在三架巨型望远镜的建造结束时，它们可以完全改变现代天体物理学
计算机生成的“ 巨型麦哲伦望远镜 ”的图像，这是三个“特大型望远镜”之一，预计将在未来10年内完成。 它们将足够大以考虑宇宙的第一个对象。从暗物质到宇宙大爆炸之后的宇宙形状，宇宙中最古老，最精心保存的秘密很快就会揭晓-毕竟，正在建造三台“超大型望远镜”，每一个望远镜的大小都将超过篮球场的大小。
科学家们希望，这些有望在未来十年内完成的望远镜将帮助他们观察早期的宇宙，从均匀，热和不透明的状态过渡到冷的，结构化的状态，在该状态下，物质开始集中在物体内部，并通过将其发送到太空旅行。
“我们所谈论的是宇宙诞生后的一亿到五亿年的间隔； 剑桥大学的天文学家格里·吉尔莫尔（Gerry Gilmore）说，最早的恒星，化学元素，黑洞和其他奇特的东西是在这个时候首次出现的。
巨大的望远镜在时间上回首物体发出的第一束光。 大爆炸之后不久，宇宙像球的表面一样膨胀，有些地方离我们如此之遥，以至于他们的第一道闪光只是现在才出现。 如果看这盏灯，您会发现宇宙中第一个物体的结构和化学成分，这是太空望远镜拍摄的模糊照片所暗示的。 哈勃望远镜比理论预测的要早得多。 吉尔莫尔说，不断完善的观测可以带来有关宇宙诞生和进化的新理论。
在智利阿塔卡马沙漠中的“欧洲极端大望远镜”的计算机生成的图像。 39.3米的E-ELT将是三架下一代望远镜中最大的。每台新望远镜的成本分别为9亿至16亿美元，
巨型麦哲伦望远镜 （GMT），
三十米望远镜 （TMT）和
欧洲超大型望远镜 （E-ELT）-分段镜的直径分别达到24.5 m，30 m和39.3 m分别将大大超过现代望远镜（现有最大望远镜的镜直径为10.4 m）。 根据望远镜和任务的不同，它们的力量将超过现代力量的5到200倍。
加州
卡内基学院天文台的天文学家，格林尼治标准时间（GMT）项目主任帕特里克·麦卡锡（Patrick McCarthy）解释说，世界各地的大学，政府机构和其他科学组织正在为他们选择的项目提供资金，以换取将来使用望远镜的可能性。 与这些项目无关的天文学家说，拥有一部分使用时间将极大地影响未来机构的声誉。 麦卡锡说：“如果没有这样的机会，您将不得不想出自己的办法来跟上竞争的步伐。”
三个项目继续寻求投资者，并逐渐接近建设的初期阶段。 燃气涡轮发动机的工程师在智利的一座山上平整了地面，完成了七个镜子中四个镜子的铸造。 TMT和E-ELT项目（分别在夏威夷和智利建造）制造测试镜。 这三个小组都开始开发工具。
相似的施工时间表也可能导致竞争，但是尽管每台望远镜都具有其独特的特性，但与谁先打开无关。 “我们周围还有很多发现的空间，因此，如果您迟到了三年，那并不意味着您就损失了十亿美元，”亚利桑那州图森
国家光学天文台负责人戴维·席尔瓦（David Silva）说。 它由国家科学基金会资助，该基金会正在与TMT讨论可能的合作。
由夏威夷的凯克天文台获得的HR8799行星系统的图像，其中有一颗恒星和四个距我们129光年的行星。望远镜将强大到足以亲眼目睹其他世界的混乱和迷恋。 亚利桑那大学天文学家罗杰·安吉尔（Roger Angel）说：“我们刚刚接触了系外行星研究领域的科学领域，随着这些望远镜的出现，它会猛烈绽放。”
望远镜将追踪与其他恒星绕轨道运行的行星的季节变化有关的光谱变化，从而跟踪与活跃大气有关的光谱变化。 他们甚至可以引出存在外星生命的化学迹象。 麦卡锡说：“我们期望外星生命的生化迹象相当普遍。” 然后，当好奇号漫游车寻找这样的迹象，钻进火星土壤时，“我们将对太阳系外行星做同样的事情，但是要使用光谱学来远程进行，”他解释说。
观察星系形成以及物质如何在太空中积累的能力将有助于揭示暗物质粒子的性质。暗物质粒子是一种看不见的物质，占宇宙所有物质的84％。
科学家计划观察宇宙最极端的地方-超大质量黑洞的边缘-计划以前所未有的精度检查广义相对论和量子力学定律。 吉尔莫尔说：“我们将寻找在黑洞吸收过程中恒星an灭产生的辐射。” “光子以固定的间隔或成组传播的方式将告诉我们黑洞周围的时空结构。” 以前，这种观察是不可能的，“因为您需要非常清楚地观察黑洞，并且要使其具有非常大的分辨率”。
现代望远镜拥有激光自适应光学器件，可消除由于大气造成的图像模糊未来的望远镜设计基于称为自适应光学的技术，该技术可以消除光在地球大气湍流中经历的畸变。 席尔瓦解释说：“您使用激光在天空中绘制人造星，然后将它们用作测量望远镜视线中湍流的基础。” 每秒数十次的湍流测量用于移动与望远镜中的柔性镜相连的数千个执行器，改变其形状并消除大气畸变。 自适应光学系统已经用于小型天文台，包括夏威夷的凯克10米望远镜。 席尔瓦说，将这种技术用于直径2-4倍的望远镜的任务“是实时计算的最前沿”。
如果这项技术能够正常运行，那么GMT，TMT和E-ELT可以区分光学和近红外光（这是宇宙中最常见的电磁辐射类型），就像它们进入了轨道一样。
詹姆斯·韦伯太空望远镜定于2018年进入轨道，执行为期五年，价值80亿美元的任务，它将补充这些天文台的工作，在中远红外地区具有更高的灵敏度。 但是太空望远镜通常更小，更昂贵，寿命更短。
席尔瓦说：“这些望远镜的生产性科学运行时间将达到50年，这不足为奇。”
在这段时间内，三架望远镜可以改变天文学，物理学和宇宙学领域。 除了计划的实验之外，科学家还希望看到一些无法预料的改变范例的惊喜-例如在上一代中，四米望远镜发现了一种称为暗能量的神秘物质在宇宙中占主导地位。 麦卡锡说，在推出新望远镜之后，“一段时间后，我们将仔细观察一下一片空旷的天空，看看以前没有人见过。”