探秘世界最大单口径射电望远镜FAST

(报道)据新华网贵阳7月23日电(余晓洁、齐健、周润?。海玻橙眨夜ㄉ璧氖澜缱畲蟮タ诰肚蛎嫔涞缤毒档闹匾璞浮瓷涿娴ピ姘宓谝慌保埃埃案龅ピ熬臀弧保荚诠笾菔∏辖邢殖∑醋?。
这只被誉为中国“天眼”的超级望远镜单口径500米,接收面积相当于近30个足球场 。中国“天眼”为何选址黔南?长啥样?有哪些“本领”?它能找到“外星人”么?让我们一起走近这一超级射电望远镜(英文简称:FAST) 。
遥望百亿光年星际
射电望远镜,可不是肉眼观测的普通望远镜,它是当今世界上最顶尖级的太空望远镜 。
射电,是比红外线频率更低的电磁波段 。射电望远镜,跟收卫星信号的天线锅类似,通过锅的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上 。
“宇宙空间混杂各种辐射,遥远的信号像雷声中的蝉鸣,没有超级灵敏的‘耳朵’,根本就分辨不出来 。”中国科学院国家天文台FAST工程首席科学家、总工程师南仁东说 。
半个多世纪以来 , 所有射电望远镜收集的能量尚翻不动一页纸 。
要想获得更远、更微弱的射电,“阅读”到宇宙深处的信息 , 就需要更大口径的射电望远镜 。简言之,就是“锅”越大,星际穿越的距离就越远 。
专家们指出,与德国波恩100米望远镜相比,FAST灵敏度提高约10倍 。这意味着 , 远在百亿光年外的射电信号 , FAST也有可能“捕捉”到 。
中国“天眼”“眼窝”深
打开卫星地图 , 贵州平塘县的地貌好似布满褶皱的大象皮肤 。再提高分辨率,就能看到大大小小的“漏斗”——“天坑”群 。其中有一个就是科学家寻觅十载为这个最大望远镜找的“家” 。
天文学家在思考:如何利用天然的洼地作为支架,建造巨型射电望远镜 。
1993年,包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”的倡议,旨在回溯原初宇宙,解答天文学中的众多难题 。1995年底,射电“大望远镜”中国推进委员会,提出了利用贵州喀斯特洼地建造球反射面的“喀斯特工程”概念 。
此后,科学家们在当地居民的帮助下,跋山涉水勘察选址 。经过反复筛?。钪赵谄教料乜硕日蛘业搅恕按笪眼省薄钍屎纤洞蟆疤煅邸钡纳钌畹摹把畚选?。
被“天眼”吸引,新华社采访人员深入黔南“探营”FAST工程进展 。
FAST项目馈源支撑系统总工程师孙才红告诉采访人员,选址“大窝凼”有三方面原因,一是地貌最接近FAST的造型,工程开挖量最?。欢钦饫锏目λ固氐刂士梢员U嫌晁虻叵律?,不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜;三是射电望远镜需要一处“静土”,“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇 , 无线电环境理想 。
“FAST周围三座山峰呈三足鼎立之势,每座距离都在500米左右,中间的洼地犹如一个天然的锅架,刚好稳稳地盛下FAST这口‘大锅’ 。”孙才红说 。
“变形金锅”随天动
来到“大窝凼”,你会发现总面积达25万平方米的反射面看起来像一口超级“大锅” 。总长度超过1.5千米的钢圈梁,将上万根钢索牢牢固定住 。若想一览FAST工程全貌,必须爬上附近的山顶 。而那里正在建设的观景台,正是今后游客观赏FAST的地方 。
孙才红说 , 反射面单元面板将固定在上万根钢索上,安装完成后整个反射面其实是悬在半空中的 , 有螺旋状公路一直通达“凼”底,供车辆和人员维护设备时通行 。反射面与地面之间的空隙今后还会恢复植被,保护环境 。
【探秘世界最大单口径射电望远镜FAST】这口500米口径的大“锅”,是口名副其实的“变形金锅” 。
“‘变形金锅’会动 。FAST的索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化,足以观测到任意方向的天体,同时,馈源舱也随索网一同运动,采集反馈信息 。”面板单元技术总师、中国电科研究员级高级工程师郑元鹏说 。
FAST能够把近30个足球场这么大的接收面积里收集的信号 , 聚集在药片大小的空间里 。
能否看到“外星人”?
FAST工程进展牵动着天文学家和天文学爱好者的“神经” 。
中国天文学会理事长、中国科学院院士武向平表示 , 在天文观测方面,中国长期以来在世界上没有占据很前沿的位置 。如果没有观测数据积累,总是用别人“二手的东西”,即使做了研究 , 也很难出彩 。FAST建成后将弥补我国在观测领域的不足 。
武向平认为,FAST非常适合脉冲星的观测,可以检验广义相对论 。此外,它对高能物理、极端物理、相对论的检验也都非常有意义 。
在天文专家赵之珩看来,FAST建成后能够接收到从宇宙深处发来的无线电波,会有一系列新的发现 , 从而将我国在天文研究水平向世界先进行列迈出一大步 。
FAST那么灵敏,它能接收到遥远的世界里发过来的极其微弱的“外星人”的信号 , 甚至找到“外星人”么?
“FAST能从宇宙的今天看到很远的地方去,有助揭开宇宙起源之谜,甚至是‘地外文明’ 。”武向平说 。
赵之珩认为 , 射电波段的观测 , 推动了地球人对宇宙的理解,如20世纪60年代四大发现:宇宙微波背景辐射、类星体、脉冲星和星际有机分子 。现代天文学上的“两暗一黑”(即暗物质、暗能量、黑洞)还存在着许多的谜团 。FAST接受和放大它们发来的微弱信号,有助于揭开这些谜团 。
中国天文学会会员、天津市天文学会理事史志成表示,FAST是我国具有自主知识产权的科学设备,对国际同类设备将保持20年以上领先水平 。它将探测宇宙中遥远的信号、物质 , 例如电磁波、微波、激光、宇宙中的各种气体、有机物、星际物质、恒星等的辐射信息 。它将对脉冲星、类星体等各种暗弱辐射源进行更精密观测,对它们的物质结构、产生机制进行深入探索,有望对认识宇宙起源与演化过程作出贡献 。
“宇宙中的生命体或高智商‘外星人’若存在,他们的产生、遗留之信息,若存在于浩瀚天宇中 , 也有可能被FAST探测并接收到 。”史志成说 。