3200 万像素数码相机已准备好进行宇宙拍摄

据其制造者称，世界上最大的数码相机已正式准备就绪，可以开始拍摄“有史以来最伟大的电影”。今天上午，美国能源部 SLAC 国家加速器实验室的工程师和科学家宣布，空间和时间遗产巡天 (LSST) 相机已经完工，这是一个重约 6,610 磅、汽车大小的工具，旨在捕捉有关暗物质和暗能量性质的新信息。

经过 20 年的建造过程，这台 3,200 万像素的 LSST 相机将运往位于智利塞罗帕琼山顶 8,900 英尺的维拉·C·鲁宾天文台。今年晚些时候，它将被安装到该设施的西蒙尼巡天望远镜上，其双镜头长 5 英尺，宽 3 英尺，将瞄准天空，对太阳系、银河系及更远的星系进行为期 10 年的巡天。

焦平面的宽度只有人类头发的十分之一，像素只有 10 微米，您能从焦平面获得多少细节？SLAC 教授、鲁宾天文台副主任兼相机项目负责人 Aaron Roodman 将其能力比作从 15 英里外捕捉高尔夫球的细节，“同时覆盖比满月宽七倍的天空”。生成的图像将包括数十亿颗恒星和星系，并由此带来对宇宙结构的新见解。

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LSST 相机的众多任务之一是寻找弱引力透镜的证据，这种现象发生在巨大星系的引力质量使其后方星系的光路弯曲时。分析这些数据可以让研究人员更好地了解质量在整个宇宙中的分布情况，以及这种分布随时间的变化情况。反过来，这可以帮助天文学家找到探索暗能量如何影响宇宙膨胀的新方法。

为了实现这些令人印象深刻的目标，LSST 相机需要做的不仅仅是傻瓜数码相机的放大版。虽然智能手机中的镜头通常不包含物理快门，但它们通常仍位于单反相机中。尽管如此，它们的快门速度并不像 LSST 相机那么慢。

“[LSST] 传感器的读取速度要慢得多，而且要谨慎得多……”SLAC 的物理学家兼 LSST 相机集成和测试科学家 Andy Rasmussen 告诉PopSci 。“……快门打开 15 秒（用于曝光），然后读取 2 秒（快门关闭）。”这种蜗牛般的速度使 LSST 相机操作员只需处理较低的噪音——只有大约 6 或 7 个电子——从而捕捉到更暗的天空。

“我们需要安静的传感器，这样我们才能判断黑暗的天空是否真的黑暗，并且测量天空中非常暗淡的物体，”拉斯穆森继续说道。“在这 2 秒的读出期间，我们需要阻挡更多光线进入相机，所以我们有一个快门（相机内部的几种机制之一）。”

为了进一步确保操作员能够捕捉到暗淡物体的测量结果，他们还通过将周围温度降低至 -100C（173 开尔文）来减缓 LSST 相机焦点附近的原子活动。

除了暗物质和暗能量研究之外，宇宙学家还打算使用 LSST 相机对太阳系进行新的详细普查。研究人员估计，新的图像可以将已知物体的数量增加 10 倍，从而为太阳系的形成提供更多见解，并跟踪任何可能以太近的速度飞过地球的偏离轨道的小行星。

美国能源部宇宙前沿项目经理凯西·特纳 (Kathy Turner) 在今天的公告中表示：“比以往任何时候都更需要扩大我们对基础物理学的理解，以更远的视角观察宇宙。”随着 LSST 相机的安装，特纳相信研究人员将走上“解答当今物理学中一些最难、最重要的问题”的道路。