“哈勃”难独美山顶望远镜挑大梁

　　整个“哈勃”（左图）维修计划耗资9亿美元，令部分专家感叹其成本高昂。天文学家们则希望逐渐涌现的“山顶望远镜”（右图）在不久的将来能与太空望远镜互为补充。

　　美国国家科学基金会正对两个竞争性的望远镜项目进行评估，一个是直径20米的大麦哲伦望远镜（Giant MagellanTelescope，简称“GMT”），另一个为美国和加拿大科学家联合设计的直径30米的“三十米望远镜（简称”TMT“），”它们最终都会牢牢扎根于山顶上“。直径在30米到60米之间的欧洲极大望远镜目前已进入图纸设计阶段。

　　天文学家们希望这些“山顶望远镜”在不久的将来能与太空望远镜互为补充，最终迎来“山顶天文学”的黄金时代。

　　 关键词 成本

　　 火箭难载大口径望远镜

　　大小至关重要，它在天文学领域的体现更为明显。大口径望远镜可聚集更多光线，可以观察更为遥远的星系，可以探知天体更为细微的结构，它是人类探索宇宙奥秘的最有力工具。与其相比，小口径望远镜则“心有余，力不足”。无论是山顶望远镜，还是太空望远镜，它们都要面对“口径”这个关键课题。

　　太空望远镜可以避免大气造成的镜像扭曲不利局面，而且它能观测到比同等口径“山顶望远镜”更为细致的景象。不过，人类还不可能如同烧钱般地在太空领域内布置望远镜；火箭的载重量有限，难以携带大口径太空望远镜。

　　现实情况迫使人类选择更为实际的“山顶望远镜”来探索宇宙的本质，来揭开暗物质和暗能量的秘密。

　　 关键词 镜片

　　 大口径望远镜难于制造

　　现有的“山顶望远镜”能够寻找到太阳系以外与地球同等大小的行星，它们已确认了多于200种“非太阳系”的星球，这些星球均大于地球。

　　如果一架大口径“山顶望远镜”能够观测到与地球类似的其他星球，它也应该能够研究这些星球所依赖的大气环境，给人类提供线索，以便确定这些星球上能否孕育生命。

　　“大有大的难处。”大口径望远镜难于制造，而且这种难度难以描述。望远镜的最关键部件就是收集光线的镜片。

　　望远镜的口径要求越高，镜片越容易趋于扭曲变形。为此，目前比较流行的方法就是将镜片弄小，然后再将它们组装起来形成一系列独立的望远镜，“朝向”一致时的观测效果值得信赖。

　　天文学家们正打“微波”的主意，它在光谱中是介于无线电波和光波的物质。目前，来自美国、欧洲和日本的天文学家正在通力合作，建造全球最大的微波望远镜。该微波望远镜被命名为“Atacama大型毫米阵列望远镜”。它有64个“镜片”，正在智利建造，其最大优势在于能够穿透使宇宙变得灰暗的星尘，能够将太空望远镜也看不到的地方给照亮。

　　 关键词 清晰度

　　 “哈勃”并非完美无缺

　　科学家还尝试将很多小型镜片组合成一个大口径“山顶望远镜”。如今，世界上最大的此类望远镜———LBT被安装在美国亚利桑那州格雷厄姆山上。该望远镜耗资1.2亿美元，电子仪器可纠正图像错误，清晰度是太空中任何光学望远镜所无法媲美的，“哈勃”太空望远镜也没办法同其抗衡。

　　位于南半球的最大光学望远镜———南非大型望远镜（SALT）更是此类望远镜中的典范之作。SALT位于卡鲁沙漠的一座小山顶上，耗资3000万美元，可以用来收集1400万年前星系所发出的光芒。SALT可以固定在某一个位置上，而无需随地球旋转而移动。于1993年在美国夏威夷莫纳克亚山上建成的“凯克望远镜”仍在发挥作用，其镜面由36块直径1.8米的反射镜片拼合而成。

　　 关键词 光学感应

　　 TMT能随机调整镜面状态

　　“三十米望远镜（简称”TMT“）”备受关注，其镜面由738块直径为1.2米的六边形镜片拼合而成。该望远镜安装有自我适应的光学感应系统，能够随机调整镜面状态。

　　专家们介绍称，借助“TMT”强大的观测能力，天文学家们将能对宇宙中诞生的首批恒星所发出的光线进行分析，追踪星系形成和演化的过程，同时还能直接观测那些围绕其他恒星旋转的行星。

　　欧洲极大望远镜也在新型超大望远镜的阵容之内，该望远镜预计镜面直径达42米。所有这些望远镜均安家于干燥的山顶上，尽可能接近太空，它能将传感器和星球之间的大气和水蒸气值降到最小。

　　即使如此，要达到科研目标还需“合适的光学条件”，人类要用电子技术将大气层造成的图像扭曲现象消除。借助这种技术，望远镜观测目标星球时，无论天气如何，都可通过对镜面的微调达到稳定的观测效果。

　　“山顶望远镜”的人气虽在飙升，然而太空望远镜还是有自己的“市场”。去年12月，美国宇航局宣布将对“哈勃”太空望远镜进行升级。

　　“詹姆斯·韦伯”太空望远镜计划于2013年正式发射。

　　（储信艳）

　　 ■现状

　　维修惹争议 哈勃很尴尬

　　“哈勃”太空望远镜已服役16年，拍过不少有价值的照片。然而十几年来，“哈勃”屡次发生故障，宇航员已四次奔赴太空对其进行修缮。第五次“哈勃”

　　维修计划原定于2005年开展，但是2004年初时任美国宇航局局长的肖恩·奥基夫以航天飞机安全为由否决了该项修缮计划。

　　去年年底，美国宇航局（NASA）再三权衡之后，终于宣布于2008年5月对“哈勃”进行最后一次修复。NASA的决定令“哈勃”的支持者们欢欣鼓舞。不过，NASA局长格里芬确实面临压力，有专家认为修复“哈勃”会将宇航员置于危险境地；也有专家认为维修所需的资金实在庞大。

　　整个“哈勃”维修计划耗资9亿美元，其中5亿美元用于维持哈勃团队（2004年-2008年）；2亿美元用于哈勃望远镜的陀螺仪、电池和其他设备；1亿美元用于航天飞机外贮箱和固体火箭助推器；1亿美元用于支付航天飞机发射。宇航员们还将维修“哈勃”上的成像光谱仪。

　　届时，如果一切顺利的话，“发现号”宇宙飞船将执行11天的航天任务，搭载宇航员为“哈勃”安装新设备。全部的维修任务需要五次太空行走。如果修复成功，“哈勃”太空望远镜的寿命将延长至2013年或者更久。

　　（储信艳）

　　 ■应用

　　暗物质三维图“露脸”

　　科学家称“哈勃”太空望远镜提供数据有误

　　堆积着的暗物质并没有可见物质相伴随。

　　据新华社电继去年8月科学家发现宇宙暗物质存在的直接证据后，欧洲和美国的科学家又利用相同的技术，在最新一期《自然》杂志上发表了他们为宇宙暗物质绘出的三维图。

　　所谓暗物质是指宇宙中存在的一种不明性质的物质粒子，它的电磁放射和折射非常微弱，所以不能被直接探测到。

　　但是，我们肉眼能见的物质如星系、恒星甚至各种生物，所占质量只是宇宙中很小一部分，暗物质的质量是可见的普通物质质量的5倍以上。

　　这是科学家首次为暗物质绘出大型三维图。三维图显示，正如科学家原先所料，暗物质在可见物质聚集的基础上形成了一种丝状的“骨骼”，最终产生了天体。

　　但这张图和科学家原先所想的情况也有一些差异：在图中的一些区域，堆积着的暗物质并没有可见物质相伴随。科学家分析说，这些差异可能是因“哈勃”太空望远镜提供的数据有问题造成的。但如果这些差异是真的，那将给人们的认识带来很大改变。

　　科学家这次绘图所利用的原理是：以可见光波段观测这个区域时，可以发现明显的“引力透镜”现象，也就是更遥远地方恒星发出的光在“路过”这个区域时，被大质量物质吸引而发生了扭曲。这个现象可以证明两个星系团周围存在大量的暗物质。