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最大“天眼”中國造 可遙望百億光年以外太空

發布時間:2016-01-11  人氣:830
近日,我國建設的世界最大單口徑球面射電望遠鏡的重要設備——反射面單元面板第一批1000個單元“就位”,開始在貴州省黔南進行現場拼裝。
 
這只被譽為中國“天眼”的超級望遠鏡單口徑500米,接收面積相當于近30個足球場。中國“天眼”為何選址黔南?長啥樣?有哪些“本領”?它能找到“外星人”么?讓我們一起走近這一超級射電望遠鏡(英文簡稱:FAST)。
 
世界最大“天眼”中國造
 
射電望遠鏡,可不是肉眼觀測的普通望遠鏡,它是當今世界上最頂尖級的太空望遠鏡。
 
射電,是比紅外線頻率更低的電磁波段。射電望遠鏡,跟收衛星信號的天線鍋類似,通過鍋的反射聚焦,把幾平方米到幾千平方米的信號聚攏到一點上。
 
“宇宙空間混雜各種輻射,遙遠的信號像雷聲中的蟬鳴,沒有超級靈敏的‘耳朵’,根本就分辨不出來?!敝袊茖W院國家天文臺FAST工程首席科學家、總工程師南仁東說。
 
半個多世紀以來,所有射電望遠鏡收集的能量尚翻不動一頁紙。
 
要想獲得更遠、更微弱的射電,“閱讀”到宇宙深處的信息,就需要更大口徑的射電望遠鏡。簡言之,就是“鍋”越大,星際穿越的距離就越遠。
 
專家們指出,與德國波恩100米望遠鏡相比,FAST靈敏度提高約10倍。這意味著,遠在百億光年外的射電信號,FAST也有可能“捕捉”到。
 
中國“天眼”“眼窩”很深
 
打開衛星地圖,貴州平塘縣的地貌好似布滿褶皺的大象皮膚。再提高分辨率,就能看到大大小小的“漏斗”——“天坑”群。其中有一個就是科學家尋覓十載為這個最大望遠鏡找的“家”。
 
天文學家在思考:如何利用天然的洼地作為支架,建造巨型射電望遠鏡。
 
1993年,包括中國在內的10國天文學家提出建造新一代射電“大望遠鏡”的倡議,旨在回溯原初宇宙,解答天文學中的眾多難題。1995年底,射電“大望遠鏡”中國推進委員會,提出了利用貴州喀斯特洼地建造球反射面的“喀斯特工程”概念。
 
此后,科學家們在當地居民的幫助下,跋山涉水勘察選址。經過反復篩選,最終在平塘縣克度鎮找到了“大窩凼”——最適合碩大“天眼”的深深的“眼窩”。
 
來到“大窩凼”,你會發現總面積達25萬平方米的反射面看起來像一口超級“大鍋”。
 
FAST項目饋源支撐系統總工程師孫才紅說,反射面單元面板將固定在上萬根鋼索上,安裝完成后整個反射面其實是懸在半空中的,有螺旋狀公路一直通達“凼”底,供車輛和人員維護設備時通行。反射面與地面之間的空隙今后還會恢復植被,保護環境。
 
這口500米口徑的大“鍋”,是口名副其實的“變形金鍋”。
 
“‘變形金鍋’會動。FAST的索網結構可以隨著天體的移動自動變化,帶動索網上活動的4450個反射面板產生變化,足以觀測到任意方向的天體,同時,饋源艙也隨索網一同運動,采集反饋信息?!泵姘鍐卧夹g總師、中國電科研究員級高級工程師鄭元鵬說。FAST能夠把近30個足球場這么大的接收面積里收集的信號,聚集在藥片大小的空間里。
 
天眼能否看到“外星人”
 
中國天文學會理事長、中國科學院院士武向平表示,在天文觀測方面,中國長期以來在世界上沒有占據很前沿的位置。如果沒有觀測數據積累,總是用別人“二手的東西”,即使做了研究,也很難出彩。FAST建成后將彌補我國在觀測領域的不足。
 
FAST那么靈敏,它能接收到遙遠的世界里發過來的極其微弱的“外星人”的信號,甚至找到“外星人”么?
 
“FAST能從宇宙的今天看到很遠的地方去,有助揭開宇宙起源之謎,甚至是‘地外文明’?!蔽湎蚱秸f。
 
天文專家趙之珩認為,射電波段的觀測,推動了人類對宇宙的理解,如20世紀60年代四大發現:宇宙微波背景輻射、類星體、脈沖星和星際有機分子?,F代天文學上的“兩暗一黑”(即暗物質、暗能量、黑洞)還存在著許多的謎團。FAST接受和放大它們發來的微弱信號,有助于揭開這些謎團。
 
中國天文學會會員、天津市天文學會理事史志成表示,FAST是我國具有自主知識產權的科學設備,對國際同類設備將保持20年以上領先水平。它將探測宇宙中遙遠的信號、物質,例如電磁波、微波、激光、宇宙中的各種氣體、有機物、星際物質、恒星等的輻射信息。它將對脈沖星、類星體等各種暗弱輻射源進行更精密觀測,對它們的物質結構、產生機制進行深入探索,有望對認識宇宙起源與演化過程作出貢獻。
 
“宇宙中的生命體或高智商‘外星人’若存在,他們的產生、遺留之信息,若存在于浩瀚天宇中,也有可能被FAST探測并接收到?!笔分境烧f。
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