天文学家可以问一些最基本的问题，从我们在宇宙中是否孤独，到构成宇宙大部分的神秘暗能量和暗物质的本质是什么。

　　现在，一大批来自世界各地的天文学家正在智利建造有史以来最大的光学望远镜——超大望远镜(ELT)。一旦2028年完工，它可能会提供改变我们对宇宙认识的答案。

　　ELT的主镜直径为39米，它将拥有迄今为止最大、最完美的反射表面。它的光收集能力将超过所有其他大型望远镜的总和，使它能够探测到比人眼所能看到的微弱数百万倍的物体。

　　我们需要这样的望远镜有几个原因。它令人难以置信的灵敏度将使它能够拍摄到最早形成的一些星系，这些星系的光经过130亿年才到达望远镜。对这些遥远天体的观测可以让我们改进对宇宙学以及暗物质和暗能量本质的理解。

　　ELT还可能为最基本的问题提供答案:我们在宇宙中是孤独的吗?ELT有望成为首个追踪类地系外行星的望远镜。类地系外行星是指围绕其他恒星运行，但质量、轨道和距离与地球相似的行星。

　　这些类地行星位于所谓的“适居带”，它们围绕恒星运行的距离正好，水既不会沸腾也不会结冰，为生命的存在提供了条件。

　　ELT的相机分辨率将是詹姆斯·韦伯太空望远镜的六倍，使其能够拍摄到迄今为止最清晰的系外行星图像。尽管这些照片很吸引人，但它们并不能说明事情的全部。

　　为了了解系外行星上是否可能存在生命，天文学家必须用光谱学来补充成像。当图像显示形状、大小和结构时，光谱告诉我们天体的速度、温度甚至化学成分。

　　ELT将包含不是一个，而是四个摄谱仪——将光分散成其组成颜色的仪器，很像平克·弗洛伊德的《月球的黑暗面》专辑封面上的标志性棱镜。

　　每台光谱仪都只有一辆小巴那么大，并且在环境控制下保持稳定，这些光谱仪支撑着ELT的所有关键科学案例。对于巨大的系外行星，Harmoni仪器将分析穿过它们大气层的光，寻找水、氧气、甲烷、二氧化碳和其他表明生命存在的气体的迹象。

　　要探测到更小的类地系外行星，就需要更专业的安第斯仪器。耗资约3500万欧元(3000万英镑)，安第斯将能够探测到光波长的微小变化。

　　从以前的卫星任务中，天文学家已经很好地了解了在天空中寻找系外行星的位置。事实上，使用“凌日法”已经发现了数千颗已确认或“候选”的系外行星。在这里，一个太空望远镜盯着一片包含数千颗恒星的天空，寻找轨道行星从其恒星前面经过时，它们强度的微小周期性下降。

　　但安第斯将使用一种不同的方法来寻找其他地球。当一颗系外行星绕着它的主恒星运行时，它的引力会拉住恒星，使其摆动。这个运动非常小;地球的轨道使太阳以每秒10厘米的速度振荡——这是一只乌龟的行走速度。

　　正如救护车的警笛声在靠近和远离我们的过程中忽高忽低一样，从一颗摇摆的恒星上观测到的光的波长在行星沿着其轨道运行时也会增加和减少。

　　值得注意的是，安第斯将能够探测到光线颜色的微小变化。星光，虽然基本上是连续的(“白色”)，从紫外线到红外线，包含波段，其中原子在恒星的外部区域吸收特定波长的光逃逸，在光谱中呈现黑色。

　　这些特征位置的微小变化——在安第斯传感器上大约是万分之一像素——可能在几个月或几年的时间里揭示出周期性的摆动。这可能最终帮助我们找到地球2.0。

　　在赫瑞瓦特大学，我们正在试验开发一种被称为频率梳的激光系统，它将使安第斯达到如此精确的精度。就像尺子上的毫米刻度一样，激光将通过提供由数千个有规则间隔的波长组成的光谱来校准安第斯光谱仪。

　　该尺度将在数十年内保持不变，从而减轻了因温度和压力等环境变化而产生的测量误差。

　　由于ELT的建设成本将达到14.5亿欧元，一些人将质疑该项目的价值。但天文学的意义跨越千年，超越文化和国界。只有把目光投向太阳系之外，我们才能获得超越此时此地的视角。