航天員在月球表面安裝望遠(yuǎn)鏡的想像圖 (圖片來自美國(guó)宇航局)
月球望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃模擬圖
據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道,美國(guó)國(guó)家研究實(shí)驗(yàn)室 (NRL)準(zhǔn)備啟動(dòng)一個(gè)探尋宇宙早期歷史的宏偉的科學(xué)探索項(xiàng)目,他們打算在月球上安裝一個(gè)巨大的天文望遠(yuǎn)鏡,用來研究宇宙早期階段:黑暗時(shí)期——一段迄今還沒有被人們探尋過的歷史。
據(jù)報(bào)道,這項(xiàng)月球望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃將耗資數(shù)個(gè)“10年”,科學(xué)家將通過人類第一個(gè)修建在的月球上望遠(yuǎn)鏡,以10年為一個(gè)單位,主要研究在天文學(xué)和天體物理學(xué)中被稱為的“黑暗時(shí)期”(Dark Age)的宇宙早期階段。根據(jù)宇宙大爆炸(Big Bang)理論,宇宙誕生于距今約150億年前的一次大爆炸,大爆炸后初生的宇宙充滿了高溫、游離態(tài)的氫和氦;大約38萬(wàn)年后(注:原文數(shù)據(jù)),強(qiáng)烈的輻射再度將這些中性原子游離,光才得以傳遞。
科學(xué)家們將宇宙大爆炸之后到光可以穿透大密度宇宙物質(zhì)之前這一段時(shí)間稱之為宇宙的“黑暗時(shí)期”。這段時(shí)間大約持續(xù)了1億年。因?yàn)樵谶@個(gè)黑暗時(shí)期,星系發(fā)出的光被氫氣所形成的濃厚云霧遮蓋,不能到達(dá)地球,所以到目前為止,科學(xué)家們對(duì)宇宙早期這個(gè)階段知之甚少。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),在宇宙早期階段,宇宙中充滿了大量的氫。這些氫正是日后形成恒星、行星等星體最原始的物質(zhì)。而氫放射出波長(zhǎng)長(zhǎng)度為21厘米的微波(原文數(shù)據(jù)),處于這個(gè)波段內(nèi)的光人眼是無(wú)法感覺到的。
科學(xué)家們說,如果能探測(cè)到早期宇宙中氫原子放射出的這種微波信號(hào),那么他們就可以基本上研究出宇宙中第一顆恒星,第一個(gè)星系以及我們現(xiàn)代的宇宙是如何形成的。但是,隨著宇宙的不斷膨脹,這個(gè)來自于宇宙早期階段氫原子所放射的微波波長(zhǎng)也會(huì)隨著變長(zhǎng),科學(xué)家們推測(cè)這個(gè)波長(zhǎng)應(yīng)該有好幾米長(zhǎng)了。
而且,電磁頻譜中的微波已經(jīng)越來越多被人們用于各種民用和軍用設(shè)施中,這些設(shè)施所發(fā)出來的微波信號(hào)比宇宙早期階段氫原子所放射的微波能量更強(qiáng),這就使得在地球上探測(cè)氫原子所放射出的微波信號(hào)變得更難。再加上地球外層空間電離層的干擾,這種微波信號(hào)會(huì)變得微不可測(cè)。因此,科學(xué)家們提出大膽建議,將望遠(yuǎn)鏡裝在月球上。
該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人約瑟夫·拉茲奧(Joseph Lazio)對(duì)此項(xiàng)目非常期待。他指出,這將是人類迄今為止建設(shè)的能量最大的太空望遠(yuǎn)鏡之一,它可以讓我們近距離的去探測(cè)我們的宇宙從何而來,將向何去,“去探測(cè)宇宙的‘黑暗時(shí)期’將會(huì)讓我們更加了解宇宙是如何演變的,對(duì)此我非常驚喜也非常期待”。美國(guó)國(guó)家研究實(shí)驗(yàn)室高級(jí)天文學(xué)家科特·維勒(Kurt Weile)博士說,“在月球上建立太空望遠(yuǎn)鏡是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工程,但是我們對(duì)此非常有信心”。
他指出,月球雖然是個(gè)探測(cè)氫原子信號(hào)的理想環(huán)境,但是如何將天線運(yùn)上月球,如何設(shè)計(jì)該天線使其能在月球的環(huán)境下發(fā)揮作用,如何讓其在月球惡劣的環(huán)境下生存下來將是他們接下來十年內(nèi)工作的重心。
據(jù)悉,該科研項(xiàng)目是美國(guó)國(guó)家國(guó)家航空航天局“十年探索”(Decadal Survey)系列項(xiàng)目之一,因此也集中了來自美國(guó)全國(guó)各地的精英,其中就包括來自美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德空間飛行中心(NASA/Goddard Space Flight Center)、加州理工學(xué)院噴氣推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室(Caltech/Jet Propulsion Laboratory)、科羅拉多州大學(xué)、史密森天體物理天文臺(tái)(The Smithsonian Astrophysical Observatory)、國(guó)家無(wú)線電天文觀測(cè)臺(tái)(The National Radio Astronomy Observatory)、加州大學(xué)洛杉磯分校University of California-Los Angeles、新墨西哥州大學(xué)(the University of New Mexico)、弗吉尼亞理工學(xué)院(Virginia Polytechnic Institute and State University)的各個(gè)學(xué)科的專家。(和平)