【TMT幫助“透視”宇宙大爆炸】

中國可能承擔TMT項目多部分建設
如果你是天文發燒友 ， 那么你一定不能錯過夏威夷莫納克亞山 。這座海拔4200多米的死火山 ， 以高海拔和低氣流的獨特地理優勢成為絕佳的天文觀測點，許多世界一流的大望遠鏡都集中在這里 ， 其中就包括世界最大的地基光學望遠鏡凱克望遠鏡 。采訪人員日前有幸登上了莫納克亞山 ， 進行了一次天文科技之旅 。
眼下 ， 一座口徑達30米級的特大望遠鏡又將在山上動工開建，莫納克亞望遠鏡“家族”又將添??，凯空f摹白畬蟆奔吐家步懷?。
作為首個新一代地面光學—紅外望遠鏡，這座名為“國際三十米望遠鏡”（簡稱TMT）以鏡面集光口徑長達30米的紀錄獲得世界矚目，未來能與之匹敵的也只有擬建中的42米級的“歐洲特大天文望遠鏡” 。
據介紹，TMT項目由美國加州理工學院、加州大學和加拿大大學天文研究協會聯手研制 。專門負責該項目宣傳的夏威夷社區事務經理桑德拉·道森女士告訴采訪人員，TMT的前期籌建工作將于明年展開 ， 具體開工建設在2013年 ， 擬于2018年建成并投入科學觀測 。
迄今，日本、中國、印度已先后參與該項目 。其中，中國科學院國家天文臺聯合國內相關研究單位于2009年獲得TMT項目的 “觀察員”資格 。去年5月，TMT的一塊1:1子鏡和兩塊1米級鏡胚已運至南京天文光學技術研究所，開始鏡片試磨制工作 。
鏡面直徑長30米對于望遠鏡而言意味著什么？莫納克亞天文學研究所副主任羅伯特·麥克拉倫博士向采訪人員介紹，在過去三十年中，地面光學望遠鏡完成了從4米級口徑到10米級的跨越 。如今，TMT以30米口徑的巨大鏡面可使集光面積即觀測范圍達到凱克望遠鏡的9倍 ， 成像清晰度可提高3倍 。
因此，TMT能“看”得更遠，“看”得更多 。它能夠捕捉到130億光年外的宇宙景象，這相當于宇宙大爆炸初期，也就是說可以看到宇宙第一批星體和星系是如何形成的，可以幫助揭示黑洞和暗物質的秘密；它的高分辨率還能為探尋太陽系外行星和生命助一臂之力 ， 可以觀測到遙遠行星的大氣光譜；它還能同時呈現幾百顆圍繞其他星體運行的行星以及太陽附近星體的影像 ， 這是現在的天文望遠鏡很少能做到的 。
奇妙還不止于此 。如此巨大的鏡面又如何打造？這里還有一段故事 。
早先的天文望遠鏡都是由一整塊鏡面制成 ， 口徑再大也不能超過五六米 ， 否則會由于鏡面形變而造成成像扭曲 。如何既能擴大鏡面又能獲得清晰成像以洞察宇宙呢？就在這一技術瓶頸始終無法突破時，美國加州大學伯克利分校的物理學家納爾遜提出了一個絕妙的設想 ， 不如先做一塊一塊的小鏡面 ， 然后像蜂巢一樣把它們拼接到一起 。這一拼接子鏡的構想最后竟然在凱克望遠鏡身上得到了實踐 。
而TMT更是“進化”到由492面子鏡拼接成主鏡 。這些小鏡子會在計算機制導系統的控制下協同工作，效果就像一整面大鏡子 。
大氣層云霧的干擾向來是影響地面望遠鏡成像清晰度的最大“禍首” 。若非采用自適應光學系統，地面望遠鏡實難和哈勃太空望遠鏡一比高下 。
麥克拉倫博士說 ， TMT還配備了更先進的自適應光學技術系統，非但能有效修正大氣擾動造成的圖像變形，從而準確地觀測天象，其清晰度和靈敏度更是遠遠高出哈勃 。
據悉 ， TMT項目計劃投資十幾億美元，中國的投資規模相當于項目預算的12%—18% 。屆時，參與合作國將按照投資比例獲得相應的望遠鏡觀測時間 。
加州理工學院亞毫米波天文臺資深科學家彭瑞生對采訪人員說，通過參與TMT項目，中國不僅可以在多鏡主動光學、自適應光學、紅外照相、光譜成像等國內還相對比較薄弱的領域獲得國際先進技術知識，同時還能在一個國際化的環境中借鑒如何管理與執行一個龐大復雜的科學項目的寶貴經驗 ?！叭绻f，在其他高科技領域尚有壁壘的話 ， 在天文學方面幾乎沒有 ， 資源和成果都是共享的 。因為建設一個類似TMT這樣的大型尖端天文觀測設備 ， 僅憑一國之力已無法完成，必須通過國際合作，其間必然需要分享彼此的研究所得 ?！迸砣鹕f 。

廖勤 解放日報

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