不经意的观察者可能会想象夜空是静止的:例如，当我们看猎户座或组成北斗七星的星星时，我们的视野与我们的祖父母，甚至他们的祖父母所看到的非常相似——除了不断恶化的光污染。但这种明显的缺乏变化是一种错觉。
当天文学家更仔细地观察天空时，无数的“瞬变”现象浮出水面。亮度变化的恒星，被称为变星，会变得更亮或更暗;超新星突然出现在视野中，然后逐渐消失;成千上万的物体因为太微弱而无法用肉眼看到，比如小行星，它们在天空中稳定地移动。现在，一架专门为追踪这些变化不定的天体而设计的新望远镜将为天文学家提供有史以来最清晰的宇宙动态过程的图像。与此同时，该望远镜有望对宇宙中看不见的元素，如暗物质和暗能量，产生新的见解。
位于智利北部山顶的维拉·c·鲁宾天文台即将完工，它的望远镜非常巨大，但也非常灵活。该望远镜的主镜直径为28英尺，配有一个320亿像素的摄像头，将夜以继日地扫过天空，每次曝光15秒后只需5秒钟就能重新定位。由于其广阔的视野——相当于40个满月的面积——以及快速移动的能力，该望远镜每三天扫描一次整个可见天空。在计划的10年运行过程中，它将拍摄该纬度上所有可见的东西约800次，标记任何在这段时间内突然出现、从视野中消失或改变位置的东西。
“它的一切都很大，”天文台的运营主管罗伯特·布鲁姆说。他解释说，望远镜的重量意味着它有很大的惯性，这意味着一旦它被移动，它就会很快固定到新的位置。“我们经常讨论在整个移动，固定和曝光过程中节省几分之一秒，”Blum说，他也是亚利桑那州国家科学基金会国家光学红外天文学研究实验室的天文学家。“因为在观测计划的每个元素中，每一秒的几分之一秒，在十年的时间里，实际上可以产生很大的不同。”
望远镜的核心是世界上最大的数码相机，大约有一辆紧凑型汽车那么大，重约6600磅。照相机和望远镜的光学系统将有足够的分辨率，可以看到15英里外高尔夫球大小的物体，或者相当于月球上白宫大小的物体。该摄像机由加州SLAC国家加速器实验室制造，今年春天由一架波音747货机运往智利，并于5月16日抵达天文台。主镜是在亚利桑那大学图森分校的镜子实验室建造的，并于2019年运往智利并安装在天文台。这个价值19亿美元的设施将于明年初开始运作。
记录图像只是第一步。每次拍摄一片特定的天空时，计算机算法就会自动将图像与之前拍摄的相同区域进行比较，标记出任何变化。
“每天晚上，我们都会看到大约1000万个物体在亮度或位置上发生变化，”西雅图华盛顿大学的天文学家马里奥·尤里奇说。“从这一千万人中，你要选择一小撮可能值得跟进的人。”尤里奇解释说，这个过程将是高度自动化的，因为摄像头每年将记录超过600万千兆字节的数据。研究人员仍在开发最终将用于筛选海量数据的算法。“当它(天文台)在2025年启动时，找出找到最有趣的物体的最佳算法将是一场淘金热，”juriki说。“所以那会非常有趣。”
鲁宾天文台预计将发现数百万颗以前不为人知的小行星——这些小的岩石天体已经围绕太阳运行了数十亿年，但由于它们只反射少量的阳光而没有被探测到。尤里奇说，天文台将发现大约500万个这样的物体，从大理石大小到几百英里宽。
特别令人感兴趣的是像奥陌陌这样的物体，这是一颗雪茄形状的星际物体，于2017年快速穿过我们的太阳系。如果这样的物体被探测到，警报将在数小时内发送给天文团体，这样其他望远镜就可以放大这个物体，juriki说。“由于鲁宾将能够早期探测到这些物体，我们将有几个月，而不是几天或几周的时间来研究它。”如果有足够的提前时间，欧洲航天局(European space Agency)提议的彗星拦截器(Comet Interceptor)等太空任务可以与该物体会合，并对其进行更详细的研究。
追踪小行星对行星防御也至关重要。今天，天文学家只知道大约40%的潜在危险小行星——近距离飞行的物体，如果它们撞击地球，大到足以造成整个大陆的破坏，juriki说。有了鲁宾，天文学家应该能够探测到80%的此类天体。他说:“这是一个我们所有人都希望自己不会发现的发现。”“但我们的想法是，如果有这样一个物体，我们希望在40或50年后找到它，因为这给了我们足够的时间来弄清楚我们如何改变它的方向。”
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在更远的地方，鲁宾将拍摄数百万个星系，标记出那些被称为超新星的爆炸恒星。超新星对天文学家来说非常有用，他们可以利用爆炸恒星的物理特性计算出与宿主星系的距离。这反过来又使研究人员能够创建宇宙的3D地图。研究星系的这种分布可以为暗物质的丰度和分布提供线索。暗物质是一种将星系和星系团聚集在一起的未知物质，它与引力一起塑造了宇宙的演化。
这种3D地图还允许科学家研究暗能量的影响，暗能量是一种神秘的力量，似乎不仅导致宇宙膨胀，而且导致宇宙加速。rensame Hlo?ek是多伦多大学的天文学家，也是暗能量科学合作小组的发言人，该小组将利用鲁宾的数据来研究这种神秘的力量。他说，精确地绘制星系的分布图将有助于确定暗能量的特征。“鲁宾将允许我们测试不同的暗能量模型，”Hlo?ek说。“它会随着时间而改变吗?”它在空间中变化吗?有了鲁宾的数据，我们可以把这些想法付诸实践，这真的很令人兴奋。”
这个天文台最初被称为大型综合巡天望远镜(Large synotic Survey Telescope)，但为了纪念美国天文学家维拉·c·鲁宾(Vera C. Rubin)，它在2019年被重新命名。鲁宾在20世纪60年代和70年代率先测量了银河系的自转速度，为暗物质的存在提供了最有力的证据。以鲁宾的名字命名天文台的决定“是对她在该领域的贡献的真正认可，有些人会说，这在历史上被低估了，”Hlo?ek说。
