直徑4米的液體鏡面望遠鏡。圖片來源：英國《新科學家》雜誌網站

在液體鏡面望遠鏡中，水銀反射光線。圖片來源：英國《新科學家》雜誌網站

據英國《新科學家》雜誌網站近日報道，位於喜馬拉雅山上、直徑4米的“國際液體鏡面望遠鏡”（ILMT）已經睜開“眼睛”，看向宇宙深處，它用一個緩慢旋轉的液體水銀圓盤而非固體鏡面聚焦光線進行觀測。

與傳統望遠鏡相比，液體鏡面望遠鏡建造成本低很多，且擁有其他獨特優勢。如果ILMT取得成功，未來或許可在月球上放置一個更大的液體鏡面望遠鏡，助力管窺宇宙中第一顆恆星的“模樣”。

道阻且長 行則將至

液體鏡面望遠鏡的基本概念非常簡單：如果你攪拌一種液體，它的表面會形成一個盤子的形狀，事實證明，這個形狀非常適合聚焦光線。

液體鏡面望遠鏡的概念可追溯到17世紀和艾薩克·牛頓，但直到19世紀晚期，才有人嘗試建造此類望遠鏡。20世紀初，美國物理學家羅伯特·伍德製造了一個直徑5釐米的小型液體鏡面望遠鏡原型。但伍德在製造過程中遇到不少難題：水銀產生了漣漪、很難製造出讓金屬以恆定速度旋轉的盤子。

1982年，加拿大拉瓦爾大學埃爾曼諾·博拉找到了解決方法。針對困擾伍德的漣漪，他建議透過在裝有水銀的盆和轉動水銀的電機之間泵入一層薄薄的空氣來抑制振動。他還建議先在圓盤表面澆上液態樹脂，讓它乾燥成合適的形狀，然後再將反射液體澆在上面作為塗層，從而減少所需水銀的數量。

經過一系列改進，博拉等人1994年在加拿大溫哥華附近建造了一臺直徑2。7米的液體鏡面望遠鏡。加拿大不列顛哥倫比亞大學保羅·希克森則與美國國家航空航天局（NASA）合作，在新墨西哥州建造了一臺3米的液體鏡面望遠鏡，以觀測太空碎片。21世紀初，不列顛哥倫比亞大學在溫哥華郊外的一座山頂上建造了實驗性的6米大天頂望遠鏡。這些專案證實了許多天文學家的想法：液體鏡面望遠鏡的建造成本比傳統的望遠鏡便宜得多。

物美價廉 優點很多

研究人員表示，液體反射鏡的成本僅為玻璃反射鏡的1%左右，因此非常適合用於製造大型望遠鏡。

ILMT價值200萬美元，由比利時、加拿大和印度聯合建造。距離ILMT不遠處是另一臺3。6米、可操縱的Devasthal光學望遠鏡，該望遠鏡由同一家比利時公司在同一時間建造，但價格為1800萬美元。

除物美價廉外，LIMT還非常專注。ILMT專案負責人、比利時列日大學天文學家讓·蘇爾德表示，不像普通的望遠鏡可指向不同的地方，液體鏡面望遠鏡只能直視頭頂的天空。這最初被認為是一個嚴重缺點，因為沒有辦法觀測特定物件。但希克森說：“透過反覆觀察同一區域的天空，你會得到延時影象，這是一種很好的探測快速出現物體——如超新星和飛掠小行星的方法。而且，對望遠鏡來說，在其正上方拍攝的影象質量最好，因為該處透明度最好。”

ILMT的另一個優勢是它的位置：它緊鄰印度最大的光學望遠鏡，如果ILMT發現一些有趣的東西，科學家們可使用其他儀器進行跟蹤驗證。

鑑於ILMT擁有很多優點，如果它被證明是成功的，那麼科學家們可能會在世界上的其他地方建造新的液體鏡面望遠鏡。例如不列顛哥倫比亞大學曾計劃在智利山頂建造一座8米直徑的液體鏡面望遠鏡，但由於缺乏資金，該專案被擱置。

NASA正在進行實驗，希望弄清楚液體是否可用於製造空間望遠鏡的其他部件。在沒有重力的情況下，任何一滴液體最終都會呈現出完美的球形，可以用來製作透鏡。當在微重力模擬環境中進行測試時，液體透鏡已被證明與玻璃透鏡一樣好或更好，但其製作更加方便快捷。

首顆恆星 或現真身

美國德克薩斯大學奧斯汀分校天體物理學家安娜·紹爾的終極夢想是，在月球表面建造一個巨大的液體鏡面望遠鏡，以觀測宇宙中的第一批恆星。

紹爾及其同事正在研究製造直徑100米液體鏡面望遠鏡的可行性，以觀察難以捉摸的宇宙中最早恆星——第三族恆星。科學家們認為，這些恆星存在於較小的星團中，發出的光非常微弱，即使是詹姆斯·韋布空間望遠鏡也不太可能看到它們。

不過，月球上的液體鏡面望遠鏡不會由水銀製成，因為這種金屬密度太大，無法在月球表面正常工作。一種替代方案是離子液體（一種液體形式的鹽）。無論是什麼材料，儀器都會被安置在月球兩極附近的一個隕石坑中，並將資料傳送到月球軌道上的衛星。