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国际天文研究盛宴(国际视角)记者牛瑞飞《人民日报》(2011年10月18日第23页)图为位于大岛莫纳克亚山山顶、海拔4213米的天文台美国夏威夷的TMT项目将落户于此。 本报记者 牛瑞飞 摄 1609年,伽利略用风琴管作为镜筒,两端嵌入凸凹透镜,制成了直径4厘米的望远镜。 他成为人类历史上第一个用望远镜瞄准广阔太空的人。 并促进了人类对宇宙认识的第一次飞跃。 400多年后,美国、加拿大、日本、印度和中国积极参与的TMT天文研究项目,将光学望远镜口径扩大至30米,有望成为又一次飞跃的重要工具人类对宇宙的认识不断进步。 引用一位中国天文学家的比喻:TMT项目就像一场国际天文研究盛宴,将由全球共同努力,最终成果将由人类共享。 “两暗一暗三起源”探索宇宙奥秘的好奇心是天文学发展的源泉。 16世纪到17世纪,人类对宇宙的认识发生了第一次飞跃,天文学取得了划时代的进步:哥白尼日心说的提出、望远镜的发明、牛顿力学的创立促进了天文学的发展。自然科学的革命,促进了数学和力学的发展。 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迅速进步,天文学特别是天体物理学发生了革命性的变化。 天文学的革命始于天文望远镜。 人类不断研制新的设备来观测更多、更远、更暗的天体以及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。
从小型到大型望远镜,从可见光到全电磁波段,从地面到太空,每一次突破都带来了天文学的重大发现,推动了人类对宇宙认识的飞跃。 中国科学院国家天文台台长严军表示,本世纪全球天文学面临的挑战性基础科学问题概括为“两暗一暗三起源”:两暗,即暗能量和暗事情; 一种黑暗,即黑洞; 三本源,即宇宙本源、天体本源、生命本源。 为了解决“两暗、一暗、三源”问题,近十年来一系列世界先进设备投入使用,其中包括直径10米的光学望远镜、直径2.4米的哈勃太空望远镜、高速望远镜。 灵敏、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聚光能力的基本条件,为了获得更高的分辨率,观测更微弱、更遥远的天体,解决最前沿的科学问题,超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。 目前世界各地提出了多个巨型望远镜计划。 这些巨型望远镜的特点是:孔径20至50米; 主镜由副镜拼接而成; 观测波段范围为近紫外至中红外; 他们拥有自适应光学系统,可以达到近红外区域的衍射极限。 这些解决方案中,有3个正在设计开发,有的已经进入建设准备阶段,分别是巨型麦哲伦望远镜(GMT)、TMT和美国的欧洲极大望远镜(E-ELT)。 )。
天文学家计划2020年前后在地球北半球和南半球分别建造TMT(直径30米)、GMT(直径24.5米)和ELT(直径42米)。届时,人类天文研究将进入时代的巨型望远镜。 全球合作三大计划中的TMT项目受到众多国际科研机构的青睐。 TMT是由美国和加拿大两国共同发起、采用创新设计、建设和运营模式的地面巨型光红外观测站项目。 其核心望远镜,TMT主镜,直径30米。 将于2020年竣工,安置在国际知名的卓越天文台遗址——美国夏威夷莫纳克亚山顶。 与哈勃太空望远镜相比,TMT的空间分辨率提高了1个数量级,探测深度最多可提高4个数量级。 其强大的穿透宇宙能力必将带动天文研究的快速发展,必将在揭示暗物质和暗能量本质、探测第一代天体等前沿科学领域取得成果。宇宙,了解黑洞的形成和增长,以及探测太阳系外行星。 重大突破。 但像TMT这样的大型项目,投资巨大、技术先进、观测场地要求高,国际合作成为必要条件。 在技术方面,TMT采用主动光学万向拼接镜、大视场自适应光学以及红外探测等先进终端设备,使其观测效率达到30米口径衍射极限。 TMT项目经历了10多年的设计研发阶段,研发团队长期进行关键技术攻关和优化设计研究。
该团队主要包括来自美国、加拿大56所大学和国家研究机构以及29家美国和欧洲高科技公司的446名科研技术专家。 目前,TMT已进入项目建设准备阶段。 计划2013年开工建设,预计2020年左右竣工投入使用。项目投资预算约14亿美元,其中加州大学和加州理工学院已筹集投资3亿美元等建设和运营资金将来自美国政府研究基金和国际合作伙伴基金。 据报道,包括中国科学院国家天文台、加拿大大学协会、日本国家天文台和印度科技部在内的国际科研机构和政府科研管理部门即将签署合作意向,成立TMT项目国际合作板,共同筹集资金。 开发、建设、运营、管理和使用TMT。