9架望远镜将改变我们观察太空的方式

除了云层和眩光，我们从地球上看到的风景一直都很好。然而，在17世纪，望远镜改变了它，从那以后，它得到了极大的改进。从x射线望远镜到绕过大气层的哈勃太空望远镜，我们甚至很难相信我们现在看到的东西。

尽管他们做了这么多，望远镜才刚刚起步。天文学正处于另一场哈勃式的颠覆的边缘，这要归功于一种新型的巨型望远镜，它们使用巨大的镜子、自适应光学和其他技术，可以比以往任何时候都更深入地观察天空——以及更久远的时间。从夏威夷备受争议的30米望远镜到备受期待的哈勃继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜，这些耗资数十亿美元的项目已经进行了多年。

当今最大的地面望远镜使用直径10米(32.8英尺)的反射镜，但哈勃2.4米的反射镜最引人注目，因为它位于大气之上，这会使地球表面的观察者看到的光线扭曲。下一代的望远镜将比所有的望远镜都更耀眼，它拥有更大的镜子，也更好自适应光学-一种使用灵活的、计算机控制的镜子实时调整大气失真的方法。例如，智利的巨型麦哲伦望远镜将比哈勃望远镜强大10倍，而欧洲的超大望远镜将比地球上现有的所有10米望远镜加起来收集的光还要多。

这些望远镜中的大多数要到21世纪20年代才能投入使用，其中一些面临的挫折可能会推迟甚至破坏它们的发展。但如果真的有任何一个像哈勃在1990年那样具有革命性，我们最好现在就开始做好准备。所以，话不多说，以下是一些很有前途的望远镜，你可能会在未来几十年里听到很多关于它们的消息:

1.MeerKAT射电望远镜(南非)

MeerKAT不仅仅是一个望远镜，而是位于南非北部开普省的一组64个天线(提供2000对天线)。每个圆盘直径13.5米，有助于形成世界上最灵敏的射电望远镜。这些天线组成一个巨大的望远镜，收集来自太空的无线电信号并将其翻译。根据这些数据，天文学家可以创建无线电信号的图像。的南非射电天文台说MeerKAT“对制作高保真射电天空图像做出了至关重要的贡献，包括这张银河系中心现有的最佳图像。”

“MeerKAT现在为我们星系的这个独特区域提供了无与伦比的视角。这是一项非凡的成就，”西北大学的Farhad Yusef-Zadeh说。“他们建造了一个会让世界各地的天文学家羡慕的仪器，在未来几年将会有很大的需求。”

南非的望远镜系统将成为位于澳大利亚的洲际平方公里阵列(SKA)的一部分。SKA是两国之间的射电望远镜项目，最终将拥有一平方公里的收集空间。

2.欧洲超大望远镜(智利)

欧洲超大望远镜建成后将成为地球上最大的望远镜。(图片:l . Calcada/ ESO)

智利的阿塔卡马沙漠是地球上最干燥的地方，几乎完全没有其他地方的降水、植被和光污染。

阿塔卡马已经拥有欧洲南方天文台的拉新拉和帕拉纳尔天文台——后者包括世界著名的超大望远镜——和几个射电天文项目，不久也将拥有欧洲超大望远镜，简称E-ELT。这座名为“巨物”的建筑于2014年6月开始施工，当时工人们在智利北部沙漠中1万英尺高的阿马佐斯山(Cerro Armazones)上拆除了一些平坦的空间。在建造望远镜和圆顶2017年5月开始．

E-ELT预计将于2024年投入使用，它将成为地球上最大的望远镜，拥有一个横跨39米的主镜。它的镜子将由许多部分组成——在这种情况下，798个六边形，每个六边形长1.4米。它将收集比现在的望远镜多13倍的光，帮助它在天空中寻找系外行星、暗能量和其他难以捉摸的奥秘。“除此之外，”ESO补充道，“天文学家还在为意想不到的事情做准备——E-ELT的新发现肯定会产生新的和不可预见的问题。”

3.巨型麦哲伦望远镜(智利)

巨型麦哲伦望远镜将扫描天空，寻找遥远世界上的外星生命。(图片:巨型麦哲伦望远镜）

智利另一个令人印象深刻的望远镜收藏是巨型麦哲伦望远镜，计划在南部阿塔卡马的拉斯坎帕纳斯天文台。据《纽约时报》报道，GMT独特的设计特点是“拥有当今最大的七个坚硬的整体镜子”巨型麦哲伦望远镜组织．它们将把光线反射到7个更小、更灵活的副镜上，然后返回到一个中央主镜，最后进入先进的成像相机，在那里可以对光线进行分析。

GMTO解释说:“在每个副镜表面下，都有数百个执行器，它们会不断调整镜子，以对抗大气湍流。”“这些由先进计算机控制的执行器将把闪烁的星星变成清晰、稳定的光点。通过这种方式，GMT将提供比哈勃太空望远镜清晰10倍的图像。”

与许多下一代望远镜一样，GMT将目光投向了我们关于宇宙的最棘手的问题。例如，科学家将用它来搜索系外行星上的外星生命，并研究第一个星系是如何形成的，为什么会有这么多暗物质和暗能量，以及几万亿年后的宇宙会是什么样子。它的目标是2023年开业，或“第一盏灯”。

4.30米望远镜(夏威夷)

除了与詹姆斯·韦伯太空望远镜一起工作外，30米望远镜还将对暗物质进行观测。(图片:30米望远镜）

30米望远镜的名字不言自明。它的反射镜的直径将是目前使用的任何望远镜的三倍，让科学家们比以往任何时候都能看到来自更远、更暗物体的光。除了研究行星、恒星和星系的诞生，它还将用于其他目的，如揭示暗物质和暗能量，揭示星系和黑洞之间的联系，发现系外行星，以及寻找外星生命。

TMT项目从20世纪90年代就开始了，被设想为“在追踪星系的演化、恒星和行星的形成方面对詹姆斯·韦伯太空望远镜的有力补充。”莫纳克亚山从山脚到山顶都是地球上最高的山峰，也是世界各地天文学家的圣地。台湾海陆运输公司收到了最终批准2014年破土动工，但由于反对在莫纳克亚山安装望远镜的抗议活动，工作很快就停止了。

TMT得罪了许多夏威夷土著居民，他们反对在这座被认为是圣地的山上进一步建造大型望远镜。2015年底，夏威夷最高法院裁定TMT的建设许可证无效，理由是该州在批准许可前没有让批评者在听证会上表达他们的不满。州土地和自然资源委员会随后投票通过批准建筑许可证尽管据报道，该裁决正在被上诉。

5.大型天气巡天望远镜(智利)

大型天气巡天望远镜将有一个小汽车大小的照相机。(图片:大型天文观测望远镜公司）

更大的镜子并不是建造改变游戏规则的望远镜的唯一关键。大型天气巡天望远镜的直径只有8.4米(这仍然是相当大的)，但它的范围和速度弥补了它在尺寸上的不足。作为一架巡天望远镜，它的设计目的是扫描整个夜空，而不是专注于单个目标——只是它每隔几个晚上就会这样做一次，使用地球上最大的数码相机来记录天空的彩色延时电影。

这台32亿像素的相机大约有一辆小汽车那么大，它还能够捕捉非常广阔的视野，在一次曝光中拍摄的图像覆盖了地球月球的49倍。lst公司与美国能源部和国家科学基金会一起建造了这台望远镜，据该公司称，这将增加“天文学上质的新能力”。

“lst将提供宇宙中质量分布的前所未有的三维地图，”开发人员补充道——这些地图可以揭示驱动宇宙加速膨胀的神秘暗能量。它还将对我们自己的太阳系进行全面普查，包括小至100米的潜在危险小行星。第一盏灯计划在2022年发射。

6.詹姆斯·韦伯太空望远镜

詹姆斯·韦伯太空望远镜的尺寸是哈勃望远镜的三倍，它应该能够观测到更深处的古代空间。(图片:诺斯罗普·格鲁曼公司/美国国家航空航天局)

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜有很大的任务要完成。它是为了接替哈勃和斯皮策太空望远镜而设计的，在近20年的规划中产生了很高的期望和费用。成本超支将发布日期推迟到了2018年，然后测试和集成进一步推迟了它直到2021年．2011年，该项目的价格飙升至超过50亿美元的预算，差点导致国会否决该项目的拨款。它存活了下来，现在被国会限定在80亿美元的上限。

与哈勃和斯皮策一样，JWST的主要优势来自于它在太空中的位置。但它的尺寸也是哈勃的三倍，这让它可以携带一个6.5米的主镜，展开后可以达到最大尺寸。这将有助于它超越哈勃的图像，提供更长的波长覆盖范围和更高的灵敏度。“更长的波长使韦伯望远镜能够更接近时间的起源，并寻找未观测到的第一批星系的形成，”美国宇航局解释说，“以及观察尘埃云内部，在那里恒星和行星系统正在形成。”

哈勃预计至少要在轨道上待到2027年，甚至更长时间，所以当JWST在几年后开始工作时，它很有可能还在工作。(2003年发射的红外望远镜斯皮策(Spitzer)的设计寿命为2.5年，但可能会一直工作到“本十年的后期”。)

7.Wfirst

JWST并不是美国宇航局唯一令人兴奋的新太空望远镜。该机构还在2012年从美国国家侦察局(NRO)获得了两台重新使用的间谍望远镜，每台望远镜都有一个2.4米的主镜和一个副镜，以提高图像清晰度。据美国国家航空航天局(NASA)称，这两架改造后的望远镜都可能比哈勃望远镜更强大。美国国家航空航天局一直计划使用其中一架望远镜从轨道上研究暗能量。

该任务名为WFIRST(宽视场红外巡天望远镜)，最初计划使用直径在1.3米到1.5米之间的望远镜。美国国家航空航天局表示，NRO间谍望远镜将在此基础上提供巨大的改进，可能产生“在比哈勃大100倍的天空面积上的哈勃质量的图像”。

WFIRST旨在解决关于暗能量本质的基本问题。暗能量大约占宇宙的68%，但我们仍然无法理解它是什么。它可以揭示有关宇宙演化的各种新信息，但与大多数高性能望远镜一样，这一望远镜是多任务的。除了揭开暗能量的神秘面纱，WFIRST还将加入到发现新的系外行星甚至整个星系的快速增长的探索中来。

团队成员大卫·斯珀格尔在2017年的一次会议上说:“哈勃拍摄的照片是挂在墙上的漂亮海报，而WFIRST拍摄的照片将覆盖你房子的整面墙。声明．WFIRST计划在21世纪20年代中期发射，但由于特朗普政府提议削减NASA预算，整个项目现在笼罩在阴影中。这个问题仍然掌握在国会手中，而许多天文学家也掌握在国会手中警告说取消WFIRST将是一个错误．

美国天文学会(American Astronomical Society)执行主任凯文·b·马威(Kevin B. Marvel)在一份声明中说:“取消WFIRST将开创一个危险的先例，严重削弱一个长达十年的调查过程，这个过程为一个世界领先的项目确立了集体科学优先事项，已经持续了半个世纪。”此举还将牺牲美国在天基暗能量、系外行星和天体物理学调查方面的领导地位。我们不能允许对天文学领域造成如此严重的破坏，其影响将影响一代人以上。”

8.500米口径球面望远镜(中国)

中国最近开放了一个巨大的射电望远镜与位于贵州省的500米口径球面望远镜(FAST)项目有关。FAST的反射镜直径大约有30个足球场那么大，几乎是它的表亲波多黎各阿雷西博天文台的两倍大。虽然FAST和阿雷西博都是大型射电望远镜，但FAST可以将其4450个反射镜移动到不同的方向，以便更好地研究恒星。相比之下，阿雷西博的反射镜是固定在其位置上的，依赖于一个悬挂的接收器。这台耗资1.8亿美元的望远镜将寻找引力波、脉冲星，当然还有外星生命的迹象。

然而，FAST并非没有争议。中国政府转移了居住在望远镜所在地3英里半径内的9000人．当地居民得到了大约1800美元的补助，帮助他们寻找新房子。据政府官员称，此举的目的是为望远镜的运行“创造一个良好的电磁波环境”。beplay体育官网电脑

中国科学院在2018年1月宣布，中国最近还批准了另一个更大的射电望远镜。它计划在2023年开放。

9.额外项目(智利)

法国的三个望远镜可能与榜单上的一些巨型望远镜相比微不足道，但法国的新望远镜额外的(“凌日中的系外行星及其大气”)项目在寻找宜居行星方面仍可能是一件大事。它使用三个0.6米的望远镜，位于智利的La Silla天文台，定期监测红矮星。它们从一颗目标恒星和四颗比较恒星收集光线，然后通过光纤将光线送入近红外摄谱仪。

据ESO称，这是一种新颖的方法，有助于纠正地球大气层的破坏性影响，以及仪器或探测器的误差。这些望远镜旨在揭示恒星亮度的任何轻微下降，这可能是恒星正被行星环绕的迹象。他们关注的是一种被称为M矮星的特殊类型的小而明亮的恒星，这种恒星在银河系中很常见。ESO指出，M矮星系也有望成为地球大小行星的良好栖息地，因此也是寻找潜在宜居世界的好地方。

在搜索之外，望远镜还可以研究他们发现的任何系外行星的特性，提供有关其大气层或表面可能是什么样子的细节。团队成员Jose-Manuel Almenara在一份报告中说:“有了ExTrA，我们也可以解决关于银河系行星的一些基本问题。声明．“我们希望探索这些行星有多常见，多行星系统的行为，以及导致它们形成的各种环境。”beplay体育官网电脑