【周末天文】望远镜之思

世界上最遥远的距离，不是哈勃的终极，而是我遇见了你，却无法跨越时空的藩篱。...

又一个周末快结束了。在新一轮的“脚踏实地”来临之前，不妨让我们跟着BL用我们今天的主角【望远镜】仰望一下星空……

“你有望远镜，可以看女生宿舍耶！”

“可以，但是不会。”

“
”

没错，我没有用望远镜看女孩宿舍，因为我的宿舍对面是一棵树……

树上有个窝……

窝里有两只喜鹊，可能现在不止了……

用望远镜干啥？要回答问题，不妨先了解望远镜的特点和分类。

相对于肉眼来说，望远镜最大的两个特点是：

1

增大远处物体的张角

这一点对于许多初次用望远镜的读者来说，效果非常明显。“哇！感觉好近啊！”、“喔！感觉看到的东西变大了”。没错，这就是望远镜神奇的地方—“放大”。也是许多登徒浪子耍流氓，看女生宿舍的原因……

当然，你也可以“高雅”一点，比如说看风景、看鸟、看女生……

总而言之，你肉眼能看的，望远镜让你看的更爽；你肉眼看不见清的风景，望远镜可以改善，不过效果不会好太多，也就是神奇但不是万能。

2

收集到更多的光

这个方面的功能可能许多读者不一定会注意到，但是其实道理比较简单。不妨用一个水桶和水杯来做比喻，下雨的时候，外面放着一个桶和水杯，那么相同时间后，哪个容器的水多？望远镜口径的差异与此相似。

人的肉眼通光口径是多少？不管你是大眼的萌妹子还是小眼睛的好色之徒，瞳孔的大小总是差不太多的，正常情况是2-5mm，最大可达8mm 。就像照相机的光圈那样，光线的强弱会影响人瞳孔大小的变化。一般来说，当光线较强时，瞳孔会变小；当处在黑暗环境中，人的瞳孔会放大（死了也会变大，forever！）。

笔者有时候没事干，大半夜的起来就会对着镜子观察自己的眼睛，周围一片漆黑……然后，突然拿着一个手电筒从侧面照亮周围环境，这时候会看到自己的瞳孔非常迅速的变小，就是这么神奇，非常有趣。感兴趣的读者可以试一下。PS：千万不要用手电筒直接照射眼睛！！！

望远镜的口径又是怎样的呢？心有多大，望远镜就有多大……是不可能的。毕竟材料跟温度等很多因素都会影响望远镜口径的大小。拿笔者使用的双筒望远镜来做比较，望远镜上的标示是物镜50mm，也就是通光口径。我们不妨取瞳孔的平均值6mm来算。也即是说笔者的双筒望远镜通光面积是肉眼的69倍。

对于天文观测来说，口径非常重要，这意味着通过望远镜，人可以看见许多肉眼看不到的天体。因为人的瞳孔太小了，无法收集到足够的光子来让我们产生视觉。

望远镜对于天文学家来说是最重要的玩具！所以天文学家就像“逗*”一样，追逐着更大的望远镜，永远不知疲倦，为了看得更远，探索更深的宇宙。所以，就出现了军备竞赛一般，各种“长枪大炮”，天上飞的、地上建的。

说到望远镜的种类，太多了，简直可以写一个贯口了。[文章里这些望远镜讲的是可见光波段。天文学里面，还有许多其他非可见光波段的望远镜，比如射电望远镜（一个大锅）、紫外波段、X射线等等]

按照望远镜的光学结构，大致可以分为三类：折射望远镜、反射望远镜和折反望远镜。大家后面看一下光路图就可以很容易区分出来。文章接下来主要介绍折射望远镜和反射望远镜。

1

折射望远镜

折射望远镜可谓历史悠久，人类制作的第一架望远镜就是这种。它的发明者是荷兰的一位眼镜商人Hans Lippershey。但是还有一个不得不提的人，他就是伽利略。作为第一个用望远镜观测天空的人（严格来说也不是第一个，不过有研究笔记的来说，第一个实至名归）。而且他所用的还是自己制作的望远镜，上帝不仅给了他头脑，还让他心灵手巧……

没错，伽利略没有用它来看女生宿舍（那个时代有女生上大学吗？如果没有，那上学有什么意思？）他用来看星星。丰硕的成果就是观测到了太阳黑子、金星的相位变化、银河的组成以及木星的四颗卫星等天文现象，而且还尝试给出合理的解释，以后会详细讲述这段传奇。

回到望远镜的结构，玩过凸透镜的都知道，光线通过透镜时，光线会发生汇集。如果你正好拿着另一个透镜将物镜的成像放大时，就会产生望远镜的效果。现代的折射望远镜种类也是五花八门，其光路结构也是各有不同。有一点可能有些读者会注意到，光在不同介质交界的地方会发生反射。这样会造成光的损失，也就是最终成像会变暗。解决的方式就是镀膜，增透膜。顾名思义就是增加透光率，所以质量比较好的折射望远镜都会镀膜，一层不行再来一层，每个透镜的表面都会，当然这是很土豪的做法。市面上那种所谓的“大红膜”，如果你对着比较亮的光源，朝物镜看，简直可以亮瞎*眼，反光如此强烈意味着透光率很低。而土豪们的望远镜镀膜是这样的，幽深、美丽、透着一股买不起的忧伤。 

施华洛世奇。图片来源：网络

2

反射望远镜（简称牛反）

当你听到牛反的时候，想必你已经猜到了发明者就是鼎鼎大名的牛顿牛顿牛顿。这位牛人辉煌的一生中，牛反的发明可以作为一个小小的注脚。不过对于大多数天文爱好者来说，却是无限的福音，因为牛反很“便宜”（相对于同口径的其他两种望远镜）。

从结构来看，主要是两块反射镜，主镜是凹面镜，可以是球面或者抛物面，现在市场上多数是抛物面的主镜。另外一个就是副镜，这是一块平面镜，将主镜汇聚的光反射到目镜中。优点：牛顿当时主要是为了解决折射望远镜中一个很头疼的像差——色差。光学造诣不错的牛顿发现了太阳光的光谱之后，自然会想到光穿过透镜之后，不同波长的光，折射率也会不同，因此造成最终成像的时候，会出现彩色的光圈。很明显，在牛反的望远镜里，光是通过反射而不是透镜来汇聚光源，因此就不会有色差的问题。【最后透镜色差的问题还是被人解决了，出现了消色差，复消色差的折射望远镜，但是价格通常非常昂贵】缺点：主要的缺点也是很明显的，从光路图上就可以知道，副镜正好挡在了主镜的光路上，也就是有遮挡，这样会损失掉一部分的通光口径。另外你的副镜需要支架将其固定，这在观测比较明亮的恒星时，会有十分暴力的“星芒”，不过笔者很喜欢。“星芒”主要是由于支撑副镜的十字架衍射造成的，最终形成了中间是亮星，周围一个十字架的“星芒”。

“你想看什么就看什么！”最后回答一个经常被问到的问题：“望远镜能看多远？”

这个还真跟你看什么有关系。如果你是看风景，比如女生宿舍。那么也就只能看到女生宿舍这么远了。如果你看星星，那就取决于你能看到的星星有多远了。目前来说，Hubble空间望远镜看到的最悠久的宇宙是132亿年（宇宙的实际年龄目前认定为137亿年）。而更远的地方？你还要考虑光也是要时间传播的，“让光飞一会儿！”世界上最遥远的距离，不是哈勃的终极，而是我遇见了你，却无法跨越时空的藩篱。

——B.L.

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