是否可以在月球上安装一个巨型的望远镜,从

长期以来,在月球上建造太空望远镜一直是天文学家的梦想,因为望远镜能够更好地捕捉到宇宙深处的恒星发出的微弱光线,而不受大气或人类对月球表面的干扰。然而,通常望远镜镜头的精度是高的、昂贵的,如果是的话,还有如何将它运送到月球的问题。一群国际知名的天文学家和光学科学家宣布,他们可能已经找到了一种“非常简单”的方法,可以在月球上建造一架“大得令人难以置信”的望远镜。牛顿早就指出,任何液体放在一个恒定转速的浅容器中,都会自然形成抛物面——这与望远镜的镜面聚焦恒星所需的形状相同。这可能是建造巨型月球望远镜的关键。在地球上,一个完美的液体望远镜可以使液体容器保持严格的水平状态,并将其置于一个低振动、低空气阻尼的机构上,由一个转速稳定的同步电机驱动。你不需要快速旋转。在实验室里,科学家们建造了一个直径4米的液体望远镜,其旋转速度约为每小时5公里,约为人类快步行走的速度。液体望远镜可以在月球的低重力下旋转得更慢。在地球上,大多数液体望远镜使用水银。水银在室温下是液体,能反射75%的入射光,几乎和银一样。世界上最大的液体望远镜是加拿大英属哥伦比亚大学的大型天顶望远镜。直径为6米的望远镜于年建成,造价不足万美元,仅为同等直径实体望远镜造价的百分之几。事实上,低成本是科学家决定在月球上建造液体望远镜的最大动力。然而,用水银为月球建造液体望远镜是不可行的,因为水银密度太大,发射载荷太大,而且水银很昂贵。更重要的是,水银在月球上的真空中迅速蒸发。近年来,科学家们一直试图用一种叫做离子液体的有机化合物代替水银来制造液体望远镜。离子液体,基本上是融化的盐,蒸发率几乎为零,甚至在月球的真空中也是如此。此外,离子液体可以在极低的温度下保持液态。目前,科学家正试图合成能在液氮温度下保持液态的离子液体。离子液体的密度远小于汞,略大于水。虽然离子液体本身的反射率不高,但它可以在离子液体望远镜的表面形成一层超薄的银层,厚度只有50到纳米(一纳米等于十亿分之一米)。如此薄的一层实际上使银凝固了。在太空的真空中,极薄银层的液体望远镜既不会蒸发也不会生锈。因此,液体望远镜不是固体望远镜。为了保持液体镜面的形状,液体望远镜现在必须水平放置,否则液体会流出。这是否意味着液体望远镜不能重定向?事实上,科学家们已经提出了几种使液体望远镜倾斜的方法,比如将一个二级固体望远镜悬挂在液体望远镜上方,或者使液体望远镜的镜面略微弯曲。这些方法听起来可能很奇怪,但是波多黎各的阿雷西博射电望远镜已经使用了类似的技术。只要望远镜不是放置在地球或月球的极点,每当地球或月球旋转时,它就会扫描天空中的一个环。月球的旋转轴以18.6年为一个周期摆动,所以月球望远镜实际上可以看到一大片天空。一个有趣的想法是在月球两极附近放置一个大型液体望远镜。望远镜可以放置在一个永久黑暗的火山口底部附近,那里的温度很低,非常适合红外(热)天文观测。当然,太阳能电池板也需要放置在附近的山顶上,用永久光源为望远镜的旋转提供能量。与传统望远镜相比,经常向上看的液体望远镜不需要承载托架、齿轮和指向控制系统,大大简化了制造过程,大大减轻了重量。液体望远镜只需要液体容器(也许是可以自己展开的雨伞)、摩擦力小的超导轴承和驱动它们的马达。据估计,建造直径20米的月球液体望远镜所需的所有材料重量仅为几吨,足够美国国家航空航天局(NASA)计划在20世纪20年代发射的战神5号(ares5)航天器一次登月。未来的月球液体望远镜可能有米宽,甚至超过一个足球场。这样一个大型望远镜可以回顾宇宙的年轻时代,大约50亿年前,第一批恒星和星系形成的时候。您还可能发现一些意想不到的对象。这是令人兴奋的!科学家称,在月球上安装巨型望远镜的科幻想法可能很快就会成为现实。


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