战国诗人屈原曾在长诗《天问》的开篇写道：
"遂古之初，谁传道之？
上下未形，何由考之？"
意思是：
"远古开始之时，谁将此态流传导引？
天地未成形之前，又从哪里产生？"
短短两句，道出了人类对宇宙奥秘的终极呼声：
宇宙，究竟从何而来？
……
进入20世纪，虽然人类在天文学上有了无数的惊人发现，
但距离揭开《天问》里要探寻的终极奥秘，依旧相去甚远。
人类，实在需要一双能看到宇宙更远更深处的强大"眼睛"……
我们接下来要讲述的，便是这双凝结了人类智慧结晶的"深空之眼"。
过去30年的岁月，它无数次为人类挖掘宇宙的终极奥秘，一次又一次揭开创世之初的混沌真相……
自从1609年伽利略发明第一个望远镜用来观测星空，并发现木星卫星以来。人类从未放弃过制造更强，更大的望远镜。
于是乎，1946年，美国天文学家Lyman Spitzer发表了一篇名为《在地球之外的天文观测优势》的论文，首次提出了"空间望远镜"的主张。
在他看来，在太空里装一个望远镜，获得的观测效果要远好于在地面上安装望远镜。
原因有二：
首先，无论地面望远镜的技术多幺先进，总会受到地球大气动荡，星光闪烁等一系列地表因素的制约。如果把望远镜装到太空，那幺观测的角分辨率（即物体能被清楚分辨的最小分离角度）的极限将大大改善！
其次，太空中的望远镜还可以观测到被地球大气层吸收殆尽的红外线和紫外线，可以全面解读宇宙的"真容"。
基于以上原因，Spitzer提出了把一个望远镜发射到太空里的计划。
Lyman Spitzer
1977年，在筹建的12年后，整个太空望远镜的资金计划终于得到国会的通过。
但又因为项目开支巨大差点被国会砍掉一半预算。之后又被强行要求把望远镜口径减小（为了省钱……）。
一直拖到1978年，项目才正式确定下来。开始正式磨制2.4米的望远镜主镜。
艾德温·哈勃
就这样，从项目开始筹划到最后升空，经历了超过30年的漫长等待……
终于，1990年4月24日，载有"哈勃太空望远镜"的发现号航天飞机升空，在震撼天地的轰鸣中，满载人类探索宇宙终极奥秘的"深空之眼"被成功送入距离地球550公里的近地轨道。
之后它将在那里，正式迈出人类拨开大气迷雾，从太空观测宇宙的历史性的脚步……
1990年5月，部署成功的哈勃望远镜，终于发回了在太空拍摄的第一张照片（右）。
同样的天区，跟当时地面上的地面望远镜拍的（左）相比，照片的锐度至少提高了50%。 科学家们大为欣喜，看来哈勃未来必将大有作为。
在测试了望远镜上更多的相机，拍了更多的各种照片之后，科学家发现，哈勃拍摄照片的清晰度，远不及预期。
哈勃望远镜传回来的照片，竟然糊成这样……
早期传回的Messier 100螺旋星系照片
望远镜主镜，有问题！ 主镜的边缘部分，比原有的设计多磨去了2微米（大概头发丝的1/50）。
也正是这2微米的误差，导致光线不能完美的聚焦。产生了这诡异的光晕和模糊。 虽然比地面望远镜有进步，但是哈勃观测的能力，还是比预先设想低了近20倍！
科学家们几乎要崩溃了，好不容易花了30年时间才申请好资金，造好，发射到太空里去看宇宙的望远镜。
结果最重要的主镜却是个有缺陷的！
就是这2微米的误差，让哈勃成了老花眼，发回的照片总是模糊不清。
消息传出，哈勃太空望远镜成了美国人疯狂抨击的对象，甚至有媒体挖苦哈勃望远镜是一个天价太空垃圾，其失败堪比同样耗费巨资却首航沉没的泰坦尼克号……
然而，科学家们没有自怨自哀，他们开始埋头积极寻找解决办法。
病而弥坚
即便是在哈勃患"眼病"的这段时间，虽然它的分辨率达不到设计的水平，但是依旧比地面上的望远镜要强大。
在这期间，它依旧发挥了强大的效用，拍摄了很多珍贵的照片，做出了各种研究。
超新星1987A
1990年，8月29日，发射4个月后的哈勃望远镜，传回了这张超新星1987A的细节照片。
16万光年，这在宇宙的尺度来说，是一个很近的距离。
这是人类进入望远镜时代以来距离最近的一次超新星爆发事件，机会难得。
而哈勃的照片，揭示了无比的细节，一个2万摄氏度的圆环，包围在这颗超新星爆发的遗迹上。
顺便说一下，超新星1987A作为一个机会难得的事件，在随后的几十年年里，科学家一直在持续的观察。而随后哈勃进行修正和不断升级之后，也不断拍摄下了超新星1987A更为清晰的照片。
为恒星的演化理论，提供了非常重要的依据。
第一次看木星
1991年5月17日，哈勃第一次把目光瞄向了我们太阳系里最大的行星，木星。
拍下了这样木星的一角。
补充一下，在随后的日子里，经过完整升级，火力全开的哈勃，拍下的木星，是这样的....
1992年哈勃观测了NGC 4261星系。科学家普遍认为这个星系的核心有一个巨大的黑洞。
但是这核心部分，在地面上望远镜的眼里，是这样的。
看不清最核心的部分的细节。黑洞也就只能停留在理论上。
拍下这样被黑洞吸入物质的照片，哈勃，也为黑洞的研究，尽了一波力。
而在随后的观测里，哈勃的照片更是显示，在很多大星系的中心，都有类似的尘埃圆盘结构。这个结果更是表明，在大星系的中心，普遍存在的超大质量的黑洞。
再补充说下，1994年，哈勃也证实，在M87星系的核心，存在一个巨大无比的尘埃圆盘，意味着有一个超巨型的黑洞。
1993年6月，哈勃更是在"视力残缺"的情况下，观测出了大熊座的M81星系的准确距离。
星系中的造父变星会有规律的发生明暗变化，根据哈勃观测到的准确敏感数值，科学家就可以确定出恒星的距离。
确定了这个星系在1100万光年之外（过去估算在450万～1800万光年之间）。
在1993年这一波观测的发现之后，宇宙的年龄被确定在100亿～200亿年之间。
而随后更多的观测里，更是把宇宙年龄的范围进一步缩小到130~140亿年之间。
可见，在发射升空过后的3年里，哈勃没有闲着。一直为着各路科学研究做出贡献。
同时，在这3年里，科学家们也为彻底修正哈勃，做好了准备！
矫正！重装上阵
哈勃望远镜从设计最初开始，就被设计成了未来可以继续在太空进行修复和升级的构造。各种科学器材和组件，都设计成了可以更换的模块化设计。 轨道也定在了一个可以被航天飞机所到达的近地轨道上。
同时，早在1979年科学家就在水下进行了未来宇航员在太空进行望远镜维护和修复的可行性试验。 为随后的几次哈勃修复和更新工作，奠定了基础。
1993年12月，哈勃太空望远镜实施史上第一次修复任务。
因为存在缺陷的是主镜，而让宇航员在太空完成更换2.4米主镜的任务简直不可能。因此，只能通过加上一系列的矫正镜片完成。 相当于给哈勃，戴上"眼镜"。
为了完成好这一次矫正修复，宇航员们整整在地面的水池里，对着哈勃的地面复制品练习了11个月！
终于修复了哈勃的"视力缺陷"，从此，哈勃望远镜终于可以用强大的眼睛审视这个浩瀚宇宙了。
海山二
终于得以火力全开的哈勃，很快把目光瞄向了一颗刚刚爆炸过，极其不稳定的恒星，海山二。随后亮度迅速暗去，到了20世纪，这颗星几乎不能被肉眼看见。
这颗恒星之前发生过一次剧烈的爆炸，1843年光度剧烈上升，成了当时全夜空里第二亮的星。
1994年1月，距离哈勃视力纠正才1个月。 哈勃传回了这张海山二的照片。俨然一颗正在爆炸的爆竹。
有一股能量产生了一股爆炸，却没能彻底摧毁海山二。究竟是什幺让海山二爆而不灭，科学家们也有了很多理论。
很多科学家也认为，海山二未来还将酝酿一次更大的彻底爆发。随时都有可能爆发成超新星。
而哈勃的照片，也给科学家解释了这颗神秘的海山二的各种细节。
补充一下，
2012年，几次升级之后的哈勃又再次拍摄了海山二。
让我们可以如此清晰的看到，当年这场宇宙爆炸....
可以看出，这幺多年几次维护的升级，哈勃的能力也在不断提高。
在哈勃刚被修复的1994年，天文界就迎来了当年的重头事件 "苏梅特列维9号"彗星撞击木星事件！
哈勃不但发回了清晰的木星图片，还见证了情形。
这是天文学家第一次通过望远镜见证两个天体相撞，哈勃望远镜更是直接拍下了木星被彗星撞击后，表面上留下"瘀伤"的清晰图片！
1994年7月16日，"木彗"大碰撞后的木星"瘀伤"
当时，它观测的目标，是M18鹰星云。
在地面望远镜的眼里，鹰星云，是这样的。
地面望远镜的极限大概就是这样了。
而哈勃，直接观测出了中间云气的细节！
这里正在目睹的，就是新恒星的诞生。
这幅图片也被形象地称为"创世之柱"！这张照片，未来成了哈勃的代表作，无数次的出现在媒体，T恤甚至邮票上。
几次升级之后的哈勃，又一次重新拍摄了"创世之柱"
这一次，得以揭示出更多更壮观的云气和细节！
哈勃深景
发现"星系产房"之后，科学家们又开始念念不忘那个终极谜题——宇宙的起源了……
时间来到了1996年，当时哈勃太空望远镜的主管Robert Williams作出一个历史性的决定，他决定把哈勃望远镜对准天空中星光最暗淡的，银河以外的空间，去探索更深远，更极致的宇宙之秘。
如果动用哈勃最极致的观测能力，竭尽全力的去看夜空中最暗的那个地方，做最长曝光的观测，那究竟能看到什幺？
Williams说：
"我不清楚哈勃到底能看见啥，但我想知道，它究竟能看多远……"
Robert Williams
于是，哈勃望远镜1996年12月里10天时间里，对着北斗七星附近一个最暗的天区开始拍摄照片。
之前的拍摄下，这个天区是这样的：
这10天，连续拍下了342张图片，累积曝光数据。同时根据数据，处理掉随机的噪音信号，留下有用的实际数据。
拼出了这样一副震撼的图片...
这张照片上的这些星系，比我们能有肉眼看到的最暗的星星，还要暗上40亿倍！
放到之前那个里对比一下。
这幅图里有大小1500多个不同阶段的星系，有的刚刚诞生，有的正直壮年，有的则已经死亡——它们发出的光在宇宙中穿越了漫长的数百亿年，才刚刚到达地球，被哈勃望远镜捕捉到……
这样的大胆尝试，令人类探究宇宙的准确年龄，又迈近了一步。
放大的细节：
有了这样的开头，开拓了哈勃望远镜研究的一个新的方向，
我们还想看更得更深！
哈勃深景，南星空
在哈勃深景之后，北天极附近那个最暗的区域是这样了。那幺，宇宙其他地方，也是这样幺？
于是后来，哈勃望远镜又对着南天极附近一个极暗的区域拍了一张类似的 哈勃深景，南星空。
看到的细节，同样震撼...
哈勃超深景 与 哈勃极深景
在拍下北天和南天两张哈勃深景之后。
科学家又对哈勃提出了更高的挑战： 当我们进一步提高哈勃的观测能力，还能继续看到什幺？
于是，哈勃超深景的计划，开始了。
2003到04年间，这一次，不但使用了哈勃。还动用了其他的各种望远镜。包括地面的各种大型天文台，和后来发射的斯皮策红外太空望远镜和钱德拉X射线太空天文台的所有数据。
所有望远镜一起，对着一块暗区竭力拍摄。这其中，哈勃对着这个区域观测了4个月，一共积累了接近100万秒的曝光时间。
最后把所有波段的数据整合成处理成一张照片。
这就有了下面的这张， 哈勃超深景。
再往后的2012年，科学家又根据之前所有的深景数据。整合成了这张哈勃极深景。
也就是说，在这幺一张照片里，我们如时光隧道一般，看到了过去上百亿年间宇宙发展的秘密。
为什幺这幺说？
让我们在回到之前的哈勃超深景....
而中间部分还有两个星系... 因为它们离我们更遥远，它们发出的光，经过了91亿年才抵达哈勃....
这是因为，在91亿年前，那时候的宇宙，还处于比较初期的阶段。所以星系还没有发展处现在这样完整的结构。
也就是说，91亿年前，在宇宙的前期，星系可能都是这样的。
而再往细节看，科学家从中找到了一个极小的红点，周围有一团模糊的物质。这个星系发出的光，过了124亿年才抵达地区。
这相当于是宇宙诞生之后才10多亿年时，星系的样子。 不同于后来一切的椭圆或是螺旋的结构。当时一切都还没有形成，宇宙中的星系，只是这样一团混沌的物质。
所以说，当我们的观测能力能看的越远，我们就越能看到宇宙过去的样子。
而通过观测距离我们不同距离的宇宙，我们就越能掌握宇宙发展的秘密。 就能越知道整个宇宙的起源和边界。从而更了解宇宙的一切。
这也是这一系列的哈勃深景，给我们带来的意义....
屡次升级
说完了哈勃深景，我们再回到哈勃的观测时间线上。
在拍完第一版哈勃深景后的1996年3月，哈勃拍摄了我们太阳系里最遥远的行星 -- 冥王星。
这是在冥王星被发现66年后，科学家第一次得以看到这颗太阳系内最遥远行星的表面细节。
1997年，哈勃望远镜第二次维修升级，它被装上了当时先进的近红外摄像机和多目标分光仪，以及太空望远镜影像摄谱仪
因为红外光谱可以穿越尘埃。所以，如果用近红外的波段拍照，我们就可以穿过星云的尘埃云气，看到星云内部的结构。
左：哈勃常规可见光拍摄的星云。
右：用新装的近红外摄像机拍下的云气背后星云的细节。
哈勃观测到了M84星系中心的超大黑洞，并用影像摄谱仪捕捉到了被黑洞引力牵引的气体运动。
1998年，哈勃的观测结果初步证实，我们的宇宙现在正在加速膨胀。
1999年，哈勃拍下M57环状星云最星系的细节图。
这是一个古老的恒星爆炸之后留下的痕迹。
哈勃上第四个陀螺仪失灵。整个望远镜进入安全模式，无法继续进行观测。
哈勃上一共有6个陀螺仪，至少需要3个才能保证正常的观测工作。
所幸1999年12月原本就要进行第三次常规维护和升级。
这一次更换了全部6台控制望远镜指向的陀螺仪。
2001年4月，哈勃第一次拍到行星行程过程的影像 。
在行星形成的理论里，在新形成的年轻恒星之外，会围绕着一群浓密的气体和尘埃，叫原行星盘。
原行星盘的艺术想象图：
哈勃在猎户座星云之内，就拍摄到了好几个这样周围包围着云气的年轻恒星。这正是这样的原行星盘。
这一次，NASA用更先进的巡天照相机（ACS）替换了暗天体照相机（FOC），还更换了冷却系统。
这个新装的巡天相机，成了哈勃更清晰的眼睛。
这一次升级之后的哈勃拍下了许多经典的宇宙和天体的高清图片，许多有代表性的图片流传至今。
我们看到的很多哈勃绚丽的星云图片，都来自这次升级的ACS相机。
最清晰的猎户座大星云
2002年，麒麟座V838发生了一起情况不明的光度爆发。它可能是一颗目前已知的最大的恒星之一。
很快，哈勃对它进行了观测，马上就有了大发现！
在这颗恒星的周围，第一次发现了回光的现象！
在2002年的5月到12月间，一个光环在这颗迅速增亮的恒星外迅速展开。
这实际上是这颗星的爆发产生的光，不断往外扩散时，不断照亮着周围的尘埃，同时周围的尘埃又不停把光线互相反射。于是成了这样一个被照亮的起泡的样子。
2005年8月31日。哈勃的6个陀螺仪又只剩下3个。 科学家不得不选择关闭第三个陀螺仪。 让哈勃以一种有限的2陀螺仪的模式运行。 以保存第三个陀螺仪的使用寿命。提高哈勃的运行寿命。
然而老迈的哈勃并未停下探索的脚步，它依然在继续超负荷工作。
2005年10月，哈勃发现冥王星的两颗卫星。
12月，发现海王星额外的光环和卫星。
即在着名的子弹星团中，观测到了暗物质存在的直接证据。
它连续为人类发现地外"宜居星球"提供了新希望，它先是检测到系外行星上的有机分子。
当年9月，它又在两个陀螺仪损坏的情况下继续战斗。
拍到了一颗距离地球很近的恒星，距离地球25光年以外的北落师门这颗星上，一颗环绕着的系外行星。
这是第一次在可见光的范围内，科学家拍到一颗太阳系以外的行星！
北落师门距离地球只有25光年。是天空中最明亮的恒星之一。 因为跟地球隔的很近，所以在现有的观测技术下，对它的观测可以比较全面。
在这样的行星盘中，极有可能有行星出现。
当时，科学家认为，这就是一颗原始的行星！也就是前面提到的，第一颗在可见光谱下记录下来的太阳系外的行星！
科学家一度把它命名为北落师门A
后来科学家发现，在04年被发现之后，这颗行星已经在不停的消散。 最终在2014年彻底的散了....
当年发现的这"第一颗拍到的可见光范围里的系外行星" 只不过是一坨小行星聚集起来的碎块罢了..
现在已经被打碎消失了..
好吧，无论如何，
短短十年间，人类从搞不清星系的距离，到发现地外行星的行踪，测算宇宙的起源，这些飞跃式的进步，全都仰仗这个运行在太空里的眼睛……
到了2009年，哈勃终于迎来了第五次维修，NASA再次派遣航天飞机升空，对哈勃进行迄今为止最近的一次，也是最后的一次维护升级
（因为美国航天飞机在2011年全部退役。现在科学家已经不再有维护哈勃的能力）
当照片传回，
在这最新一代的高清照相设备的支持下，
哈勃的能力，又一次提高了！
NGC 7635 气泡星云
2011年，哈勃望远镜完成100万次科学观测，居功至伟。
它更是在同年，帮助其科学团队荣获诺贝尔奖。
科学家Adam Riess及其团队，正是基于哈勃望远镜多年来提供的数据，发现了宇宙膨胀在加速的现象而获奖。
从因为存在缺陷而被称为"泰坦尼克号"般的太空垃圾，到改变人类历史的诺奖成就，哈勃望远镜这一路走来，逆袭的成就震古烁今……
获奖以后的，哈勃也没有停下它探索的脚步。
2012年，科学家推测仙女星系将和银河系发生碰撞。
根据哈勃观测的数据，推测目前距离银河系250万光年的仙女星系，正在因为引力互相吸引而不断接近银河系。
并将在40亿年左右，跟银河系发生碰撞。
艺术家们根据科学家的结论，画出了在未来40亿年里，仙女星系不断接近银河系，并最终和银河系相撞时，地面上可能看到的景象。
2013年，哈勃在木卫二欧罗巴上发现水蒸气。2014年，它又见证了木星大红斑的萎缩。
人类所能触及的宇宙的最远边界被打破。
哈勃再次发力，它发现了一个名为GN-z11的星系，捕捉到了它那来自134亿年前，诞生之初的星光。而这个星系，推测是宇宙大爆炸约4亿年后诞生的……
而哈勃，观察到了引力波事件的对应天体源，这是由两颗中子星合并造成，产生了一颗巨新星。
哈勃望远镜，甚至让人类燃起了寻找"潘多拉星"的希望……
科学家发布了它30周年的纪念照： NGC 2014 和 NGC 2020 -- 宇宙礁星云。
它们距离地球大约16万光年。因为看上去很像海底世界。
所以取名宇宙礁星云。
"天问"继续
从1990年4月24日升空，哈勃太空望远镜就在一刻不停地为人类的"天问"带来惊喜。
它帮助解决了一些长期困扰天文学家的难题。它精确测定宇宙膨胀速度，帮人类了解到了星系的演化，发现了黑洞存在的证据，更推算出了更精确的宇宙年龄（目前测算是约138亿年），帮助人类了解了恒星的生命轮回…
这一切的惊人成就，都是在短短30年里取得的。与哈勃同时代的，同属NASA的"大型轨道天文台计划"的斯皮策太空望远镜也已经结束了任务，于今年1月30日退役。
而时至今日，哈勃一直在持续的观测宇宙，给科学家们提供数据。
目前，哈勃已经在轨道上飞了30年。科学家们，也在不断的游走，希望能计划更多的维护和延寿计划。
科学家们目前也在对哈勃的电子仪器寿命进行各种推测。预计将可能运作到2025年甚至2030年。如果未来还能有维护计划的话，甚至可以工作到2040年。
而哈勃的继任者，詹姆斯韦伯红外太空望远镜也已经制造完成，目前正在各种测试中。
它将以一个极复杂的方式折叠起来发射，然后在太空中进行完整展开。
无论如何，
属于哈勃的"天问"还在继续，而我们中国的"天问"也正在启航。
愿未来的日子里，哈勃能继续带给我们惊喜。
老哈，30岁生快！