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TMT:抢占天文科技制高点(图)
2011-10-20 人民日报 牛瑞飞

  图为位于美国夏威夷大岛海拔4213米的莫纳克亚山顶的天文观测台,TMT项目将在此落户。

  1609年,伽利略用风琴管作镜筒,两端嵌入凸透镜和凹透镜,制成一架口径4厘米的望远镜,由此成为人类历史上把望远镜对准茫茫太空的第一人,并推动了人类认识宇宙的第一次飞跃。

  400多年后,由美国、加拿大、日本、印度及中国等积极参与的TMT天文科研项目,将把光学望远镜的口径提升至30米,并有望成为人类认识宇宙的又一次飞跃中的重要工具。

  引用一位中国天文学家的比喻:TMT项目就像一场天文科研的国际盛宴,即将举全球之力配餐,终将让人类共享成果。

  “两暗一黑三起源”

  探索宇宙奥秘的好奇心是天文学发展的源泉。16至17世纪,人类认识宇宙发生了第一次飞跃,天文学取得了划时代的进展:哥白尼日心说的提出、望远镜的发明以及牛顿力学的创立,促进了自然科学的革命,推动了数学和力学的发展。20世纪中叶以来,随着射电、光学和空间天文观测技术的突飞猛进,天文学特别是天体物理学发生了革命性变革。

  天文学的革命,从天文望远镜开始。人类不断地研制新设备,观测更多、更远、更暗的天体和天体中更精细的结构,以了解宇宙和天体的发生和发展规律。

  望远镜口径从小到大、从可见光到全电磁波段、从地面到空间,每一次突破都导致天文学的重大发现和人类对宇宙认识的飞跃。

  据中国科学院国家天文台台长严俊介绍,本世纪全球天文学挑战性的基本科学问题概括为“两暗一黑三起源”:两暗,即暗能量、暗物质;一黑,即黑洞;三起源,即宇宙起源、天体起源、生命起源。

  为解决“两暗、一黑、三起源”问题,近十多年来国际上一系列大型的先进设备相继投入使用,包括口径10米级的光学望远镜、口径2.4米的哈勃空间望远镜、高灵敏和高空间分辨率的空间紫外、红外、X射线和γ射线望远镜、地面和空间长基线射电望远镜等。

  由于大口径是高空间分辨率和大的集光能力的基本条件,为获得更高的分辨率,能观测更加暗弱遥远的天体,以解决最前沿的科学问题,建造极大口径巨型光学—红外望远镜项目已成为国际天文学界的共识。

  目前全世界提出了多个巨型望远镜计划。这些巨型望远镜的特点是:口径20至50米;主镜由子镜拼接而成;观测波段从近紫外到中红外;有自适应光学系统,在近红外区达到衍射极限。

  这些方案中,有3个正在设计和研发,有的已进入建设准备阶段,即美国的巨型麦哲伦望远镜(Giant Magellan Telescope,简称GMT)、TMT和欧洲巨型望远镜(European Extremely Large Telescope,简称E—ELT)。

  天文学家计划于2020年前后,分别把TMT(30米口径),GMT(24.5米口径)和ELT(口径42米)分别建于地球北半球和南半球,届时,人类天文研究将进入巨型望远镜时代。

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