成一張有史以來最「深」的宇宙照片。

E. 17億像素的銀河系全景圖來襲，宇宙到底有多美

宇宙是由空間、時間、物質和能量所構成的統一體。是一切空間和時間的綜合。一般理解的宇宙指我們所存在的一個時空連續系統，包括其間的所有物質、能量和事件。根據大爆炸宇宙模型推算，宇宙年齡大約138.5億年。

下面是哈勃望遠鏡拍攝的錐狀星雲（Cone Nebula），是極度明亮的恆星形成區NGC 2264的一部分，位於麒麟座內，距離我們約為2500光年。真的是好遠哦！但是這也是2500年前的景色而已，誰知道2500年後的今天它是什麼樣。宇宙的美是充滿危險的美，充滿奇特的美，包括河外星系。