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30米巨大望遠鏡將探索“第二地球”及“宇宙膨脹”之謎

2013年07月18日09:29    

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集結了日本尖端科技的“昴星團望遠鏡”擁有全球最高性能,自2000年開始觀測以來,取得了很多新發現,並獲得了多項國際性成果。此次,日本自然科學研究機構國立天文台又將在國際合作項目中著手新建直徑30米的超大型望遠鏡(TMT)。這又將揭開哪些宇宙之謎?本站圍繞TMT項目的三大主題,採訪了TMT項目負責人家正則室長和青木和光。

TMT推進室長家正則表示“查明暗能量的性質是三大主題中最為雄心勃勃的主題”。他兼任國立天文台、東京大學研究生院及綜合研究生院大學的教授。

宇宙正在“加速膨脹”

——今年4月,美國夏威夷州發放了建設許可,國際合作項目“30米直徑光學與紅外望遠鏡項目” (TMT)終於正式啟動。該項目計劃2014年開始建設,2022年開始觀測。

說起大型望遠鏡,位於夏威夷島莫納克亞山(Mauna Kea) 山頂的日本“昴星團望遠鏡”(直徑8.2米)非常有名。該望遠鏡2000年正式開始觀測,取得了很多新發現,其中陸續發現了宇宙初期的銀河。

TMT推進室長家正則(以下簡稱家):1990年代,美國宇航局(NASA)的“哈勃望遠鏡”發射升空,此后以美國加州大學聯盟的“凱克望遠鏡”為首,“昴星團望遠鏡”、歐洲南天天文台的“VLT”、美國立光學天文台的“雙子望遠鏡”等直徑為8∼10米級的望遠鏡紛紛登場,觀測宇宙論取得了巨大進步。

以前4米級直徑望遠鏡無法實現的高感光度、高分辨率觀測得以實現,遙遠的天體看得更加清楚,對宇宙的了解進一步加深。

實際上,1998年觀測了絕對光度一定的很多Ia型超新星(*1),比較其表面亮度和紅移(*2)發現,紅移越大,表面越暗。由此可見宇宙正在“加速膨脹”。作為補充,2003年NASA的探測器“WMAP”觀測了宇宙微波背景輻射(*3)的溫度分布,調查了宇宙的波動情況。用現代宇宙模型解釋調查結果,得出了同樣的結論 “宇宙在加速膨脹”。

根據這兩點可以推測,通過宇宙大爆炸而產生的宇宙正在“加速膨脹”,並且存在促進宇宙加速膨脹的未知能量。

30米超大型光學/紅外望遠鏡(TMT)的完成構想圖。后面是“昴星團望遠鏡”(右),兩個圓頂是裝有“凱克望遠鏡”的天文台。

*1 Ia型超新星

由白矮星爆發而產生,非常明亮,其絕對光度一定。根據表面亮度可以推算出距離,因此被用來測量遙遠銀河的距離。

*2 紅移

跟救護車遠去時警笛聲越來越低一樣,是指遠去的光源所發出的光線的波長增加,向長波長方向(對可見光而言就是接近紅色的方向)移動的現象。通過調查紅移可以得出光源的后退速度。

*3 宇宙微波背景輻射

由“火球”大爆炸而誕生的宇宙最初處於等離子狀態,但隨著膨脹,空間能量密度下降,質子捕獲電子生成了氫原子。由於自由活動的電子消失,光線得以向所有方向直線傳播。其遺跡就是宇宙微波背景輻射,成為証明宇宙大爆炸理論的依據。

 

(責編:值班編輯、庄紅韜)

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