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30米巨大望远镜将探索“第二地球”及“宇宙膨胀”之谜

2013年07月18日09:29    

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集结了日本尖端科技的“昴星团望远镜”拥有全球最高性能,自2000年开始观测以来,取得了很多新发现,并获得了多项国际性成果。此次,日本自然科学研究机构国立天文台又将在国际合作项目中着手新建直径30米的超大型望远镜(TMT)。这又将揭开哪些宇宙之谜?本站围绕TMT项目的三大主题,采访了TMT项目负责人家正则室长和青木和光。

TMT推进室长家正则表示“查明暗能量的性质是三大主题中最为雄心勃勃的主题”。他兼任国立天文台、东京大学研究生院及综合研究生院大学的教授。

宇宙正在“加速膨胀”

——今年4月,美国夏威夷州发放了建设许可,国际合作项目“30米直径光学与红外望远镜项目” (TMT)终于正式启动。该项目计划2014年开始建设,2022年开始观测。

说起大型望远镜,位于夏威夷岛莫纳克亚山(Mauna Kea) 山顶的日本“昴星团望远镜”(直径8.2米)非常有名。该望远镜2000年正式开始观测,取得了很多新发现,其中陆续发现了宇宙初期的银河。

TMT推进室长家正则(以下简称家):1990年代,美国宇航局(NASA)的“哈勃望远镜”发射升空,此后以美国加州大学联盟的“凯克望远镜”为首,“昴星团望远镜”、欧洲南天天文台的“VLT”、美国立光学天文台的“双子望远镜”等直径为8~10米级的望远镜纷纷登场,观测宇宙论取得了巨大进步。

以前4米级直径望远镜无法实现的高感光度、高分辨率观测得以实现,遥远的天体看得更加清楚,对宇宙的了解进一步加深。

实际上,1998年观测了绝对光度一定的很多Ia型超新星(*1),比较其表面亮度和红移(*2)发现,红移越大,表面越暗。由此可见宇宙正在“加速膨胀”。作为补充,2003年NASA的探测器“WMAP”观测了宇宙微波背景辐射(*3)的温度分布,调查了宇宙的波动情况。用现代宇宙模型解释调查结果,得出了同样的结论 “宇宙在加速膨胀”。

根据这两点可以推测,通过宇宙大爆炸而产生的宇宙正在“加速膨胀”,并且存在促进宇宙加速膨胀的未知能量。

30米超大型光学/红外望远镜(TMT)的完成构想图。后面是“昴星团望远镜”(右),两个圆顶是装有“凯克望远镜”的天文台。

*1 Ia型超新星

由白矮星爆发而产生,非常明亮,其绝对光度一定。根据表面亮度可以推算出距离,因此被用来测量遥远银河的距离。

*2 红移

跟救护车远去时警笛声越来越低一样,是指远去的光源所发出的光线的波长增加,向长波长方向(对可见光而言就是接近红色的方向)移动的现象。通过调查红移可以得出光源的后退速度。

*3 宇宙微波背景辐射

由“火球”大爆炸而诞生的宇宙最初处于等离子状态,但随着膨胀,空间能量密度下降,质子捕获电子生成了氢原子。由于自由活动的电子消失,光线得以向所有方向直线传播。其遗迹就是宇宙微波背景辐射,成为证明宇宙大爆炸理论的依据。

 

(责编:值班编辑、庄红韬)

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