文档介绍：中国加入TMT国际合作计划科学目标(中文)(./)详细英文版参见:./(TMT)计划是由美国加州理工学院(Caltech)、加州大学系统(UC)和加拿大大学天文研究联盟联合发起的国际合作项目,该项目计划于夏威夷莫纳克亚峰建造一个世界领先的30米巨型光学-红外观测设备。目前,日本也已经参与进来,步入成为TMT合作伙伴的第二阶段。加州理工学院和加州大学有着丰富的大型望远镜建造经验,曾成功地在预定时间表内和资金预算内建造了十米凯克(Keck)望远镜。在建造凯克过程中所积累的丰富经验和技术,将在很大程度上为近10亿美元的TMT计划节约造价,降低风险。TMT的大孔径(高集光能力)、先进的终端仪器装备和自适应光学系统、以及卓越的台址将掀起天文学众多领域的革命。使用TMT,我们将可以直接观测系外行星的大气层,洞察暗物质暗能量的本质,将星系、恒星、黑洞和行星的诞生与演化过程更清楚地揭示出来。在过去十年里中国天文学家取得了相当可观的进步。即将投入使用的LAMOST望远镜,以其科学潜力吸引了国际国内天文学家的广泛关注。正在建造和正在筹划中的巨型地基和空间装置为中国天文学家做出具有世界竞争力的科学成果提供了空前的机会。数个优秀的研究中心已经建成为人才交流和科学创新的台。这些进步为中国下一代天文学家在可预见的将来进入世界科学舞台的前沿铺平了道路。中国天体物理发展战略专家委员会在经过仔细的论证后,推荐加入TMT项目作为中国天文未来发展的最优选择。加入TMT将把中国带入未来数十年天文发展的前沿,通过国际合作,将有益于中国在科学、管理、技术、工业等各方面获得跨越性进步。TMT还将配合中国其它大天文装置(如LAMOST、FAST等),从而充分发挥它们的科学潜力。本文件在广泛征集中国天体物理界专家、学者意见基础之上,列出了中国加入TMT的主要科学目标和具有代表性的观测计划,确定了未来十年中我们需要加强的科学领域,为2018年TMT进入科学观测阶段作好准备。背景介绍天文学是一门古老的学科,自从人类诞生以来,好奇心就推动着天文学的发展:宇宙是如何诞生的?地球人类是否宇宙中唯一的智慧生物?现在,随着下一代巨型望远镜(比如TMT)的建造,天文学家终于有可能来回答这些问题。加入TMT计划将把中国带入未来数十年天文发展的前沿,通过国际合作,将有益于中国在科学、管理、技术、工业等各方面获得跨越性进步。TMT的合作伙伴资格将在未来两年内确定,这将是一个中国不容错过的机会。中国天文具有丰富而值得骄傲的历史。中华文明保存了世界上最完好的彗星、太阳黑子以及超新星爆发记录。比如,宋朝的文献(公元1054年)提供了蟹状星云超新星爆发最好最准确的时间。400年前伽利略发明了第一台现代望远镜,开启了天文观测的新纪元;而正是在这过去的几百年间,中国天文逐渐落后于西方世界。从哥白尼的“日心说”开始,天文学总是处在科学革命的最前沿。随着覆盖了从射电到伽马射线的所有波段的大型望远镜的发展,现代天文学家向我们揭示了一个丰富的宇宙,揭示了宇宙从最小到最大各个尺度上的统一性。在这点上,天文学家为我们理解自然的基本原理做出了很大贡献。近年来的天文巡天表明我们的宇宙大部分被暗物质与暗能量所主宰。这两者的本质成为了天文与物理研究的一个最基本的问题。目前已发现的400多个系外行星系统预示着我们的太阳系也许仅仅是个例外而非行星形成的标准模式。得助于TMT这一利器,我们将有可能探求我们地球人类是否为宇宙中唯一的智慧生物。在过去十年里中国天文学家取得了相当可观的进步。即将投入使用的LAMOST望远镜,以其科学潜力吸引了国际国内天文学家的广泛关注。正在建造和正在筹划中的巨型地基和空间装置为中国天文学家做出具有世界竞争力的科学成果提供了空前的机会。数个优秀的研究中心已经建成为人才交流和科学创新的台。这些进步为中国下一代天文学家在可预见的将来进入世界科学舞台的前沿铺平了道路。2000年公布的美国天文和天体物理十年规划(TheUSAstronomyandAstrophysicsDecadalSurvey)将30米巨型拼接镜面望远镜列为最优先发展的项目,计划通过公共与私人分别筹款50%的方式来共同运作完成项目。三十米望远镜的集光能力是目前8-10米级望远镜的十倍,将在天文研究领域取得史无前例的进展。十年规划公布后,三个主流的三十米级望远镜国际合作项目受到广泛关注:即美国的巨型麦哲伦望远镜(GMT)、三十米望远镜(TMT),以及欧洲42米极大望远镜(E-ELT)项目。目前在三个项目中,TMT在技术设计、资金落实等各方面都更为成熟。TMT的合作单位包括美国加州理工学院(Caltech)、加