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地面上的天体摄影技术还在不断发展，其所拍摄到的图片为科学研究提供了
越来越多的帮助。科学家们借助这些信息可以预测风暴的模式和轨迹，也可以以
此为基础在海洋学和环境科学领域获取更多新发现。科学家们已经能够获取覆盖
更大范围的照片，星空地图的绘制工作还在继续。
莱曼·斯皮策首次提出了太空天文台的概念。1946年，他在耶鲁大学担任
研究员时提出了在地球之外拍摄太空图像的想法。那时候，地面上的望远镜无
法捕捉到X射线、伽马射线以及其他多种放射物质。斯皮策意识到，只有地外
望远镜才能摆脱地球大气层的影响。他的这一提议，给我们对宇宙学和物理学
的认识带来了巨大的冲击。
多亏了美国宇航局，让斯皮策的设想在今后的几十年变成了现实。美国
宇航局建立于1958年，当时美国与苏联展开了激烈的太空竞赛。两国军事实
力远远领先世界其他国家，都研制出了洲际导弹。随着导弹技术日趋成熟，苏
联在1957年发射了第一颗人造卫星。美国也不甘示弱，在1958年向太空发
射了第一颗美国人造卫星“探险者一号”。同年晚些时候，时任美国总统德怀
特·D·艾森豪威尔签署了《美国国家航空暨太空法案》，要求美国展开对地球
大气层和外太空的研究。
美国宇航局最早的照片主要拍摄的是工作生活场景，比如庞大的宇宙飞
船、点火发射、宇航员们的例行任务之类的。宇航员们手里拿着相机随意拍
摄，没什么特殊目的，只是一项单纯的娱乐活动，他们只是想拍摄下自己工
作的场景，分享给亲朋好友。1962年，约翰·格林（第一个完成绕地飞行的
美国人）乘坐载人飞船进入了太空。他随身携带着一个在杂货店购买的安士
高35毫米傻瓜相机。美国宇航局在1965年启动了“双子星计划”，宇航员爱
德华·怀特在太空行走时用蔡司Contarex 35毫米相机拍摄了一张宇宙飞船的照
片。随着科技的发展，相机变得越来越复杂精密，美国宇航局对太空摄影变得
越来越重视。20世纪60年代，月球探测器拍摄了成百上千张月球照片，清晰地
展现了月球表面的详细情况，为阿波罗计划铺平了道路。1969年，在执行阿波
罗11号任务期间，宇航员们带上了各种各样的摄影设备，从电影胶片摄像机到
电视摄像机，再到专门为了拍摄月球土壤特写的立体特写相机，一应俱全。美国
宇航局拍摄的照片让我们对太空有了进一步的认识，人类这才恍然大悟，原来我
们生活的地球只是茫茫宇宙中的一颗小小星球。我们终于可以脱离地球，换一个
角度想象宇宙的形态了。
书中的很多图片都是由哈勃太空望远镜拍摄的。哈勃望远镜以美国天文学家
埃德温·哈勃的名字命名，他在很早就通过研究证明了宇宙正在扩张的理论，哈
勃望远镜于1990年发射升空。可惜，这台望远镜一开始的旅程并不顺遂，刚开始
工作就出现了一系列的问题。哈勃最初传回地球的照片一片模糊，什么也看不清。
科学家最终发现，是因为望远镜主镜边缘太平，扭曲了图像。1993年的时候，科
学家们为望远镜换上了一套新的光学元件，对望远镜的维修工作持续了很多年，
哈勃望远镜的科技含量在此期间大幅提升。
哈勃望远镜装配了巨大的镜片，探查功能非常强大，可以捕捉到人眼看不到
的光线。哈勃望远镜的主镜片直径是7.9英尺（2.4米），尽管如此，和地面上的
太空望远镜镜片相比还是小了不少，地面上的太空望远镜主镜片直径有32英尺
（10米）。但是，由于哈勃会在距地球353英里（568千米）的轨道上运行，所以
视野比地球上的太空望远镜更清晰，因为地球的大气层会影响宇宙观测效果（天
上的星星之所以会一闪一闪的，就是这个原因）。
哈勃望远镜以每秒5英里的速度（以这个速度，只需要10分钟就能横跨
北美洲）在轨道上运行，每97分钟就能绕地球一周。当望远镜在太空中遨游
时，望远镜上的六个特殊装备就会不断捕捉图像，很多非可见光形成的光影
现象也会被望远镜捕捉到。第三代广域照相机可以捕捉到近紫外光（波长在
290～400纳米范围内）、可见光（波长在 400～760纳米之间）和近红外光
（波长在780～2526纳米范围内）。这台相机主要用于探测暗能量和暗物质，同
时也可探测距地球百万光年之外的星系活动。宇宙起源光谱仪可以传回拍摄到
的紫外光图像，提供天体的温度、密度和运行信息。太空望远镜成像光谱仪捕
获了黑洞存在的证据，先进巡天照相机记录下了星系团的变化，近红外线照相
机和多目标分光仪则让我们看到了那些隐藏在星际尘云中的天体。精细导星感
测器可以测定星体的位置，同时还能让哈勃望远镜保证在轨道上朝正确的方向
运动。这些设备可以将“不可见”的景象转化成震撼人心的图像。（除上述装
置之外，哈勃太空望远镜上还有两个重要设备，望远镜的主相机第二代广域和
行星照相机，以及哈勃的长焦镜头暗天体照相机。这两个设备都在2002年被
先进巡天相机替换掉了。）
哈勃望远镜传回地球的照片，让我们有机会一睹宇宙的真颜。人类终于可以触
及宇宙深处，形象地呈现出包括超新星残余物、暗能量、黑洞和新星系诞生在内的