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专家解读未来天文学面临的挑战
东方网-文汇报    2009-01-30 16:14:21    总评论数:0    总访问量:3672
要了解人类为什么会有这么大的热情来建造超大望远镜,只要问几位天文学家,看看他们最想要什么就知道了。10月12日至15日,在美国坦普顿基金会、国家基金委、中国科学院、中国香山科学会议等的大力支持下,中科院国家天文台联合北京大学、北京天文馆等单位,在京举办“纪念望远镜发明400周年国际学术研讨会,30多位国内外知名天文学家,阐述了他们最关心的问题——   宇宙大尺度结构的演化   微波背景辐射为我们提供了宇宙年龄400,000年时的图像。那时候宇宙基本没有结构,更没有星系、恒星、行星、人类,当然也没有比锂更重的元素。我所重点研究的,是在暗物质和暗能量为主导的引力势阱作用下,今天复杂的天文世界是如何形成的,同时,探讨未来的望远镜将如何检验目前宇宙结构演化的标准模型。   ——西蒙?怀特(德国马普天体物理研究所)   我们能解读暗能量吗?   暗能量的本质是我们宇宙中最基本的未解之谜。“暗能量存在”这一理论出人意料、使人震惊,但观测证据毋庸置疑,并得到各种各样天体物理技术一系列独立实验的肯定。   暗能量占宇宙中总能量的70%,是宇宙的主要成分,然而对暗能量本质的初步理解也是我们目前遥不可及的目标。迄今,关于暗能量的本质及数值描述,除了一些泛泛的理论假设,没有任何令人信服的解释。对理解暗能量重要性的认可已经引发了未来十年,甚至更长时间里一系列重大实验计划的提出和设想,这也包括欧洲和美国目前正在考虑的地面初步实验和雄心勃勃的耗资10亿美元的空间设备。   ——马克?沙利文(牛津大学)   黑洞搜索   广义相对论爱因斯坦场方程的最完美、最著名、最简单的解是史瓦西黑洞。史瓦西黑洞也是最简单的天体,因为它只有一个物理参数,那就是质量。稍微复杂些的天体是克尔黑洞,它还有另外一个参数——自旋。黑洞的确切特征是它所有的质量都位于视界、或无限红移面内。所以人们普遍认为,黑洞确切存在的证据就是探测到黑洞的视界。   我们所关注的是:1)如何直接或间接探测黑洞视界?2)如何在真实的天体物理(而不是数学)背景下定义黑洞?3)最终,需要什么样的观测事实来宣称确切观测到黑洞?4)基于目前黑洞的观测证据,我们能否自信地宣称黑洞已经被探测到;如果是,哪一个是,以及在什么地方?5)对黑洞视界的进一步理解还需要哪些观测设备?   ——张双南(清华大学)   探测类地行星和生命   关于这一问题的探索,最早始于2500年前希腊哲学家的思考;目前已经发展成为一项蓬勃发展的科学事业,已经探测到超过300颗行星,其中包括几颗“超大地球”。   要全面理解其他行星世界,要结合光学和红外成像观测,以及天体测量学。全世界的天文学家正向这一目标一步步迈进。随着开普勒计划、詹姆斯-韦伯空间望远镜,以及未来的空间望远镜和新一代大型地面望远镜的发展,系外行星研究这一令人激动的领域终将会对人类在宇宙中的位置——这一古老的问题给出满意的答案。   ——查尔斯?贝克曼(喷气推进实验室)   30米级光学望远镜   目前的8-10米级光学望远镜在许多方面改变了我们对宇宙的观点。在拼接主镜面制造技术方面的进步和激光导星自适应光学方面的技术完善,正激发各国际天文团体对开发新一代30米级望远镜的高端研究。这将是第一代采用自适应光学的设备。   是什么样的科学问题驱使建立这些新一代望远镜,以及从早期的天文望远镜经历中能学到哪些经验?这些新一代望远镜和即将来临的詹姆斯-韦伯空间望远镜将会发生什么相互影响?   ——理查德?艾利斯(加州理工学院)   寻找人类宜居行星   在地外行星研究领域起推动作用的重大问题是:我们能找到一颗宜居的行星吗?“宜居”从常规来说意味着行星表面具有液态水,因为我们已知的所有生命形式都需要液态水。   为了发现其他的宜居性行星我们必须能够:1)发现具有适宜温度,能够在表面长期保有液态水的行星;2)观测那些系外行星的大气和表面;3)辨认出生命特征。生命特征是由生命产生的大气或行星表面特征。美国宇航局斯必泽空间望远镜和哈勃空间望远镜对系外行星大气,尤其是“热木星”大气的研究,都令人期待。 ——萨拉?西格尔(麻省理工学院)
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