天眼傳奇

32億像素！每周將整個(gè)天空巡視一遍！每年創(chuàng)造600萬GB的數(shù)據(jù)！如果要用800萬像素的相機(jī)來創(chuàng)造同等的數(shù)據(jù)，每晚需要拍攝80萬張照片！

大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡，這部世界最牛的“相機(jī)”，巡視整個(gè)天空的“眼睛”，似乎強(qiáng)悍到如同一個(gè)傳說。而科學(xué)家和工程師們，正在用不懈的努力，匯集天時(shí)地利與人和，將這個(gè)“傳說”變?yōu)檎鎸?shí)存在的天眼傳奇！

天時(shí)：更強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡

我們對宇宙的了解還太少太少！不是我們不想去了解，而是我們所能看到的宇宙非常有限。如果我們能看得更清楚一點(diǎn)，或許很多疑問就迎刃而解，比如暗物質(zhì)到底是什么？近地小行星有多少，會不會砸到地球上？柯伊伯帶天體還有哪些未發(fā)現(xiàn)？銀河系的結(jié)構(gòu)是什么……

人類探索太空最雄心勃勃的一次嘗試——斯隆數(shù)字巡天計(jì)劃，僅觀測了25%的天空，就記錄了200萬個(gè)天體的數(shù)據(jù)，包括80多萬個(gè)星系和10多萬個(gè)類星體。如果我們能拍下整個(gè)天空，那收獲絕對大到無法想象！此外，如果望遠(yuǎn)鏡不僅能拍到靜態(tài)圖像，還能將觀測到的太空中物體的微弱變化記錄下來，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，畫出一張夜空的三維地圖，那就更酷了。

正因?yàn)橛辛诉@些期待，才有了逐漸成熟的大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃！

地利：純凈的天空

在晴朗的夜晚，當(dāng)我們在繁華的城市仰望天空時(shí)，很少能看到星星，這是因?yàn)槌鞘械墓饩€太耀眼，遮蓋了星星的亮光。如果來到人跡罕至的山頂，“觀星指數(shù)”就提高了許多。但長時(shí)間仔細(xì)盯著星星看，會發(fā)現(xiàn)它們似乎在“眨眼”，這其實(shí)是大氣層對星星的成像造成的影響，天文學(xué)上將它稱為天文視寧度。坐落在地面的太空望遠(yuǎn)鏡非常容易受到大氣層的影響，因此修建望遠(yuǎn)鏡的地方，天文視寧度一定要最好。

只有天文視寧度好還不夠，如果那里云層特別多，特別愛下雨，每年適合觀察星空的時(shí)間就非常少。如果空氣長期潮濕，望遠(yuǎn)鏡的鏡片就會因?yàn)樗Y(jié)而模糊不清。科學(xué)家綜合而嚴(yán)格地考察多種數(shù)據(jù)，最終評選出擁有最純凈天空的地點(diǎn)，作為天文望遠(yuǎn)鏡的所在地。

大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡將修建在智利北部的科金博大區(qū)，帕穹山伊爾佩恩峰，海拔2682米。雖然雙子星天文臺和南方天文物理研究望遠(yuǎn)鏡早就占領(lǐng)這里了，但地球上絕佳的天空觀測地點(diǎn)畢竟不多，所以望遠(yuǎn)鏡扎堆出現(xiàn)也就不要奇怪啦！

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡分類——折射型

折射型望遠(yuǎn)鏡通過凸透鏡折射來聚焦光線。最早的折射型望遠(yuǎn)鏡由伽利略發(fā)明，并最先用于天文觀測，現(xiàn)在的天文愛好者也多用此類望遠(yuǎn)鏡。但它有著天生的缺陷，不同顏色的光線通過玻璃折射程度不同，如果不經(jīng)過修正，會容易產(chǎn)生比較嚴(yán)重的色差（如天體周圍呈現(xiàn)綠邊）。把望遠(yuǎn)鏡拉長（增加焦距）可以減輕色差，但這會使望遠(yuǎn)鏡變得很長很重，自身重力反而會使圖像扭曲。如果要視野變寬，使望遠(yuǎn)鏡變粗（口徑增大），大塊透鏡難免會有氣泡等小缺陷，也會反而使成像效果變差。因此，折射型望遠(yuǎn)鏡的最大口徑為1米。

著名的折射型天文望遠(yuǎn)鏡：葉凱士天文臺、瑞典太陽望遠(yuǎn)鏡、巴黎天文臺等。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡分類——反射型

為了避免色差，牛頓發(fā)明了利用一個(gè)凸面鏡反射匯聚光線的反射型望遠(yuǎn)鏡。雖然反射型望遠(yuǎn)鏡也有一些成像問題，但相對折射型而言，反射鏡面可以造得更大。傳統(tǒng)反射望遠(yuǎn)鏡最大口徑可達(dá)6米。隨著鏡面技術(shù)的進(jìn)一步提高，已投入使用的最大反射望遠(yuǎn)鏡口徑達(dá)到8米。大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡也屬于反射型，它的最大口徑將突破紀(jì)錄，達(dá)到8.4米。

著名的反射型天文望遠(yuǎn)鏡：甚大望遠(yuǎn)鏡、雙子星天文臺、大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡等。

人和：匯聚的力量

制造大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡，最困難的不是制造它的“眼睛”——32億像素的相機(jī)，而是給它配上合適的“眼鏡”——承擔(dān)聚光使命的三個(gè)超大鏡片，它們的直徑分別為8.4米、5米以及3.4米。早期，制作望遠(yuǎn)鏡的鏡片是將玻璃熔化，然后倒入模具中使它凝固，再精細(xì)打磨。但隨著鏡片的直徑越來越大，制作過程中就很難避免氣泡混入玻璃中。帶有氣泡的鏡片會嚴(yán)重影響觀測結(jié)果。（你以為發(fā)現(xiàn)了新行星？其實(shí)只是氣泡。）而且大型的玻璃鏡片在冷卻凝固的時(shí)候會不均勻，四周和表面會先凝固，最后才是中心。這使玻璃內(nèi)部產(chǎn)生了細(xì)小的紋路，會影響光的折射。用這樣的鏡片看到的影像是有重影或模糊不清的。

解決這一難題的方案就是做許多小鏡片，然后將它們拼接成為一面大的鏡片。但由于廠房與設(shè)備的限制，目前能制作的最大的拼接鏡片直徑為8.4米。制作大型巡天望遠(yuǎn)鏡的鏡片十分困難，它不僅尺寸大，而且要具備驚人的光潔，表面的誤差要求在納米級。到底有多光潔呢？如果把整個(gè)鏡片比作美洲大陸，那么這里的山峰最高只有1厘米。就讓我們一睹超大鏡片誕生的震撼過程吧！

大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡的霸氣上線，開啟了新的超級望遠(yuǎn)鏡競賽。有多個(gè)聲稱比它更牛的望遠(yuǎn)鏡也開始準(zhǔn)備建設(shè)了。如果順利的話，它將在2021年正式開始巡視天空。望遠(yuǎn)鏡的制作是一個(gè)精細(xì)而復(fù)雜的大工程，如果其中有一絲細(xì)微的差錯(cuò)，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡可能就會報(bào)廢。我們也不要心急，慢慢等待這個(gè)超級天眼開啟的那一刻吧！