世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡

　　世界最大射電望遠(yuǎn)鏡終成形 將洞察宇宙深處秘密就像一只龐大而靈敏的耳朵，將傾聽來自遙遠(yuǎn)星塵最微弱的“呢喃”，洞察隱藏在宇宙深處的秘密。

　　世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡

　　中國最大天文工程

　　這個在貧困邊遠(yuǎn)山區(qū)建設(shè)的中國有史以來最大天文工程，總投資近12億，2011年3月動工，面板鋪設(shè)完成后各個系統(tǒng)還將調(diào)試，預(yù)計2016年9月竣工。

　　與一般的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不一樣，F(xiàn)AST鏡面由4450塊、186種大小不同的三角形反射板組成，每一塊可以不斷變形，追蹤移動的天體，形成拋物面匯聚電磁波，就像一口大鍋中又套著個可以移動的大碗。

　　據(jù)介紹，建成后的兩三年屬于FAST的整體聯(lián)調(diào)和早期科學(xué)階段，之后望遠(yuǎn)鏡將對全世界科學(xué)家開放?？茖W(xué)家甚至可在北京等地遠(yuǎn)程遙控觀測。

　　科學(xué)家說，這座射電望遠(yuǎn)鏡在未來10至20年將保持世界一流地位。與號稱“地面最大機(jī)器”的德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST靈敏度將提高約10倍;與被評為人類20世紀(jì)10大工程之首的美國Arecibo300米望遠(yuǎn)鏡相比，其綜合性能提高約10倍。

　　千百年來人類只通過可見光波段觀測宇宙，實(shí)際天體的輻射覆蓋了整個電磁波段。射電望遠(yuǎn)鏡是在無線電波段觀測天體。由于無線電波可穿透宇宙中大量存在而光波無法通過的星際塵埃，因而射電望遠(yuǎn)鏡可以觀測更遙遠(yuǎn)的未知宇宙。射電望遠(yuǎn)鏡幾乎可全天候、不間斷工作。射電天文學(xué)已成為諾貝爾獎的搖籃。

　　然而，來自宇宙天體的無線電信號極其微弱，自70多年前射電天文學(xué)誕生以來，所有射電望遠(yuǎn)鏡收集的能量僅與冬天飄落的一片雪花的動能相當(dāng)。閱讀宇宙邊緣的信息需要大口徑望遠(yuǎn)鏡。

　　中國科學(xué)家1994年最初提出這個計劃。參與這項(xiàng)工程20多年的中科院國家天文臺射電天文技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任彭勃說：“FAST望遠(yuǎn)鏡集聚了很多人的智慧，幾十位博士后和博士生在這個項(xiàng)目上開題，來自不同專業(yè)的數(shù)百名科技人員參與望遠(yuǎn)鏡的預(yù)研究和設(shè)備研制，建設(shè)工人有數(shù)千人。”

　　FAST反射面單元吊裝負(fù)責(zé)人宋立強(qiáng)常年在工地被曬得皮膚黝黑。他說：“‘工欲善其事，必先利其器’，中國天文學(xué)家要想躍居世界天文前沿，就要有好的觀測設(shè)備，要有天文利器。我們技術(shù)人員按照科學(xué)目標(biāo)做成這個望遠(yuǎn)鏡，供天文學(xué)家使用，希望他們能夠利用這一天文重器早點(diǎn)做出比其他國家更好的科研成果，那樣我們也會為之驕傲。”

　　國家天文臺宇宙暗物質(zhì)與暗能量研究團(tuán)組首席科學(xué)家陳學(xué)雷說：“國家投資建設(shè)了這么大的望遠(yuǎn)鏡，作為科學(xué)家，我們一定要用好它，做出新的發(fā)現(xiàn)。FAST比目前世界上所有的射電望遠(yuǎn)鏡都更大、更靈敏，肯定會取得一些國外沒有的發(fā)現(xiàn)。”

　　通向宇宙的小世界

　　十多年前，尋找望遠(yuǎn)鏡臺址的科學(xué)家們跟在揮動鐮刀砍斷樹枝雜草的平塘縣副縣長身后，在崎嶇的山路上跋涉。當(dāng)他們爬上“大窩凼”的埡口，映入眼簾的是：青山環(huán)抱著一片圓圓的洼地，灰瓦木屋點(diǎn)綴在農(nóng)田之間。這里有個好聽的名字：綠水村。

　　12戶人家65口人居住在連電都不通的封閉小世界里，在寂靜晴朗的夜晚，有時也抬頭望望散布穹頂?shù)男浅健?/p>

　　臺址系統(tǒng)總工程師朱博勤回憶說，有外國專家參與了考察。附近的老百姓聽說后趕了半天路來圍觀，滿山遍野站滿了人。“他們渴望了解外面的世界，就像我們渴望了解宇宙。”

　　科學(xué)家說要在這建一座射電望遠(yuǎn)鏡，村民們不懂。當(dāng)科學(xué)家說可以用射電望遠(yuǎn)鏡找外星人，大家就明白了，他們高興的是全世界都會知道他們的家。

　　村民請科學(xué)家們到家里喝茶吸煙。外國專家學(xué)會了用中文說“喝茶”、“不抽”。

　　堂屋中的火盆上架著燒水壺，壺里用雨水煮著茶葉和雞蛋。“他們窮得要節(jié)省柴火，卻把最好的東西拿出來，把我們當(dāng)貴賓款待。”彭勃說。

　　科學(xué)家認(rèn)為貴州喀斯特地貌的天然洼地正適合建造形如大鍋的FAST，可以大大減少工程成本。他們從約400個備選洼地中選定“大窩凼”作為傾聽宇宙的地方，因?yàn)樗淮蟛恍?，深度合適，形狀很圓，適于施工建設(shè)。這附近5公里半徑內(nèi)沒有一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，25公里半徑內(nèi)只有一個縣城，無線電干擾較少。

　　為了人類最大的望遠(yuǎn)鏡，“大窩凼”的居民搬遷到鎮(zhèn)里居住，其他洼地中的村民們說：“外星人讓他們搬離了這個地方。”

　　聆聽宇宙深處“呢喃”

　　科學(xué)家將用這只“大耳朵”發(fā)現(xiàn)宇宙中神秘怪異的天體，并滿足人類最本質(zhì)的好奇心：宇宙怎么誕生?為什么會有星星?為什么會有我們?我們在宇宙中是孤獨(dú)的嗎?

　　奇異的脈沖星強(qiáng)烈地吸引著科學(xué)家們。國家天文臺射電部首席科學(xué)家李菂說：“目前人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)2000多顆脈沖星，我們期待找到新種類的脈沖星。”

　　“脈沖星就像天體物理實(shí)驗(yàn)室，很多最極端的現(xiàn)象就發(fā)生在那里。另外，引力波會使脈沖到達(dá)時間發(fā)生變化。如果我們能觀測到全天的脈沖星或者某一方向上的多個脈沖星周期發(fā)生變化，就能探測到引力波。”陳學(xué)雷說。

　　中科院院士武向平說，中國隨著FAST的建成并加入國際引力波探測行列，將會把脈沖星計時引力波探測的靈敏度提高2至3倍，提高低頻引力波的探測幾率。他預(yù)測在這一領(lǐng)域未來幾年將會有重大突破。

　　此外，科學(xué)家還準(zhǔn)備用FAST搜尋識別可能的星際通訊信號。

　　國際著名搜索外星人的SETI計劃首席科學(xué)家丹·沃西默最近訪問國家天文臺，表示希望能與FAST望遠(yuǎn)鏡合作，一起尋找外星人。他說，通過在望遠(yuǎn)鏡上加裝設(shè)備，可以在其他科學(xué)觀測的同時搜索外星文明信號。

　　李菂說：“對于國際合作尋找外星人，我們很感興趣。但具體以什么形式來合作，現(xiàn)在還不確定，值得繼續(xù)研究。”

　　“FAST找外星人信號的優(yōu)勢，就是更靈敏。與SETI現(xiàn)有的幾臺望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST能看到微弱10倍的信號，也就是說探測能力提高了10倍。”李菂說。

　　他說，美國提供設(shè)備，能幫助中國提高FAST望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)能力，“通過合作，無論是找外星人還是做其他科學(xué)研究，都能讓我們站在巨人的肩膀上。”

　　雖然科學(xué)家尋找外星人多年未有成果，但在這一過程中，推動了射電天文以及其他技術(shù)的發(fā)展。

　　“探索未知世界會激發(fā)人類的創(chuàng)造力，去做人類以前做不到的事情，找到原來根本想象不到的解決問題的辦法，這其中會產(chǎn)生巨大價值。”李菂說。