世界最大相機出現!3噸重32億像素、每天將拍20TB照片
很多人可能不知道,相機拍攝的照片精致與否不是完全由像素決定的,實際上傳感器的尺寸更加重要,因為更大的傳感器意味著能夠捕獲更多的光,而拍照的本質就是光線捕捉。
所以,即便現在手機拍照很流行,但它永遠無法取代相機,因為手機物理上無法把傳感器做得更大,而相機有機會將傳感器做得更大。
那么,現在世界上最大的相機有多大呢?
最近,世界最大的數碼相機誕生了,它足足有3噸重,高達32億像素,由兩個鏡頭組成,第一個鏡頭直徑達到1.57米——被認為是迄今為止制造的最大的高性能光學鏡頭,第二個鏡頭的直徑是90厘米,它被用于容納相機的焦平面。
焦平面是相機成像的核心,這個所謂最大相機的焦平面由201個CCD 傳感器組成(執行普通數碼相機傳感器的功能),每個都是訂制的。
雖然,它拍攝的照片單個像素只有10微米寬,但它的照片依然非常巨大,需要將 378 臺 4K 超高清電視排成一個網格才能正確顯示。
如此巨大的照片不意味著相機在細節方面會表現不佳,實際上,它可以分辨出大約25公里(15 英里)外的高爾夫球。
那么,現在你可能想知道,這樣的相機到底有什么用呢?

薇拉·魯賓天文臺,圖源:Rubin Obs/NSF/AURA
最大相機的用途
這個相機其實是太空探測的工具,它是位于智利帕瓊山山頂薇拉·魯賓天文臺一個被稱為時空遺產調查(LSST)項目的特制相機。
這個項目預計將為期10年,持續對南半球的整個天空進行數千次監測,這樣艱巨的任務自然需要一個特殊的相機,所以就有了這個相機,它被稱為LSST相機。
LSST相機并不是智利自行研發的,它是由美國SLAC國家加速器實驗室研發制作的。
不過值得一提的是,LSST其實由來已久,但是因為各種原因,相機部分一直沒有完工,直到最近幾天,SLAC國家加速器實驗室才正式對外宣布這個相機完工了。
LSST相機接下去會被運往秘魯薇拉·魯賓天文臺,之后工程師們會把它安裝在天文臺8.4米寬的西蒙尼巡天望遠鏡上。
其實,這個西蒙尼巡天望遠鏡也是極其先進的儀器,它能夠在20秒內旋轉180度,因此獲得一個地球上最快的大型望遠鏡稱號。
一旦相機安裝完成,它的傳感器就會被冷卻至-100 攝氏度,然后便會開始對著天空拍照,每張照片大約曝光15秒,它一晚上將拍攝 20TB的圖像數據。
每張圖片差不多覆蓋比滿月面積寬七倍的天空,這意味著它大約每隔3天就將拍攝南部天空的一半圖像,而大約每周完成一次該天空區域的完整圖像。
所有這些照片將為科學家創建一個前所未有的宇宙目錄和地圖——這是這個項目的主要目的之一,因為這些照片將第一次讓科學家分辨出宇宙中比地球總人口多得多的星系(像銀河系一樣擁有很多恒星的結構)。
而這個項目的另外一個重要目的就是科學家希望它能夠幫助自己解開暗能量的謎團,以及幫助科學家尋找暗物質。
暗物質和暗能量是科學家對一種或者多種我們不完全理解現象的稱呼,確實有大量的證據表明它們存在,只是我們現在無法研究它們。
而且科學家堅信宇宙中的暗物質比我們能感受到的普通物質還要多,它能夠占到宇宙所有物質的 85%;暗能量也一樣更為豐富,占宇宙物質能量含量的 70%,并且它可能就是讓宇宙加速膨脹原因。
看到這里,你可能會好奇,為什么要用這種數碼相機,用天文望遠鏡難道做不到嗎?

哈勃太空望遠鏡捕捉到的透鏡現象,圖源: ESA/Hubble
為什么這個項目沒有選擇用天文望遠鏡?
強大的天文望遠鏡得到的圖像通常可以呈現獨特的“外觀”,使圖像內容易于區分,比如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡圖像中的明亮物體呈現出獨特的“衍射尖峰”,使這些圖像的起源因此變得顯而易見。
在觀測細節上,天文望遠鏡確實會比LSST相機好太多,它們可以清晰地看到單個星系和天體,但LSST相機的優勢則是能夠拍攝更多的天空區域,以顯示更多恒星和星系。
LSST是為期10年的項目,相機將一遍又一遍地掃視天空,這將使科學家能夠精確監測該地區在十年內發生的任何變化。
科學家可以通過對比前后照片觀測到比如超新星等瞬態事件的變化——變亮和褪色,觀察到由經過的物質(包括暗物質)的引力引起的來自遙遠光源的光曲率,以及跟蹤空間結構的膨脹,從而有機會解開暗能量的謎團。
另一方面,創建宇宙目錄和地圖最重要的也是找到更多的星系,恒星,以及行星,而這種情況數碼相機肯定比天文望遠鏡好用。
最后
你可能還會好奇,它到底什么時候開始正式拍攝?
其實,你會發現,歐美國家的這類項目效率都非常低,這個項目最近一次對外表示是2023年就會開始拍攝,但是延期了,而項目最早應該是開始于2014年,總之就是一拖再拖。
至于這次具體什么時候會開始拍攝,以及最先拍攝什么,相關人員在接受媒體的時候表示目前還沒有選擇目標,不過他們表示將在2025年春季公布第一批照片。
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