加国量子相机助望远镜探索宇宙奥秘

加拿大多个研究机构的核心技术支撑起一台巨型新望远镜，它坐落于世界最高海拔之一，有望解开宇宙最大的谜团。该望远镜名为弗雷德·杨亚毫米望远镜（Fred Young Submillimeter Telescope），位于智利阿塔卡马沙漠一座海拔约5600米的山峰上——比珠穆朗玛峰大本营还高，到访者需携带氧气瓶。

“这是难得的时刻，某种意义上，我们打开了一扇观察宇宙的新窗口。”项目加拿大团队成员、哈利法克斯达尔豪斯大学（Dalhousie University）天体物理学基拉姆教授斯科特·查普曼（Scott Chapman）在接受采访时表示。

望远镜口径6米，极高的海拔与干燥的环境确保了观测不受水汽和大气层干扰。加拿大团队负责人、滑铁卢大学（University of Waterloo）天文学家迈克·菲奇（Mike Fich）表示，其清晰度令一些同事认为只能在太空实现。“当然，进入太空成本要贵100倍，卫星极其昂贵。”

该项目由纽约康奈尔大学（Cornell University）CCAT天文台牵头，合作伙伴包括智利、德国和加拿大的大学。加拿大有十多家机构参与，包括多伦多大学（University of Toronto）、阿尔伯塔大学（University of Alberta）、麦吉尔大学（McGill University）和麦克马斯特大学（McMaster University）等。

菲奇指出，该望远镜比传统望远镜拥有更宽的视野，能同时扫描更大片天空。“我们可以在几分钟内扫描整个天空。”查普曼自2012年加入项目，领导达尔豪斯大学、英属哥伦比亚大学（University of British Columbia）及加拿大国家研究委员会（National Research Council）的团队，建造了首批两台相机中的两台。望远镜可同时装载最多七个不同仪器模块，且模块可轻松更换。

查普曼团队研发的是量子传感器相机，工作温度仅比绝对零度高十分之一度。这项技术历经30年研发，首次投入实际应用，能观测人眼甚至哈勃望远镜都无法探测的亚毫米波光——介于无线电波和红外线之间的微弱信号。“在科学上，它擅长探测宇宙中极冷的物体。”查普曼说。

恒星由极冷气体云坍塌形成，该望远镜能观测银河系乃至更遥远星系中的恒星诞生。由于来自遥远星系的光需极长时间到达地球，望远镜实际在观测数十亿年前的早期宇宙。查普曼表示：“我们非常兴奋，通过这些宽视场巡天，在全新的光波段绘制天空，有望取得许多激动人心的发现。”

望远镜造价约4000万美元（不含相机等模块）。项目德国合作伙伴正在建设专用计算中心，每天处理望远镜产生的数TB数据，可能还需要北美第二个中心。由于海拔极高，工人必须通过体能测试并持续供氧。最重的部件约55吨，在德国制造后运至智利，在峰顶重新组装。

查普曼上个月参加了正式启用仪式，他表示在峰顶戴着氧气面罩待了约一小时后很高兴离开。菲奇说团队在低海拔处修建了专用电站，并沿山开凿电缆沟。“海拔太高没有氧气，无法燃烧柴油发电机。”附近日本天文台修建了一条通往该地点的道路，成本约1000万美元。弗雷德·杨项目将为其供应电力十年以补偿道路建设。

查普曼的相机将于今年夏天安装，首批数据预计在秋中获取。他表示，将海量数据转化为科学成果仍需大量工作，结果将在约一年后公开发布。