我們的祖先第一次仰望星空的時(shí)候，一定驚訝于星空的絢麗，否則他們的后代不會(huì )執著(zhù)于要去揭開(kāi)星空的秘密。然而，肉眼的視野畢竟有限。1609年伽利略把望遠鏡對準木星，從此我們才能望向宇宙深處。所以我們可以說(shuō)，望遠鏡是我們觀(guān)察宇宙的“大眼睛”，現代天文學(xué)研究更是離不開(kāi)各類(lèi)先進(jìn)的望遠鏡。
就在10月30日，美國夏威夷州最高法院的一項裁決讓不少天文學(xué)家懸了幾年的心暫時(shí)落了地。法官們以4：1的投票結果批準了三十米望遠鏡（Thirty Meter Telescope，TMT）的建設用地許可[1]。
細數現在世界上大大小小的望遠鏡也不少了，為什么天文學(xué)家還要費盡心力，甚至不惜鬧到法院，也要堅持建設這個(gè)直徑三十米的“大眼睛”呢？
鏡面面積是望遠鏡的一個(gè)關(guān)鍵指標。一般來(lái)說(shuō)，鏡面越大，收集信號的能力就越強。太空望遠鏡因為觀(guān)測不受地球大氣的影響，所以受到天文學(xué)家的青睞，比如很多人熟悉的太空圖片都是由哈勃太空望遠鏡拍攝的。
但是，受火箭尺寸和發(fā)射重量等因素的限制，太空望遠鏡的體積不能太大，因此鏡面面積要比地基望遠鏡小得多，例如哈勃太空望遠鏡的鏡面直徑只有2.4米，而計劃于2021年發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的主鏡直徑為6.5米。與此相比，地基望遠鏡的鏡面面積普遍要大不少，例如歐洲南方天文臺在1998年建成的甚大望遠鏡（Very Large Telescope）的主鏡直徑就達到8.2米。所以在發(fā)展太空望遠鏡的同時(shí)，天文學(xué)家也在積極研發(fā)地基望遠鏡。
受制于技術(shù)和資金等因素，地基望遠鏡也不是想建多大就能建多大。但是，天文學(xué)家又日益感受到現有望遠鏡口徑不足帶來(lái)的問(wèn)題。以系外行星為例，因為離地球太遠又太暗，目前的地基望遠鏡很難對它們進(jìn)行觀(guān)測。在開(kāi)普勒太空望遠鏡退役之后，如果有大口徑的地基望遠鏡與“苔絲”（TESS）相配合，那我們搜尋“第二個(gè)地球”的腳步也許會(huì )快得多。
正在使用中的口徑最大的望遠鏡是位于美國夏威夷莫納克亞山（Mauna Kea）山頂的兩臺凱克天文臺望遠鏡（Keck I and II telescopes），鏡面直徑都是10米[2]。因此一旦TMT建成，集光能力將達到凱克望遠鏡的9倍。正因為如此，天文學(xué)家才滿(mǎn)心期待TMT能早日建成。
TMT聽(tīng)起來(lái)確實(shí)不錯，但是世界這么大，天文學(xué)家為什么偏要選和凱克天文臺一樣的臺址來(lái)建設這臺望遠鏡呢？
答案是，莫納克亞山簡(jiǎn)直是為天文觀(guān)測量身打造的觀(guān)測地點(diǎn)。它位于美國夏威夷州的夏威夷島（也稱(chēng)大島，Big Island）上，海拔4207米，是夏威夷第一高峰。同時(shí)，由于山體有超過(guò)6000米位于海平面以下，加起來(lái)的整體高度超過(guò)10000米，大于珠穆朗瑪峰在海平面上的高度，所以莫納克亞山是世界上總高度最高的山[3]。
莫納克亞山適于進(jìn)行天文觀(guān)測主要有幾個(gè)原因。首先山頂海拔高，位于逆溫層之上，因此山頂無(wú)云，空氣干燥，可以大大降低大氣中的水汽對望遠鏡觀(guān)測的影響。此外，山頂的大氣非常穩定，沒(méi)有湍流，具有世界上最好的視寧度，也就是能夠提供最好的望遠鏡圖像清晰度。同時(shí)莫納克亞山遠離城市，那里的暗夜受到法律的保護，因此能把光污染降低到最小程度，便于望遠鏡觀(guān)察遙遠的暗天體[4]。
正是因為有這么好的條件，莫納克亞山成為天文學(xué)家心目中的圣地。目前，在莫納克亞山頂有十幾臺觀(guān)測設備正在工作。這里還是國際合作的平臺，日本、英國、加拿大、法國、澳大利亞等國都在山頂獨立或者合作建立了觀(guān)測設施。
TMT在選址之初，曾有多個(gè)候選地點(diǎn)，后來(lái)項目委員會(huì )從中選擇了2個(gè)，南北兩個(gè)半球各1個(gè)：北半球選在莫納克亞山，南半球選在智利的阿塔卡瑪沙漠?？紤]到歐洲南方天文臺正在智利建造ELT，如果TMT也選擇在智利建造的話(huà)，那么有很多目標兩臺望遠鏡都無(wú)法觀(guān)測。綜合資金和其他因素，TMT最終在2013年選址在夏威夷。
2013年選址完成后，2014年TMT就已經(jīng)得到了夏威夷州土地與自然資源部的許可并在莫納克亞山破土動(dòng)工。然而，到了2015年，由于遭到部分夏威夷原住民的強烈反對，夏威夷州最高法院撤銷(xiāo)了施工許可。當時(shí)，甚至有原住民因為阻止施工而被逮捕[5]。
既然莫納克亞山這么適合天文觀(guān)測，又已經(jīng)有這么多的觀(guān)測設施建在那里，怎么TMT就這么一波三折呢？
其實(shí)，自20世紀60年代莫納克亞山上第一次出現望遠鏡以來(lái)，就有不少反對在莫納克亞山建設望遠鏡的聲音。一些環(huán)保組織擔心天文臺會(huì )破壞山頂脆弱的生態(tài)環(huán)境，威脅到一些瀕危物種的生存。當地原住民則認為莫納克亞山是夏威夷人的神山，山頂的建設破壞了當地人的信仰和文化。這些年來(lái)，雖然在莫納克亞山上陸續建立了一系列的天文臺，但是來(lái)自環(huán)保組織和當地原住民的抗議始終沒(méi)有停止過(guò)[6,7]。
這一次夏威夷州最高法院的裁決在法律上保證了計劃得以繼續實(shí)施，除非美國聯(lián)邦最高法院接管這一案件。不過(guò)，雖然TMT項目可以重新啟動(dòng)，卻仍需要提交建設方案以供評估，而這一過(guò)程可能會(huì )長(cháng)達2年。只有這個(gè)方案得到批準，施工才能繼續進(jìn)行。此外，法院的許可還包含了很多附加條款，比如天文臺對員工進(jìn)行文化培訓，同時(shí)拆除目前山頂上的部分望遠鏡等[1]。
因此，天文學(xué)家只能暫時(shí)樂(lè )觀(guān)起來(lái)，有了前車(chē)之鑒，未來(lái)他們還需要謹慎對待建設過(guò)程中的每一個(gè)細節。原定于2022年投入使用的TMT已經(jīng)被推遲到大概2027年才能建成，所以天文學(xué)家也不得不調整建設和研究計劃。
不過(guò)，他們始終希望TMT在建成后能在多個(gè)領(lǐng)域內取得突破，其中包括宇宙中最早的恒星和星系的形成、宇宙大尺度結構的演化、星系中心黑洞的性質(zhì)以及系外行星是否存在生命等課題。當然，最激動(dòng)人心的也許是TMT和它的很多“前輩”一樣，出人意料地發(fā)現我們現在根本不知道的研究對象，從而拓寬我們望向宇宙的視野[7]。（編輯：Yuki）
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