[巡天之旅]旅巡
这是一次视觉革命，一次不断突破视觉极限的传奇之旅，一次延续了400多年的视觉“装备赛”，它对人类思想史的贡献怎么评价都不会过高，而这一切都开始于400多年前的荷兰小镇米德尔堡。
1608年10月，小镇眼镜店的工匠汉斯・利珀希制作了最早的望远镜，这件事被远在威尼斯的伽利略获悉后深受启发，于是便动手制作了一架天文望远镜。
从1609年末到1610年初，伽利略用他的折射天文望远镜开始了一次前所未有的视觉体验之旅。
他发现了木星的4颗卫星，发现了掠过太阳表面的行星大小的黑子和月球上的陨石坑。
光学望远镜的“装备赛” 折射望远镜统治了半个多世纪的天文观测，人们在这段时间里不断通过延长望远镜的焦距来消除影响观测效果的物像变形和物像上恼人的“花边”现象，望远镜因此被做得越来越长。
1655年，荷兰科学家惠更斯把他的望远镜做成了接近40米长，望远镜的物镜被吊在一根高高的桅杆上，目镜则用一根绳子与物镜相连，这样做虽然提高了观测质量，但操作起来很不方便。
1668年，牛顿制作出了第一架反射望远镜。
这时人们意识到，物镜的口径越大，收集到的光线就越多，分辨率也越高。
于是，望远镜开始变得越来越“胖”，而不是越来越长了。
到了18世纪末和19世纪中叶，大口径望远镜日益兴盛，其制作的代表人物是英国天文学家威廉・赫歇尔和罗斯伯爵。
1789年，赫歇尔制作了一架口径为1.22米的大望远镜，他用这架反射望远镜发现了土卫一和土卫二。
1845年，罗斯伯爵制作了一架当时最大的望远镜，这个庞然大物重3.6吨，口径1.84米，镜筒长达17米。
罗斯伯爵用它发现了第一个旋涡状星云，还看到了“蟹状星云”内的纤维状结构。
然而望远镜的镜片越大，望远镜就越笨重，承载系统变得巨大无比且费用高昂，这个问题直到近现代电子计算机辅助观测技术和多镜片拼嵌技术的逐步应用才得到了巧妙的解决。
人们使用多镜片组合方式，在镜片背面安装活动支撑系统，利用升降装置使镜片保持正确的形状，于是光学望远镜才真正进入到了巨镜时代，由此诞生了功勋卓著的凯克望远镜、昴星团望远镜、大双筒望远镜、大麦哲伦望远镜等世界顶级巨镜。
地面望远镜的“装备赛”至此又进入到了一个全新的阶段。
红外目光下的星空世界 天体除了发出可见光之外，还发出多种人类的眼睛看不见的光，包括射电波、红外线、紫外线、X射线、伽马射线等。
现在，人类已经掌握了在各种“不可见”波段上全面观测宇宙的技术。
1962年，美国天体物理学家莱曼・斯皮策主持设计了一个用紫外线观测宇宙的太空天文台，这就是1972年8月发射的“哥白尼”卫星，它携带的紫外线望远镜对宇宙进行了成功的观测。
斯皮策提出并实践了将望远镜送入太空的设想，他被认为是20世纪最有影响力的科学家之一。
2003年8月25日，一架名为“空间红外望远镜设备”的太空望远镜被德尔塔2型火箭发射升空。
12月8日，为了纪念斯皮策在太空望远镜方面的开创性贡献，美国宇航局将这架发射成功的红外太空望远镜命名为“斯皮策”。
“斯皮策”太空望远镜主镜口径0.85米，它的红外“眼睛”能透视遥远星系中被尘埃遮挡的中心地带。
它发回的第一批图像包括一个距地球1200万光年的旋涡星系M81，它在红外波段上反映出来的丰富细节令科学家们大为惊讶。
在一个远离地球30亿光年的星系中，“斯皮策”还发现了有机分子，它们是生命存在的基石。
在红外波段，恒星与行星的光谱特征明显不同，所以“斯皮策”可以相对容易地研究太阳系以外其他恒星周围的行星。
2007年3月，“斯皮策”首次捕捉到来自两颗系外行星的“足够多的光”，从而帮助科学家确定了其中的一颗――HD189733b的大气中有水和甲烷。
2005年，它观测了“深度撞击号”探测器释放的撞击器撞击“坦普尔一号”彗星后产生的喷出物，证明彗星是由行星系统形成之初的物质简单凝结而成的。
2007年，它捕捉到“施瓦斯曼瓦茨曼三号”彗星在靠近太阳时因彗核的持续碎裂而留下的由碎屑和尘埃构成的轨迹，这是此前人类从未曾见过的现象，科学家们从中了解了彗星破碎的详细过程。
“斯皮策”主要工作在近红外和中红外波段上，波长范围为3～180微米，而另一架红外太空望远镜“赫歇尔”则是一架远红外太空望远镜，它于2009年5月发射升空，其主镜口径3.5米，大约相当于“斯皮策”口径的4倍，其强大的功能足以使它收集到来自宇宙深空中的由极寒冷和极遥远的天体发出的辐射。
“赫歇尔”是红外天文学的新一代利器。
透过X射线看宇宙 在宇宙中，有些双星发射强烈的X射线，它们被称为X射线双星，这种双星多由一颗普通恒星和一颗致密星，如中子星和黑洞组成。
由于致密星强大的引力，邻近普通恒星中的物质被致密星拉了出来并落入致密星，这个过程被称为“吸积”。
“吸积”使物质达到极高的温度并产生X射线辐射，双星系统也因此成了X射线源。
吸积活动也存在于大质量黑洞的周围，它使星系的核心部分变得极其明亮，人们可以通过观测这些“活动星系核”的X射线辐射来研究黑洞周围的气体活动。
星系或星系团之间充满着大量发射X射线的气体，科学家认为，星系团中存在着大量的暗物质，它们往往与高温气体共存，所以研究其中的X射线辐射对研究暗物质的性质具有重大意义。
超新星遗迹是宇宙中重要的X射线源，这些遗迹在下一代星球诞生的过程中被吸收而变成新的恒星和行星的一部分，其中的元素，如碳、氧、铁等是人们研究宇宙物质的重要内容，因此超新星遗迹也是天文学家们非常感兴趣的宇宙X射线源。
X射线是我们的肉眼看不见的一种电磁辐射，它在天文学领域的真正应用开始于20世纪60年代。
到了1999年，天文学家们迎来了X射线天文学的辉煌时期，一架人类史上造价最高的太空巨镜――“钱德拉”X射线太空望远镜被“哥伦比亚”号航天飞机送上了轨道，它给现代天文学带来了全新的视野。
“钱德拉”包括四台套筒式掠射主镜，每台口径1.2米，它的升空使人们看到了此前未曾一见的宇宙X射线景观。
科学家们曾用“钱德拉”观测到了船底座两个星系团碰撞融合的景象，发现了暗物质确实存在的证据。
2004年5月，科学家宣布说，他们用“钱德拉”对远近不等的26个星系群作了X射线观测，然后用观测到的数据对宇宙中的暗能量问题进行了研究，结果发现，60亿年前，宇宙在重力的控制下其膨胀的速度是在逐渐减速的，但此后，神秘的暗能量接替重力控制了宇宙，宇宙又开始转入加速膨胀的状态。
在X射线和可见光之间还有紫外线波段，这个波段的望远镜研究的第一个对象是太阳，后发 展到研究早型星、白矮星和各种星际物质。
自“哥白尼”卫星升空后，人类发射了涵盖各类紫外波段的望远镜，紫外天文学也是人类研究宇宙的重要途径。
捕捉伽马暴的巡天翘楚 在宇宙中，伽马射线会产生突然增强的现象，人们称之为伽马射线暴，简称为“伽马暴”。
天文学家们平均每天都能够观测到一次来自天空中不同方向的伽马暴。
它们在数秒种内产生的能量差不多等同于把太阳的全部质量都转变成能量。
在短短的一瞬间里，这种爆炸所释放出的能量可以相当于太阳一年辐射能量的几百亿倍。
它们是如何形成的?产生的源头在哪里呢? 现在，天文学家们对伽马暴的成因已有了一些初步的解释。
一种情况是，当一颗超大质量恒星走向死亡时，它们中的一部分会成为超级新星，这是一种特殊的超新星，比一般的超新星威力更大。
这时，由于重力的坍塌，灼热的能量便从星核处以光速冲出星体，爆炸波与星际间的气体、尘埃发生碰撞，于是，伽马暴就发生了。
另一种情况是，当两颗中子星发生碰撞时，它们融合成黑洞，这个过程也会产生伽马暴。
当伽马暴发生时，剧烈的冲击和碰撞还会产生X光、可见光和无线电波，这些射线都能从地球上观测到，天文学家们称之为伽马暴的“余光”。
几十年来，人类发射了一系列天文卫星观测伽马暴，有些取得了很好的成绩。
2004年11月，一颗名为“雨燕”的观测卫星搭乘德尔塔火箭升入太空。
“雨燕”是非常先进和灵活的伽马暴观测卫星，它拥有一系列搭载的望远镜，包括爆发警示望远镜、X射线望远镜和紫外线光学望远镜，可从伽马射线、X射线、紫外线和光波四个方面研究伽马暴和它的余光。
“雨燕”非常灵活，它首先利用爆发警示望远镜侦察伽马暴，然后利用X射线望远镜和紫外线光学望远镜收集伽马暴发生点附近的信息，最后通过这些信息找出伽马暴的位置。
到目前为止，“雨燕”已经发现了数百次伽马暴现象。
迄今为止，“雨燕”捕捉到的最遥远的伽马暴位于大约130亿光年之外的地方，这让科学家们非常惊讶。
我们知道，宇宙大爆炸发生在大约137亿年前，也就是说，当这个伽马暴发生时，宇宙仅仅形成了约7亿年。
假若将这种伽马暴的光线予以分解，人们便可以得到反映在伽马暴中的各种元素的光谱，从而了解早期宇宙的大量信息。
“大手笔”托举天文学的未来 面对宇宙，人类依然怀有许多疑问：宇宙大爆炸后的第一缕星光是如何出现的?早期的宇宙究竟是一种怎样的状态?在宇宙中，生命，尤其是智慧生命是否十分稀少?抑或地球人并非宇宙中的唯一?神秘的黑洞、类星体、暗物质和暗能量，它们在宇宙的形成和发展中起着怎样的作用?在人类所知甚少的太阳系遥远的边缘，传说中的柯伊伯带和奥尔特云是否果真存在? 要解开这些谜团，就需要更大更强的望远镜。
正在建设中的“詹姆斯・韦伯”太空望远镜有望把人类的视线延伸到宇宙遥远的边缘，看到宇宙初期的状态，人类因此得以回望130多亿年前宇宙初开时的情景。
天文学家希望用未来的望远镜直接观察恒星周围的行星，从而在这些行星上寻找支持生命存在的化合物，包括水、甲烷和氧气等。
科学家还希望用未来的望远镜研究宇宙中的黑洞和类星体，从而揭示星系的产生和发展之谜。
现在科学家知道，一个神秘的超大质量黑洞“半人马座A*”就隐藏在银河系的中心。
在过去的近20年里，他们一直在追踪运行在这个神秘天体周围的恒星，他们发现那些恒星运行得非常快，这是黑洞存在的证据，因为黑洞的引力十分强大，所以附近的恒星必须快速运转，否则便有坠于黑洞的危险。
现在，一个庞大的射电望远镜阵列一“阿塔卡马大毫米及次毫米波阵列”正在建造之中，预计两年以后便可投入使用。
科学家们相信，通过与地球上的其他望远镜相配合，这个由66个碟形天线组成的射电望远镜阵列将最终能够为“半人马座A*”成像，这将为破解星系的形成之谜提供很大的帮助。
在未来，像这种依赖于望远镜的太空探测“大手笔”将把天文学带入一个全新的时代。
“中国视线”，举世期待 2001年，中国启动了一个名为“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”的大型光学望远镜项目，简称LAMOST，它是一个由大口径(4米)、大视场和4000根光纤组成的超大规模光谱观测系统。
2008年10月，LAMOST正式落成。
2010年4月17日，LAMOST被正式冠名为“郭守敬”望远镜，它是世界上最大的大视场望远镜，可观测1000万个天体，在光谱观测中独树一帜。
LAMOST是中国望远镜制造史上的里程碑，它的建成为继续研制极大口径望远镜打下了坚实的基础。
2007年，中国另一个大型望远镜项目一口径达500米的球面射电望远镜(简称FAST)立项，它将安放在贵州黔南州平塘县的大洼地中。
FAST由4600块三角型反射板拼接而成，其外形与锅式卫星天线相似，面积相当于30个足球场，预计2013年投入使用。
FAST将主要用于探索宇宙边缘的信息，揭示宇宙早期演化的秘密，也可作为高灵敏度被动雷达对空间目标，包括卫星、空间碎片等进行监视和成像。
我国还将于近期发射一枚“硬X射线调制望远镜”(简称HXMT)。
所谓硬X射线是指能量较高的X射线，其波长在0.01～0.1纳米之间。
波长在0.1纳米以上的则称为软X射线。
这架硬X射线望远镜将有利于探测黑洞等大质量天体在一定条件下爆发出的X射线，可望填补硬X射线领域上的国际观测空白。
展望21世纪，探索宇宙奥秘的“中国视线”将令举世期待。