FAST,中国和外星人沟通的先进装备?

来源:人民网 发布于2016-07-04 10:59:26 评论(0)


2015年,“地球大表哥”——开普勒452b行星的发现,让“开普勒”太空望远镜坚守23年而诞生的故事为公众所知。其实,相比较“开普勒”诞生艰难,中国的FAST出世之艰辛丝毫不减。


FAST被外媒冠以《美国惊呼!中国突然公布与外星人沟通的先进装备》的用途。而国内官方更愿意用“天眼”形容它。这个口径达到500米、“塞满”整个山谷的望远镜是世界上最大单口径射电望远镜。


FAST为寻找外星人而生?


事实上,寻找外星人只是其中一个目标。


FAST具有极其重大的科学意义。根据记者从中科院了解到,望远镜的灵敏度与其口径的平方成正比,而其可探测范围,则与口径的三次方成正比。因此,FAST这一世界上最大单口径射电望远镜的观测能力令人产生无限遐想。


比如,FAST大幅度增加了可观测的天体数目,可为科学家提供更多更好的观测统计样本,更可靠地检验现代物理学、天文学的理论和模型。同时,它还将搜寻到更多的奇异天体,其中也蕴涵着大量新发现的机会。


再比如,从宇宙初始混浊、暗物质暗能量与大尺度结构,星系与银河系的演化,恒星类天体,到太阳系行星与邻近空间事件等的观测研究,它都具有非此莫属的竞争力。


俗话说,能力越大,责任越大。FAST这个大块头似乎已经不再局限于天文界,而是更广泛地面对人类与自然。它可以巡视宇宙中的中性氢,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化;观测脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律;主导国际低频甚长基线干涉测量网,获得天体超精细结构;探测星际分子;搜索可能的星际通讯信号。


实际上,脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子等重要天文发现都与射电望远镜有关。诺贝尔奖历史上明确基于天文观测的10项获奖成果中有6项都出自射电望远镜,射电天文学已成为诺贝尔奖的摇篮。


“它潜在的科学产出也许我们今天还难以预测。”中国科学院国家天文台射电部首席科学家李菂对FAST寄予厚望。他说:“我们一定要尽快取得创新性成果,尽快挖掘获得诺贝尔奖级发现的潜力。”


历经20载 FAST诞生多艰难


早在1993年国际无线电联大会上,包括中国在内的10国天文学家就提出了建造新一代射电“大望远镜”的倡议,渴望在电波环境彻底毁坏前,回溯原初宇宙,解答天文学中的众多难题。


两年后,以北京天文台(现国家天文台)为主,联合国内20余所大学和研究所成立了射电“大望远镜”中国推进委员会,提出了利用中国贵州喀斯特洼地,建造球反射面即阿雷西博(Arecibo)型天线阵的喀斯特工程概念。此天线阵由三十几面口径的约300米的球面天线组成,它将分布于方圆数百公里的范围内,具有1角分至100毫角秒的多级分辨率,将从本质上改善展源的射电天文成像能力。


在此基础上,中国科学家为进一步推进喀斯特概念,提出独立研制一台新型的喀斯特单元,即500米口径球面射电天文望远镜。FAST台址确定在贵州省黔南州平塘县克度镇金科村的“大窝凼”洼地。这里的喀斯特地质条件可以保障雨水向地下泄流,不在表面淤积而损坏望远镜。在“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇,25千米半径之内只有一个县城,无线电环境理想。


1994年启动贵州选址工作,并由中国科学院国家天文台主持,开始了FAST项目13年的预研究。


此后,中国科学院创新工程首批重大项目、中国科学院知识创新工程重要方向项目、国家自然科学基金交叉重点项目……越来越多的科研人员加入,一切都是为了FAST尽快诞生。


终于到了2007年7月10日,FAST项目正式立项。经过可行性研究、和工程项目设计、概算后,2011年3月25日,FAST工程正式开工建设,设计工期为5年半。


此时距离提出正式设想已过去18年。这项总投资达12亿元、中国有史以来最大的天文工程开建,无数人的心血终于开始结晶,这其中无数的艰辛与坚持,自“不足为外人道也”。


目前,FAST各项基础工程已陆续实施完工。2016年7月3日,FAST最后一块反射面单元成功吊装,这标志着FAST主体工程顺利完工。这只“观天巨眼”预计于今年9月全部竣工,开始探索宇宙深处的奥秘。


2016年7月3日拍摄的主体工程完成后的FAST全景。来源:新华网


FAST:中国天文的骄傲


“它建成后将在未来20至30年保持世界一流地位。”一路呵护FAST成长起来的李菂难掩自己的欣喜。他说,“建成后,将使在中国在某一个特定波段,第一次拥有世界上最好的仪器。”


“壮观”、“宏大”、“震撼”,这是国家天文台研究员陈学雷参观了施工现场后的感叹。他也表示,“国家投资建设了这么大的望远镜,作为科学家,我们一定要用好它,做出新的发现。”


备受振奋的不仅是研究人员。作为知名科普人,北京天文馆馆长朱进也持续关注着FAST的进展,当FAST有了阶段性进展的时候,他往往要发“微博”祝贺一下,并不时与网友互动探讨,答疑解惑。他已经在期待FAST有关的科普工作了,听说当地可能依托FAST发展旅游业,朱进也表示支持,“我觉得还是应该考虑发展旅游的,对大家也是个宣传。控制好无线电波段的干扰是关键。”


作为中科院主导建设的大科学装置之一,“FAST用自己的优势、特点做早期科学部署,探索国外设备不能达到的盲区,这个经验非常值得推广。”中国科学院院长白春礼不久前考察FAST时说。


“FAST是一个具有我们自己知识产权的大科学工程,工程建设过程中,从材料、设计到环境都遇到很多意想不到的困难,也没有很多经验可循,这个工程走到今天,一方面体现了‘追赶、领先、跨越’的FAST精神;另一方面,锻炼了一支包括工程管理和工程技术在内的队伍。”白春礼说。

(作者:马丽 赵竹青)

责任编辑:汪海伦