清晰度比哈勃太空望远镜强10倍，世界上最大的望远镜片是怎么造出来的？

　　虽然发明望远镜的人并不是伽利略，但拓展天文望远镜的功劳完全可以算在他头上。

　　在这位意大利博学家涉足光学之前，天文学家使用的望远镜最多只能放大三倍，根本看不清几百上千万公里之外的天体。1609年，伽利略制作了他的第一台望远镜，将放大倍数提高到二十倍，帮助人们作出了早期天文学的一些最重大发现，比如四颗木星卫星和太阳黑子。

　　现在，天文学家一如既往地依靠望远镜来观察宇宙，但现代望远镜的复杂性和大小会让伽利略惊掉下巴。位于现代望远镜学最前沿的是巨型麦哲伦望远镜（GMT），这是新一类陆基光学仪器“极大望远镜”中的头一个。

　　按计划，GMT将在9年后投入使用，其有效孔径（衡量望远镜光学“强度”的一个标准）将达到现有最大光学望远镜的两倍。这一工程壮举在很大程度上归功于巨型透镜生产工艺的改进，没人比亚利桑那大学镜面实验室的科学家更清楚这一点。天文学家需要强大的透镜时，就会求助于该实验室。

　　“这几乎是目前能铸造出来且可以移动的镜片的极限,”巨型麦哲伦望远镜组织总裁罗伯特·谢尔顿（Robert Shelton）说，“这真是不可思议的工程壮举。”

　　世界上最大望远镜镜面尺寸比较，GMT位于右下方

　　GMT包含七块镜片。11月3日，镜面实验室开始铸造第五块镜片。铸造工作在亚利桑那大学橄榄球场地下的一个巨大设施内进行，第一步是把近20吨的玻璃融化成液体。

　　放置玻璃块的六角形模子

　　在此过程中，环形炉被加热到1165摄氏度，并以每分钟五圈的速度旋转，持续四个小时。谢尔顿说，这种缓慢的旋转有助于确保镜片被铸造成抛物线形状，塑形的工作量比平面镜片更少。

　　旋转的镜面实验室熔炉

　　液化的玻璃流入熔炉中的六角形模子后，熔炉的旋转速度变慢，等玻璃被冷却需要大概三个月。

　　然后是玻璃的塑形和打磨，消除表面的所有瑕疵。为此，镜面实验室的工程人员利用运行特制算法的机器，来保证镜片足够光洁，达到GMT的要求。这个过程（需要大概一年半的时间）结束后，该镜片的精度可以达到光波长的二十分之一或者人类头发丝宽度的千分之一。

　　每块镜片从订购玻璃到储存镜片成品的整个过程需耗时大约五年。

　　GMT第一块镜片在2005年开始铸造，2012年完成打磨过程，目前存放在亚利桑那大学附近的一个地方，以后将运往智利的阿塔卡马沙漠。那里是GMT的所在地。

　　谢尔顿说，GMT所有镜片将在2023年完工。他希望，GMT可以在2026年“开光”,进行第一次观测。这将使GMT成为目前拟建的三台极大望远镜中第一个（也许是唯一一个）投入使用的。另外两套（夏威夷的30米望远镜和智利的欧洲极大望远镜）因为地权纠纷和资金问题而被严重推迟。

　　技术人员把玻璃块铺在熔炉模子上

　　谢尔顿说，第四块镜片完成打磨后，前四块镜片将用大型集装箱运往智利，运费为每块40万美元。镜片将被货车拉到GMT所在的山顶，行驶速度只有每小时3.2公里，以确保镜片的安全。然后，镜片将被安装好进行初步测试，在最后三块镜片装上后，还会进行同样的测试。

　　投入使用后，GMT将成为天文学家观察宇宙的一大助力。其七块镜片将使GMT的有效孔径接近25米，是目前最大望远镜（西班牙的加那利大型望远镜）的2.5倍，产生的红外图像清晰度是哈勃太空望远镜的十倍。

　　GMT效果图

　　GMT将用于多个研究项目，包括探索碳和氮等基本元素的起源，宇宙第一批恒星的形成，暗物质和暗能量的性质，以及寻找银河系里的外星生命。

　　但在此之前，研究人员将继续孜孜不倦地努力工作，在那个地下实验室里为熔化的玻璃塑形，让我们可以更好地观测宇宙。

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