哈勃望遠鏡明明拍的是黑白照，為什麼我們看到的都是彩照？

2023-03-31 18:31:43

哈勃服務30周年

不久前，你一定看過「你生日那天的宇宙」。這次活動是美國宇航局為慶祝哈勃30歲生日而拍攝的365天哈勃0+望遠鏡宇宙照片。這是給全人類的生日禮物。

但是你知道嗎？哈勃望遠鏡拍攝的照片沒有照片那麼豐富多彩，而是一張沒有顏色的黑白照片。

哈勃望遠鏡的黑白照片

哈勃選擇黑白照片的原因是黑白照片更準確。然而，哈勃不僅拍攝黑白照片，還使用不同的濾光器拍攝不同波段的宇宙。

我們知道顏色實際上是一種電磁波，但是人們不能看到所有的電磁波段，只有一小部分能被我們看到，這個波段叫做「可見光」。

在可見光中，由于波長不同，相應的顏色也不同，例如，紅色的波長為780 ~ 620納米，綠色的波長為577 ~ 492納米。

人類眼睛能看到如此多不同顏色的原因是恆星發出的光是一種複合光，包含許多不同波長的電磁波。

當電磁波撞擊物體表面時，物體會吸收一些電磁波帶，然後反射無法吸收的電磁波帶。這時，反射的電磁波帶到達我們的眼睛，與眼睛的一系列反應形成了我們能看到的「顏色」。

例如，植物的葉子是綠色的，因為它們吸收其他顏色的電磁波，只有綠色波段的電磁波被反射。

如果一個物體的顏色是黑色，這意味著它會吸收所有顏色的電磁波，沒有電磁波可以逃逸，所以我們看不到它的顏色。

哈勃望遠鏡非常類似於人的眼睛，它也可以接收光子，但它可以根據濾波器的調整專門接收不同波段的電磁波。

哈勃望遠鏡有19個過濾器和1 空位。每個濾波器捕捉不同的電磁波波段。

總的來說，哈勃望遠鏡將使用不同的濾鏡來拍攝同一個物體，並獲得許多不同的照片。例如，首先在紅外線下拍攝的照片不同於在紫外線下拍攝的照片。天體越多彩，需要拍攝的照片就越多。

這些照片送到地面後，科學家會根據不同的照片給它們上色。其中，科學家將紫外線過濾器下拍攝的照片塗成藍色或紫色。對於用紅外線過濾器拍攝的照片，科學家會把它們塗成紅色。使用可見光濾鏡拍攝的照片將根據實際顏色進行著色，但是為了將它們與紅外線和紫外線區分開來，在可見光照片中通常不使用藍紫色和紅色。

這樣，科學家將得到許多不同顏色的照片，然後將這些照片疊加在一起，得到一張色彩豐富、色彩鮮豔的照片。

但這不是結束。為了使照片更有吸引力，科學家們將人工照亮一些天體，並在合理的範圍內增加照片的色彩飽和度，使照片更有吸引力。

哈勃的黑白照片必須轉換成彩色照片的原因是，首先，為了更直觀地向公眾展示宇宙；其次，雖然這些顏色是人造PS的產品，但它們都遵循科學原理，是相對真實的照片。

哈勃望遠鏡的意義

哈勃望遠鏡被稱為「人類觀察宇宙的第一雙眼睛」。在哈勃出現之前，人類只能依靠肉眼和地面望遠鏡來觀察宇宙。

但是地面望遠鏡有一個缺點，那就是它會受到地球因素的幹擾。我們知道科學實驗要求極高的精度，許多實驗項目將在地下或偏遠山區建立實驗室，以避免地球環境的幹擾。

地面望遠鏡與其他科學實驗的不同之處在於它主要受到地球大氣層的幹擾。我們知道大氣不是一種均勻的物質，但是由於不均勻的加熱和冷卻，粒子的密度分布是不均勻的。此外，大氣會阻擋宇宙中的一些電磁波，導致地球接收的電磁波有限。

然而，在太空的情況下是不同的，因為在太空的情況下沒有大氣，也就是說，幹擾較少，所以在太空的情況下通過觀察宇宙獲得的數據比在地球上獲得的數據更全面和詳細。

在這種背景下，美國和歐洲的科學家準備了一個大型的空軌道天文臺，後來這個項目也被命名為哈勃空望遠鏡。

在哈勃太空望遠鏡投入使用之前，人類只能觀察到數量有限的天體，其中大部分靠近地球或具有強烈的自發光。

像宇宙中的人眼一樣，哈勃極大地擴展了人類可以觀察的天體，甚至發現了許多系外行星。

我們知道系外行星本身不發光。為了觀察它們，我們需要從它們所在的恆星的亮度開始。當系外行星繞過恆星時，恆星的亮度會改變。然而，亮度變化是如此微弱，以至於地球上的雲層所造成的誤差比觀測數據要大得多。

此外，哈勃望遠鏡已經證明在每個星系的中心都有一個質量相對較大的黑洞。儘管科學家們從理論上推測了這一現象，但還沒有觀察到。

此外，科學家通過哈勃望遠鏡估計了宇宙的年齡。在可見光範圍內，觀測到數以千計的星系，並探測到宇宙開始時的「原始星系」，這有助於天文學家研究宇宙的發展史。

哈勃0+望遠鏡還更清晰地觀察到了不同時期恆星的形成過程，並幫助人們在系統外找到了適合居住的行星。

可以說，沒有哈勃望遠鏡，人類對宇宙的理解將會像今天一樣「盲目」。

今年是哈勃望遠鏡服務30周年。如果你想更多地了解哈勃望遠鏡，你可以關注紀錄片《哈勃三十年:揭示宇宙奇蹟》。