生命从哪里来？地球是否有“表亲”？星系如何生成？宇宙诞生的那一刻又是怎样一幅画面？本报记者近日在智利北部世界最大天文观测区采访，在那里看到了人类的宇宙梦想，看到了美日欧的天文投入与成绩，也看到随着近年来积极参与国际合作，中国与欧美之间的差距正在缩小

　　智利北部，帕拉纳尔山巅。

　　夕阳给一望无际的荒漠抹上了耀眼的橘红色，起伏的远山之外，可以看到东太平洋上空涌动的云海。

　　对在这里工作的天文学家来说，每天的这一刻都将是一个宇宙新故事的开始。4台巨大的望远镜缓缓打开天顶，将“目光”投向浩渺无垠的太空。

　　生命从哪里来？星系如何生成？宇宙诞生的那一刻又是怎样一幅画面？天文学家们带着不同的课题来到这个观测站，借助最先进的天文观测设备和技术，一点一点地向这三大难题的答案靠近。

　　本报记者近日在智利北部世界最大天文观测区采访时，恰逢人类探索太空的新闻接连飞来：

　　美国国家航空航天局（NASA）太空探测飞船“新视野”号，经过漫长宇宙航行，从太阳系边缘发回遥远而神秘的矮行星——冥王星及其卫星的高清图片。大量信息等待进一步分析研究，尤其是与冰态水存在有关的迹象，更令天文学家备受鼓舞；

　　7月23日，NASA发布了更为激动人心的消息：通过对开普勒天文望远镜观测资料的分析，发现了迄今与地球体积和宇宙环境最接近的类地行星“开普勒—452b”，是人类寻找“另一个地球”进程中的里程碑事件。

　　中国科学院南美天文研究中心主任王仲告诉本报记者，开普勒天文望远镜和“新视野”号从空间进行观测，能确定“地球表亲”的一些最基本物理参数。但是，进一步的地面观测，尤其是通过已经和将要安放在智利天文观测区的新一代大型望远镜进行深度观测，是从根本上确定这些行星的实际物理和化学状态的必要手段。比如，正在建设中的30米级的巨型望远镜，将可能对这些疑似地球环境的星体进行直接光谱观测和成像研究。王仲认为，正是这样的大规模组合研究，让“我们站在了下一个重大发现的门前”。

　　4台8.2米口径望远镜组合，科学家可从地面看到月球上一辆汽车的前灯

　　帕拉纳尔观测站由欧洲南方天文台（欧南台）建造。4台8.2米口径的大型光学望远镜、4台辅助望远镜、1台2.5米口径的可见光巡天望远镜、1台4米口径的近红外巡天望远镜，组成了一个完整的天文观测系统。

　　4台8.2米口径望远镜中的任何一个都可以通过曝光一小时，拍摄到比裸眼可见星体微弱40亿倍的星体图像。如果这4台望远镜按物理光学的干涉原理组合，可将分辨率再提高25倍，如同在地球表面看到月球上一辆汽车的前灯。

　　“科学家把现在的宇宙比做壮年期，借助于这些望远镜，我们可以看到襁褓期的宇宙，也就是大约130亿光年的宇宙深处。”王仲说。

　　天文学界那些让世界心动的新闻多多少少总是与这个观测站相关。

　　7月13日，天文学家称，一组由帕拉纳尔观测站拍摄的银河系超高清图像，捕捉到了超过8.4亿颗星体，比之前多出10倍；

　　7月15日，一个国际天文学研究小组通过帕拉纳尔观测站，发现了疑似太阳系的“孪生姐妹”：一颗类似木星的行星围绕着一颗类似太阳的恒星在运转。

　　7月17日夜，来自中国的天文学家杨彬博士在这里捕捉到了两张不同波段的谷神星照片。“希望接下来的研究能证实这个表面的小白点是蒸发后的水分留下的盐层。”一直在太阳系行星中寻找水的杨彬略带兴奋地指着其中一张照片说。

　　“有学者曾推测谷神星的‘体内’可能有水，总量相当于地球水量的3倍。找到了水就可能找到生命。”杨彬告诉记者，美国“曙光”号飞船正围绕谷神星飞行，而她所在的团队则负责收集和分析地面望远镜拍摄的图像数据。

　　“几乎所有天文学新的重大发现都是科学合作的结果。”王仲说。天文学是最古老却又最具开放性的学科之一，开放鼓励竞争、促成进步。过去20多年，平均每4到5年都有一项天体物理学的研究成果获得诺贝尔物理学奖，而主要依据帕拉纳尔观测站的数据写成的论文每年都有近千篇。

　　王仲博士曾长期在美国哈佛—史密松天体物理中心从事研究。一路上，他一再提到中国同行们现在获得的共识：中国发展天文学既要靠独立自主，更要走国际合作之路。要学会合作，通过合作提升自己，在合作中带动中国科研的进步和相关高科技产业的升级。

　　欧南台就是一项合作成果。这个成立于1963年的国际研究机构由14个欧洲国家组成。除大望远镜的主体是合作建造以外，帕拉纳尔观测站所有的配套观测仪器（终端）设备都是“竞争上岗”。哪个国家的科研团队做得好，就用哪个国家的。科学家申请这里的观测时间，也要经过竞争。由专家委员会确定谁的项目更重要，往往每四五个申请中只有一个被选中。

　　为了带动北部荒漠地区发展，智利无偿赠与欧南台160平方公里土地，专门用来建造天文台。到目前为止，欧南台已在智利建立了3个观测站。帕拉纳尔观测条件最优越，因为这里气候干燥，一年中晴夜数超过340天。

　　著名的欧南台宾馆专为来这里观测的科学家服务。这座荒漠中的星级酒店半藏于地下，中心庭院是一座小型热带植物园和游泳池，餐厅有欧菜名厨掌勺。在这里拍摄的《007：大破量子危机》上映后，更使宾馆名扬世界。

　　暮色中，智利《天文学》杂志记者胡里奥·埃尔南指着不远处的一个山头对我们说，欧南台正在那里建造一台39米口径的光学—红外望远镜，并刚刚敲定在附近建造由100个高能（伽马）射线天文望远镜组成的阵列。这些项目将在2025年前后完成。

　　“到那时，我们也许就可以看到宇宙大爆炸的辉煌一刻。”王仲补充道。

　　一个放在美国东海岸的“锅”，可以听到西海岸的一枚硬币落地

　　从帕拉纳尔向东350公里，进入阿塔卡玛沙漠深处。海拔3000米，海拔4000米，海拔5000米，一个接一个的高度标志牌被甩在车后。翻过一个山头，白雪覆盖的山峰近在咫尺，右侧大片开阔地上，几十口巨大的“银锅”在高原阳光的照射下，反射着刺眼的光芒。

　　这就是举世闻名的阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波天线阵（ALMA）项目现场。66个口径为7米和12米的高精度大型射电望远镜，模拟出一面直径约1.6万米的单碟天线。整个项目由美国、欧盟和日本联合建造，历时15年，耗资超过10亿欧元，于2013年全面投入使用。

　　射电天文学是20世纪30年代发展起来的天文学新分支，其特点是利用射电天文望远镜观测天体的无线电波段的辐射。通常，射电望远镜波长越短、口径越大，技术含量越高，也越是“耳聪目明”。

　　安装在这个阵列中的望远镜个个“身价高昂”。每个重达100多吨、装有10个频段不同的接收器，平均造价在1000万美元以上。

　　整个ALMA项目足足有660多个接收器，这些接收器如同高灵敏度的“收音机”，它们按物理原理相互配合，将人类的听力和视力向宇宙深处延伸、再延伸……如果将一口单独的“银锅”放在美国东海岸，它可以听到西海岸一枚硬币落地的声音。同时，它还可以依据物体发出的不同波段的电波，清晰捕捉到15公里外一粒高尔夫球的“影像”。

　　如同帕拉纳尔观测站的完美组合，ALMA的超级组合同样使天文学家看到了宇宙的初期。不久前，ALMA第一次直接清晰观察到了宇宙中年龄仅10亿光年的星系中的尘埃。

　　“多少年来，人类一直在寻找地球的‘替代品’。根据目前的认知水平，要找到适合人类居住的星球，先要找到水源。”王仲告诉记者，人类现在能看到的物质只占宇宙物质总量的15%左右，但科学家确信，宇宙中有很多目前尚未观测到的暗物质，还有更多的“新水源”“新能源”。从ALMA的观测能力看，发现遥远宇宙中的水和暗物质有可能“梦想成真”。

　　中国紧追而来，有能力实现天文学研究的跨越式进步

　　帕拉纳尔天文观测站、ALMA项目，构成了一个全球天文研究“奥林匹克竞技平台”，体现了美欧日对基础科研的高度重视。即使是在经济下滑的严峻时期，它们仍坚持加大对天文研究的投入，背后隐含的是对提升国家竞争力的长远考虑。

　　这里的每一台望远镜，都是光学、电子、材料等多个制造领域创新的集合。帕拉纳尔观测站8.2米口径的望远镜有完整镜面，有超强的抗高低温能力，由数百个小型电子调节器进行动态调节，以确保镜面达到观测所需的理想曲面。目前，只有德国和美国有能力制造这样大规模的望远镜及配套设施。

　　运输和移动射电望远镜的专用工程车也是德国制造的，自重达130吨，车身呈U形，两侧共28个车轮，由液压控制，可独立转向。全车装有两部引擎，可以移动115吨的重物。那些被安装在望远镜上用来接收不同波段信号的接收器，则属于精密光电仪器，分别由日本、英国、美国等制造。正是这些一流的仪器和装备汇聚在一起，才构成了超一流的天文观测水平。

　　“在天文观测研究上投入的每一分钱，都可能转化为带动本国高科技产业和制造业升级的动力。”王仲说。论实力，中国不缺，但在参与国际合作上慢了几步，现在正在尽快赶上来。

　　中国科学院将智利选为“中国科学在海外生根开花”的第一个站点是富有远见之举。王仲认为，选择智利，就是选择了天文学最前沿的研究机会。借助于与智利的合作，中国挤开了通向ALMA等项目的“门缝”。据了解，由于中国没有这样大型的天文望远镜，也不是欧南台和ALMA成员，中国科学家要来这里观测，要么是租用设备的使用时间，要么是通过联合研究，不仅要提前申请，还要由对方来对项目做筛选，并支付高昂的观测费用。但是，由于这些望远镜都建在智利，智利研究机构就拥有了一小部分使用权。中智合作因此可以为中国科学家提供更多使用这些设备的机会。分处北南两个半球的中智天文学家的“握手”，将有助于南北天文观察成果的交流整合与互补，创造出世界一流的创新成果。不久前，在王仲博士安排下，中国紫金山天文台的两位仪器工程师来到ALMA观测站交流。合作的结果表明，中国制造的毫米波接收器完全达到国际标准。

　　“虽然这只是一个波段的接收器，但我相信，如果中国工程师能有更多机会参与合作，其他波段的接收器很快也能制造出来。”王仲很有信心地说。杨彬也认为，中国学者近年来积极参与国际合作，与欧美之间的差距正在缩小。

　　2014年，中国科学院国家天文台加入由美加两所大学主导的建设在北半球的30米口径光学望远镜项目团队，承担包括望远镜光学子系统、激光引导星子系统、科学仪器系统等高技术任务。

　　不久前，王仲领导的中国科学院南美天文研究中心与华为公司联手，在智利圣玛丽理工大学建立了中智合作天文大数据库，为中国天文学者参与国际研究打下了又一块基石。中科院南美天文研究中心目前正在与智利方面紧密沟通，探索更多的加强与南美天文观测合作的方式。

　　“我们有能力实现跨越式进步”，王仲说。此时，深蓝色的夜空中，出现了金星临月的美丽天象。（人民日报赴智利特派记者 丁刚 颜欢）