當人類第一次仰望星空,浩瀚宇宙的神秘面紗便悄然揭開一角。從伽利略用望遠鏡捕捉到月球環形山的輪廓,到哈勃望遠鏡觀測到星系紅移現象,每一次觀測技術的突破,都不僅拓展了人類的視野邊界,更重塑了我們對宇宙的認知框架。如今,科學家們發現,那些閃爍的星光僅占宇宙總物質的不足5%,而剩余的95%則由暗物質與暗能量構成——這兩種神秘存在如同物理學領域的"幽靈",正不斷挑戰著人類現有的科學理論。
暗物質通過引力作用編織著星系的骨架,暗能量則以反引力效應推動宇宙加速膨脹。理解這兩種神秘成分的本質,被視為可能引發繼相對論與量子力學之后第三次物理學革命的關鍵。全球科研團隊為此已奮斗數十年:從地下深處的直接探測實驗,到遍布全球的間接觀測網絡,科學家們試圖通過多種途徑捕捉暗物質與暗能量的蛛絲馬跡。盡管尚未取得突破性進展,但新一代國際觀測計劃已蓄勢待發——美國的DESI計劃、歐洲的Euclid空間望遠鏡、日本的Subaru-PFS等項目,都在為解開宇宙終極謎題而努力。
在這場全球性的宇宙探索競賽中,中國天文學界正以獨特的路徑加速追趕。目前,國內已運行的郭守敬望遠鏡(LAMOST)在恒星光譜巡天領域取得顯著成果,墨子巡天望遠鏡(WFST)則專注于圖像巡天與時域天文觀測。預計2027年發射的中國空間站巡天空間望遠鏡(CSST)將在星系成像方面實現突破,但其有限的光譜分辨率仍需地面大型光譜望遠鏡的協同支持,才能精確測定遙遠星系的距離與運動狀態。這種"空-地"協同觀測模式,正成為破解宇宙奧秘的新趨勢。
正是在這樣的背景下,JUST光譜望遠鏡項目應運而生。這臺口徑達4.4米的光譜望遠鏡選址于青海冷湖天文賽什騰山觀測臺址——這里大氣潔凈度極高、夜空黑暗度極佳,被國際天文學界公認為世界一流觀測圣地。光譜作為宇宙的"獨特印記",每一束穿越億萬光年的光線都攜帶著暗物質分布與暗能量作用的痕跡。JUST望遠鏡的設計目標,正是通過捕獲數千萬星系的光譜數據,解碼這些隱藏在光線中的宇宙信息。
JUST望遠鏡的核心科學使命是探究暗能量的本質。其創新設計使其在國際同類設備中脫穎而出:焦面上可同時部署超過2000根光纖,相當于2000只"宇宙觸手",能一次性捕獲密集天區的光譜信息。這種高密度光纖定位技術將顯著提升觀測效率——當前DESI巡天在星系團區域的觀測覆蓋率僅10%-20%,而JUST有望將其提升至90%以上。與此同時,JUST將與WFST、CSST等望遠鏡形成互補:當后者發現具有科學價值的暫現源等候選天體時,JUST可立即提供高精度光譜觀測,構建從發現到精測的完整觀測鏈條。
技術層面,JUST望遠鏡采用4.4米拼接鏡面與雙焦點光學設計,支持巡天觀測與后隨觀測模式的快速切換。其配備的三大終端設備各具特色:多目標光纖光譜儀將專注于暗物質與暗能量研究,長縫光譜儀將追蹤宇宙的動態變化,高分辨光譜儀則致力于探測系外宜居行星。這種多功能設計使JUST成為一臺真正的"宇宙多面手",能夠同時應對多個前沿科學問題。
未來五年內,JUST計劃完成對上千萬星系的觀測任務,繪制出精細的宇宙三維地圖,并精確測量宇宙膨脹的歷史軌跡。憑借得天獨厚的觀測條件與先進的技術設計,JUST將開展中國自主的大規模星系光譜巡天,推動中國天文學從數據接收者向宇宙解讀者的角色轉變。在冷湖之巔,這座即將崛起的科學燈塔不僅代表著技術突破,更象征著人類對未知世界永不停息的探索精神——這條通往宇宙最深處的道路,正等待著更多懷揣星空夢想的人共同前行。










