图为位于美国夏威夷大岛海拔4213米的莫纳克亚山顶的天文观测台，TMT项目将在此落户。人民日报记者　牛瑞飞摄

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1609年，伽利略用风琴管作镜筒，两端嵌入凸透镜和凹透镜，制成一架口径4厘米的望远镜，由此成为人类历史上把望远镜对准茫茫太空的第一人，并推动了人类认识宇宙的第一次飞跃。

400多年后，由美国、加拿大、日本、印度及中国等积极参与的TMT天文科研项目，将把光学望远镜的口径提升至30米，并有望成为人类认识宇宙的又一次飞跃中的重要工具。

引用一位中国天文学家的比喻：TMT项目就像一场天文科研的国际盛宴，即将举全球之力配餐，终将让人类共享成果。

“两暗一黑三起源”

探索宇宙奥秘的好奇心是天文学发展的源泉。16至17世纪，人类认识宇宙发生了第一次飞跃，天文学取得了划时代的进展：哥白尼日心说的提出、望远镜的发明以及牛顿力学的创立，促进了自然科学的革命，推动了数学和力学的发展。20世纪中叶以来，随着射电、光学和空间天文观测技术的突飞猛进，天文学特别是天体物理学发生了革命性变革。

天文学的革命，从天文望远镜开始。人类不断地研制新设备，观测更多、更远、更暗的天体和天体中更精细的结构，以了解宇宙和天体的发生和发展规律。

望远镜口径从小到大、从可见光到全电磁波段、从地面到空间，每一次突破都导致天文学的重大发现和人类对宇宙认识的飞跃。

据中国科学院国家天文台台长严俊介绍，本世纪全球天文学挑战性的基本科学问题概括为“两暗一黑三起源”：两暗，即暗能量、暗物质；一黑，即黑洞；三起源，即宇宙起源、天体起源、生命起源。

为解决“两暗、一黑、三起源”问题，近十多年来国际上一系列大型的先进设备相继投入使用，包括口径10米级的光学望远镜、口径2.4米的哈勃空间望远镜、高灵敏和高空间分辨率的空间紫外、红外、X射线和γ射线望远镜、地面和空间长基线射电望远镜等。

由于大口径是高空间分辨率和大的集光能力的基本条件，为获得更高的分辨率，能观测更加暗弱遥远的天体，以解决最前沿的科学问题，建造极大口径巨型光学—红外望远镜项目已成为国际天文学界的共识。

目前全世界提出了多个巨型望远镜计划。这些巨型望远镜的特点是：口径20至50米；主镜由子镜拼接而成；观测波段从近紫外到中红外；有自适应光学系统，在近红外区达到衍射极限。

这些方案中，有3个正在设计和研发，有的已进入建设准备阶段，即美国的巨型麦哲伦望远镜（Giant Magellan Telescope,简称GMT）、TMT和欧洲巨型望远镜（European Extremely Large Telescope，简称E—ELT）。

天文学家计划于2020年前后，分别把TMT（30米口径），GMT（24.5米口径）和ELT（口径42米）分别建于地球北半球和南半球，届时，人类天文研究将进入巨型望远镜时代。