新望远镜能向我们展示宇宙之初

宇宙是何时、如何开始的？一只天文学家国际小组想通过一个巨大的新型望远镜回顾过去来回答这个问题。温蒂 弗里德曼率领制造巨型麦哲伦望远镜的团队，目前正在南非施工；在里约的TEDGlobal，她大胆地设想这台望远镜能够给我们带来的新发现。

十四岁的时候，我对科学产生了兴趣，

我痴迷于科学，乐此不疲的学习它。

可我的高中科学老师却对我们班级说：

“女孩子们不需要学这个。”

真是鼓舞人心，

（笑声）

我选择不听他的那一句话。

接下来让我带你们看一看
位于智利的安第斯山脉，

它位于圣地亚哥东北部，绵延上千里。

它地处偏远，干涸贫瘠，但却美艳动人。

那里人迹罕至

唯秃鹰与狼蛛相伴。

每当入夜，日息之时，

这里便会出现地球上最暗的天幕之一。

这山，便仿佛成为魔法之地。

这里简直就是一块遥远山顶与望远镜技术

相结合的宝地

有史以来，我们的祖先就早已经开始

仰望星空，思考人类存在的意义。

而我们这一辈人，也不例外。

而唯一的困难在于现在的夜空都被

耀眼的城市之光给挡住了。

于是天文学家们纷纷去往偏远的高山之巅，

以观察和探索宇宙的奥秘。

所以说，望远镜是我们的宇宙探索之窗

毫不夸张地说，南半球将会成为

21世纪天文学的要冲。

在智利安第斯山脉，

我们已经部署了一组望远镜部队.

而且很快，它们将与拥有
超高性能的设备构架成一体。

未来将有两个跨国集团
会在此建造大型的望远镜群，

它们可如人眼一般对光辐射敏感。

未来会有一个巡天望远镜，

每隔几个晚上，它便会扫描夜空。

我们还将有无线电天文望远镜，

其可探测到长波无线电辐射。

然后还有太空望远镜。

未来将有一个哈勃太空望远镜的后继者，

我们叫它詹姆斯·韦伯望远镜
（詹姆斯·韦伯为美国宇航局第二任局长）

它将于2018年发射。

我们还将发射一颗命名为TESS的卫星，

它将用于探索太阳系外的行星。

在过去十年里，我领导了一个团队，

其实是一个国际财团，

建造了一个即将会成为

历史上最大的光学望远镜。

它叫巨型麦哲伦望远镜，GMT。

这个望远镜将有直径长达8.4米的镜片组，

每片镜子都这么大。

大概27英尺左右。

它比这个舞台还要大，
大概要到观众席第四排的样子。

这个望远镜的所有七片镜子，

每一片的直径都将达到27英尺。

七片镜子组合到一起，
将使这个望远镜的直径

达到80英尺（24米）。

所以，它的整体大小相当于这整个讲堂。

整个望远镜将有43米高。

再形象点说，在里约的话，

你们一定见过那个巨型基督像。

它大概跟这个望远镜差不多高吧。

事实上，它将比望远镜稍矮一点。

而望远镜的大小跟自由女神像差不多。

然后它将被包围在一个有22层楼高的外壳内，

其可达60米高。

但这个用来保护望远镜的房子比较特别，

为了能够观察和对准天空，

它将有开放式的天窗，

同时这个望远镜将能够旋转观测，

其旋转基底重达2000吨。

巨型麦哲伦望远镜的分辨率将比

哈勃空间望远镜强十倍。

其灵敏度是人眼的2000万倍。

并且它将可能发现太阳系外的行星生命，

这将是人类有史以来的第一次。

它将使我们观测到宇宙的第一道光，

正如字面意义所说，就是宇宙的曙光，

宇宙之初。

这个望远镜能让我们回望宇宙，

让我们见证星系衍生的过程，

看到第一个黑洞和第一个星系。

到现在为止，
我们研究宇宙已经有好几千年了，

我们一直想知道我们位于宇宙何方。

古希腊人曾说，

地球是宇宙的中心。

五百多年前，哥白尼推翻了它，

而视太阳为宇宙的中心。

然后随着几个世纪的研究，

自从意大利科学家伽利略

开始从他第一次把一个直径
两英寸的小型望远镜指向天空开始，

每当我们造出更大的望远镜，

我们就对宇宙多了解一分，

无一例外，我们都有新发现。

20世纪的时候，我们发现宇宙在膨胀，

并发现我们的太阳系并不处于膨胀中心。

现在我们知道了宇宙有大约1000亿个星系，

这仅仅是我们可探测到的。

而每一个星系中都有约1000亿颗恒星。

我们正在看的是目前为止拍摄到的

最远的宇宙照片

这是用哈勃望远镜拍下的，

拍摄当时把它指向了在它发射之前

太空中的一块空白区。

然后你可以想象一下它的面积，

它只有满月的五十分之一的大小。

如果你能想象出满月的话，

而在那张影像里可观测到的星系就有一万个。

而他们看起来那么微弱渺小只是因为

这些星系离我们太远太远了。

然后在每一个星系里，

都有数十亿甚至上千亿颗恒星。

望远镜就像时光机器一样。

我们在太空里看得有多远，
就是多遥远的过去。

它们也像是光篮子一样，
意思是，它们搜集光。

越大的镜片就相当于越大的篮子，
就有越多的光被我们采集到，

然后看到越远的过去。

接着，我们在上个世纪发现了

宇宙中有种奇异的东西 -- 黑洞。

我们也得知了暗物质和暗能量的存在，

这些东西是肉眼不可见。

所以，你们现在正在看的就是一团暗物质

（笑声）

你们懂的。不是所有的听众都懂这点哦

（笑声）

所以，尽管暗物质不可见

我们还是通过重力作用产生的
显而易见的拖曳发现了它们。

再看看别的，这是位于一个

膨胀宇宙中的星际海洋。

我所做的是观测，记录宇宙的膨胀。

在上世纪90年代我所带领的项目中,

有一项就是通过哈勃望远镜
来测量宇宙膨胀速度。

我们现在可以追溯回140亿年前了。

随着研究的进展我们也看到了恒星们的历史。

它们有出生之时，它们有中年之境，

甚至它们中的一些还有如戏剧般的死亡。

而这些死去的恒星留下的余烬
也形成了我们现在看到的新恒星，

它们中的大多数也都有绕其而转的行星。

过去20年里，最令人惊讶的成果之一

就是其他恒星系中绕日行星的发现。

它们被称为外星行星。

一直到1995年，
我们才知道除了我们太阳系以外，

还有其他行星的存在。

而现在，有将近两千颗外星行星

被我们找到，还测量出了它们的质量。

其中有500颗还是多行星系统。

有待确定的外星行星还有四千多颗，

并且数目还在增长。

它们的种类繁多。

有些炽热的行星有木星那么大，

有一些就像冰球，有一些行星充满了水，

有一些岩态行星如地球一样，如所谓的“超级地球”，

还有一些被推测为钻石世界的行星。

所以我们认识到至少会有一个
像我们地球一样的行星，存在着生命。

我们甚至发现了绕着两个恒星公转的行星。

它们已不再只是科幻小说的内容了。

接着回到我们地球，这里有着生命，

也发展出了复杂的生命结构，
所以我们现在可以思考自己的起源。

考虑到我们所有的探索发现，
铺天盖地的数据指出

可能有着近百万，甚至近亿万的行星，

它们离自己的恒星足够近，

近到拥有恰当的公转距离，

以至于拥有了水的存在
从而也许可以支持生命的存在。

所以我们感到惊诧，
惊诧这些惊人的奇迹，

同时令人惊诧的是在未来十年里，

GMT或能够拍到这些行星大气表面的光谱，

从而确定他们是否有潜在的生命。

那么，什么是GMT项目呢？

这是一个国际项目工程。

参与的国家有澳大利亚，
韩国，并且在这里，在里约，

我很高兴向大家介绍我们的新成员是巴西

（欢呼、掌声）

参与项目的还有一些美国的机构，

包括有哈佛大学、

史密森学会和卡内基学院、

还有亚利桑那州大学、芝加哥大学、
德州大学奥斯丁分校和德州农工大学。

智利同时也参与其中。

而望远镜的镜片制造本身

就很令人着迷。

取一大块的玻璃，
置于一个旋转着的熔炉中熔融。

这是在一个橄榄球球场之下进行的，

亚利桑那州大学球场。

它隐藏在五万两千张椅子之下，

没人知道它的存在。

那本来就有一个旋转式大锅。

镜片被浇铸并缓慢冷却，

然后极其精细地打磨。

你可以想象一下镜子的打磨程度，

整个直径27英尺的镜子，

隆起总计不超过百万分之一英寸。

所以，你能想象到么那个样子么？

噢！（拔了根头发）

（笑声）

看我的头发，在27英尺的镜片上

它只有我的头发粗细的千分之五。

这是个惊人的成果。

它让我们得以获得我们想要的精度。

那么，这样的精度会给我们带来什么呢？

用GMT的话，你们可以想象一下，

如果我举起这枚我刚才碰巧得到的硬币，

我从这个距离看它上面的人脸，我可以看清

上面的文字以及肖像。

但我猜即使坐在前排，你们也无法看清这些。

但如果我用GMT来看的话，

我们在这会堂里用直径80英尺的GMT，

把它对准200英里以外，

如果我站在圣保罗，
大家也依旧可以看清这枚硬币。

这就是这个望远镜极其非凡的分辨力和能力，

如果…如果…如果我们…

（掌声）

如果一个宇航员去到月球，
离这里25万英里开外，

然后点起一根蜡烛，就单独一根蜡烛，

我们用GMT也能够发现它。

极其非凡的能力。

这有一张图，
这是一个临近星系的一个星团的模拟图像，

这个“临近”是天文学概念，相对的概念。

其实这离我们有上千万光年之远。

这是这个星团的大概样子，

看这四个明亮的物体，

现在让我们拿哈勃望远镜上的照相机
做一下对比。

你可以看到模糊的细节，
一些行星都显现出来了。

最后看这个，看这图有多动人，
这是用GMT将能看到的样子。

再注意看那几个亮点。

这张是用现有的地球上
最强大的望远镜看到的，

然后，这是GMT将能看到的。

及其非凡的精准度。

那么，我们进行到哪一步了呢？

我们现在已经把智利的山顶弄平了，

我们炸平了它。

我们已经调式并抛光好了第一面镜片。

我们已经浇铸好了第二和第三面镜片。

然后我们即将开始浇铸第四面镜片。

今年我们做了一系列的审核，

国际座谈小组也已经来过并审核通过了我们，

他们说：“你们已经能够开始建造工作了。”

所以我们在计划用前四面镜片
建造起这个望远镜。

我们想尽早完工以能够开始搜集科学数据，

即我们天文学家所谓的“第一束光”，
预计在2021年实现。

整个望远镜的组建将在十年的中期完工，

七面镜片将悉数完工。

我们平复一下看回到遥远的宇宙去，

看看宇宙之初。

我们将能够很详尽地研究其他的行星。

但对我而言，
最令人激动的关于建造GMT的事情之一，

莫过于探索事物的机会，

探索那些我们不知道的，
甚至我们根本无法想象的东西，

那些全新的世界。

而我的希望是通过这些望远镜等设备的帮助，

年轻人们可以受到鼓舞而去探索那些星星。

十分感谢。

谢谢！（葡萄牙语）

（掌声）

Bruno Giussani: 谢谢你，Wendy！

稍等一下，我有一些问题想请教你。

你提到了那些不同的设施。

所以说麦哲伦望远镜正在阿尔玛、智利、

以及夏威夷等地方建造着。

它们会涉及合作、互补、或者竞争吗？

我知道有关于经费的竞争，
那关于科学方面的内容呢？

Wendy Freedman: 关于科学方面，
他们是完全互补互助的。

不论是空间望远镜、接地望远镜、

探测不同波长的望远镜、

以及相似但却有不同设备的望远镜，

它们能够从不同的角度探究我们共同的问题

所以当我们探索其他行星的时候，
我们就能够检验不同的观察报告，

我们将能够测量大气状况、

能够在观测太空时得到很高的分辨率。

所以说，他们是完全互补互助的。

关于资金方面，你说的对，我们有竞争，

但从科学方面讲，却是完全互补的。

Bruno Giussani: Wendy，
十分感谢你能来 TEDGlobal。

Wendy Freedman: 也谢谢你们！

（掌声）