世界最大光学望远镜开光试测
　　
　　2007年7月13日，位于非洲西北海岸加那利群岛中的拉帕尔马岛上，世界最大的天文光学望远镜GTC（西班牙文Gran Telescopio de Canarias的缩写）举行开光典礼，开始试观测。此前世界最大的光学望远镜是两台位于夏威夷莫纳克亚山上的美国KeckⅠ和KeckⅡ望远镜。GTC与Keck望远镜的光学结构完全相同，只是尺寸略大一些，可以说是Keck望远镜的放大版。它们的主镜面都是由36块正六边形反射玻璃镜片拼装而成。GTC望远镜每块六边形镜片的对角线长1.9米，厚8.5厘米。拼装以后的总通光面积为84.41平方米，相当于直径10.4米的圆形面积（天文学中称为有效口径）。而Keck望远镜每块六边形镜片的对角线长1.8米，总通光面积75.76平方米，有效口径9.82米，号称10米望远镜。
　　加那利群岛属西班牙领土，由13个火山岛组成，距离非洲大陆最近处只有130千米。整个群岛面积7447平方千米，人口184万，是世界著名的旅游度假胜地。拉帕尔马岛上的ORM天文台和另一座岛上的OT天文台组成著名的欧洲北方天文台ENO，有分属19个国家和地区的60多台望远镜集中在这里。加那利群岛与夏威夷的莫纳克亚、智利北部和美国加州并列为当今世界最好的四大天文观测之都。
　　GTC和Keck都在大洋包围的高山上，GTC海拔2426米，Keck海拔4200米，具有特别优秀的天文光学观测条件。GTC望远镜2000年开始建造，已耗资1.3亿欧元（约合1.76亿美元）。开光试测时，只安装了36块镜片中的12块。出席开光典礼的约300余人，由西班牙王储菲利普王子启动望远镜，瞄准北极星附近的一对双星，开始了世界最大望远镜的试观测。预计望远镜将于2008年5月全部建成，未来的落成典礼将由西班牙国王胡安·卡洛斯亲自主持。
　　


　　KeckⅠ和KeckⅡ是两台同样的、并列在一起的姊妹望远镜，分别建成于1992和1996年，属美国加州理工学院和加州大学伯克利分校共有，由企业家W. M. Keck捐资建造。在此之前，世界领先的光学望远镜一直是位于美国加州帕洛玛天文台的海尔望远镜，口径5.08米，建成于1948年。海尔望远镜主镜由一整块玻璃磨制而成，厚0.8米，重14.5吨，已经达到了大型精密光学镜面的加工极限。1976年，苏联建造了一台6米口径的光学望远镜，无论在性能和观测成果方面都没有超过5米望远镜。整块厚镜面的大型天文望远镜制造技术走到了历史的尽头，近半个世纪没有突破。直到20世纪90年代，采用了薄镜拼装技术和主动光学系统，通过计算机适时自动控制镜面的机械变形，才一举建成了10米口径的Keck望远镜。以后陆续建成的大型天文光学望远镜有：位于智利北部拉西亚的欧洲南方天文台（ESO）4台口径均为8.2米的VLT望远镜（1999年）；分别位于夏威夷莫纳克亚（2000年）和智利北部色拉帕穹（2001年）的2台口径均为8.1米的双子星座望远镜；位于莫纳克亚的口径8.3米日本昴星团望远镜（1999年）；位于美国亚利桑那州格拉哈姆的美-意大双筒LBT望远镜，由两个口径8.4米的镜筒装在同一个机架上（2005年）；另外还有两台口径11米，但不是通用型的光学望远镜HET和SALT，分别位于美国德州麦克唐纳天文台（1999年）和南非天文台（2005年）。西班牙GTC望远镜的异军突起，超过所有已建成的8～10米级望远镜，占据了世界第一的宝座。
　　美国和欧洲正在研制口径30、42和100米的光学天文望远镜。未来10年，人类探索宇宙的科学研究活动将进入更加辉煌的时代。
　　
　　


　　观测到最遥远、最古老的星系
　　
　　在最近一期的美国天体物理杂志上，加州理工学院的斯塔克（D.P.Stark）和埃里斯（R.S.Ellis）等人发表文章，并在7月11日伦敦的一次国际会议上，宣布他们观测到6个迄今最遥远、最古老的星系：3个在室女座Abell 1689星系团方向，2个在武仙座Abell 2219星系团方向，1个在双鱼座Abell 68星系团方向，距离都在132亿光年以上。
　　根据当代标准宇宙模型理论和精确宇宙学的实测结果，宇宙创生于137亿年前。位于132亿光年远处的星系，它们的光辉历经132亿年才能到达我们面前。也就是说，这些星系最晚诞生于宇宙年方5亿岁的幼年时期。这很可能是人类观测到的宇宙创生后第一批恒星和星系的实例，具有重大的理论价值。
　　遥远星系的距离是怎样测定的呢？上世纪30～50年代，美国天文学家哈勃发现了著名的定律：宇宙中几乎所有的星系都在远离我们而退行，而且离得越远的退得越快，退行的速度与距离成正比。这是宇宙空间在膨胀的观测证据。
　　星系退行的速度可以通过多普勒效应的原理来测定。1842年，奥地利物理学家多普勒发现：发声器与接收器之间如果有相互靠近的运动，接收到的声波波长会变短，声音变得尖锐；如果有相互远离的运动，波长会变长，声音变得低沉。光波也有同样的效应：天体如果有退行，它发出的光波会变长，称为红移（因为在可见光范围内，红色光波长最长）；反之称为紫移。用天文望远镜拍下星系的光谱，从某些特征谱线波长变长的量（称为红移量），可以计算出退行速度，再根据哈勃定律就可以算出距离了。
　　


　　新发现的A1689C3星系的光谱中，有一条氢原子的赖曼阿尔法谱线，它的标准波长是0.1216微米，而实际观测到的波长变成1.259微米，原本应在紫外波段的，却位移到了近红外波段，红移量高达9.35，据此算出其距离为134.47亿光年。其它5个星系的红移量在8.5～10.4之间，距离都在132亿光年以上。
　　如此遥远的星系，本应非常暗弱，即使当代最强大的望远镜也无法得到它们的信息。幸亏一种天然的“引力透镜”效应，帮了人类的忙。根据广义相对论，远方天体的光线在行进过程中，遇到近处大质量天体的巨大引力而发生弯曲。弯曲的后果可能使远方天体生成多重像，或使其亮度增强。新发现的6个遥远星系就是受到稍近处星系团的“引力透镜”效应使亮度增强了20～50倍，而被哈勃空间望远镜捕捉到它们的身影，再用位于夏威夷莫纳克亚的KeckⅡ10米望远镜拍摄它们的光谱，从而定出距离。
　　根据标准宇宙模型，宇宙经“大爆炸”创生之初，物质粒子和能量胶合在一起，非常稠密，温度高达几十万亿至几十亿度。到3分46秒时宇宙随着膨胀而降温至9亿度，才诞生出最早的一批原子核。在30万岁至70万岁阶段，宇宙温度降至4000度以下，才出现最早的原子和最早的辐射，即当代天文学家发现的宇宙背景辐射。有关的发现和研究已两次获得诺贝尔物理学奖。此后的宇宙，虽有暗弱的背景辐射，物质仍大体呈均匀结构，只有微小的、局部的密度起伏，没有任何会发光的天体，天文学家称之为“黑暗年代”。直至形成第一批恒星和星系，才展示出星光灿烂的宇宙图景。“黑暗年代”结束于何时？或第一批恒星和星系诞生于何时？一直是当代天文学研究的前沿课题。
　　


　　曾经以为20世纪60年代天文学四大发现之一的类星体是宇宙中最古老的天体，后来知道有些星系比类星体更加古老。最遥远的类星体红移量达到6.4，而更遥远的星系红移量超过了7.0。这次发现了红移量在8.5至10.4之间的星系，可能已经触及宇宙2亿岁时的婴儿时期，达到了“黑暗年代”的边缘，所以格外引人注意。
　　当然6个样本数量太少；通过“引力透镜”效应发现的概率也比较低，技术难度很大。大部分暗弱的星系没有碰巧位于大质量天体的后面，无法被“引力透镜”效应放大并显现出来。天文学家们寄望于未来的口径30、42和100米的光学天文望远镜，以及新一代6.5米口径的空间望远镜的观测，准确回答宇宙早期究竟是怎样由黑暗走向光明，又演化到今天这样的问题。