在地面上

Amateur Astronomer - - 宇宙奥秘 -

随着材料科学、光学以及计算机技术的发展,地面望远镜获得了爆炸式的发展,人们建造了许多口径更大的地基望远镜。到目前为止,全球最大的几个光学望远镜之一,口径为十米的凯克(Keck)双子望远镜坐落在夏威夷。此外,还有很多主镜面口径超过五米的光学望远镜分布在世界各地,它们都赶超了海尔望远镜。此外,在未来的十几年里要建成的三十米口径的TMT望远镜将成为世界最大的光学望远镜(中国为其主要参与成员国)。自适应光学技术(通过修复大气湍流等因素,对光波波前的扭曲,来补偿大气湍流对成像质量的影响)提升了这些现代巨型望远镜的“可视能力”且极大地修正了地球大气抖动引起的星象闪烁。或许,在不久的将来,天文学家可以 借助此项技术,通过地面望远镜直接观测系外行星。与此同时,在例如射电、红外和微波等其他电磁波波段工作的天文学家们也在不断发展他们的观测设备。坐落于智利阿塔卡马高原的地球上最大的(亚)毫米波干涉阵列ALMA已经竣工,它由54面口径12米、10面口径为7米的射电望远镜构成。世界上最大的单天线望远镜——位于中国贵州的口径500米的FAST望远镜——今年刚刚投入运行测试,它对探测和研究脉冲星、观测星际分子、测量宇宙中弥漫的氢原子气体具有重要的科学意义。另外,工作在中远红外波段的SOFIA望远镜被架设在一架波音747SP飞机上,在平流层进行观测。位于南极地底深处的中微子探测装置冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory) 也在2010年建造完成,它由大概5000个探测器阵列构成,用来观测研究宇宙中极高能量的天文物理现象。此外,最近激光干涉引力波观测台(LIGO)首次宣布探测到引力波,不仅验证了爱因斯坦的广义相对论,也为我们打开了天体物理研究的新的大门,具有划时代的科学意义。上述例子里提到的这些天文观测设备将在未来帮助我们拓展新的知识疆界。天文学家们将用这些设备研究恒星的化学组成、寻找系外行星、研究系外行星的大气成分、研究星系形成的历史和演化等。这些顶尖的天文望远镜或许可以帮助天文学家解决那些悬而未决的科学难题:第一批星系是怎么形成的?为什么宇宙中大部分的质量(暗物质)是不可见的?到底什么是暗物质?宇宙将永远膨胀下去吗?

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