
大公网7月3日讯(记者周琳)7月3日,中国最大天文工程——500米口径球面射电望远镜(英文简称:FAST)完成主体工程中最后一块反射面板的吊装。这个被誉为“观天巨眼”的射电望远镜将于九月正式运行。中国科学院国家天文台副台长郑晓年对大公报表示,FAST将成为人类迄今为止看得最远、看得最清的望远镜,许多宇宙的未解之谜,都有望从它身上找到答案。同时,FAST将探测到被誉为宇宙航行“灯塔”的脉冲星,可以为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器提供自主导航服务。
记者在现场看到,在黔南群山环抱中,FAST利用天然巨大的卡斯特地貌,像一个巨大的白色瓷碗镶嵌其中。“天眼”由4450块边长10.4~12.4米反射面板组成,接近三十个足球场面积之大,用于接收信号。如果把FAST比作一双眼睛,馈源仓就相当于这个眼睛里的瞳孔。在“天眼”中央,6条钢索共同控制馈源仓的位置调整,从而精确地找到反射面的焦点位置,使馈源舱获取信号能力达到最佳。
作为射电望远镜,FAST的基本原理和人们常见的锅式卫星天线相差无几,主要由反射信号的抛物面和接收信号的馈源两大部分组成,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。
郑晓年表示,FAST的一大特点在于,钢索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动4450个反射面板产生变化,以观测到任意方向的天体。
探索宇宙边缘 领先国际二十年
在FAST建成以前,世上已存的大型射电望远镜有德国波恩100米望远镜和美国阿雷西博300米望远镜。郑晓年表示,FAST建成后,与前者相比,灵敏度提高约10倍,与后者比综合性能则提高约10倍。
射电望远镜最重要的指标参数就是灵敏度,其决定标准就是射电望远镜的口径。目前,FAST的口径达到了世界之最——500米。从理论上说,它能接收到137亿光年外的电磁信号,接近宇宙的边缘。所以,FAST将在未来20至30年保持世界一流设备的地位,成为望远镜家族的掌门人。
可探测外星文明
郑晓年表示,FAST正式运行后将搜寻到更多的奇异天体,观测到更多宇宙奥秘。在脉冲星自主导航、高分辨率微波巡视、非相干散射雷达接收系统和太空天气预报等方面,也大有用武之地。
FAST的研制和建设,体现了中国自主创新能力,还将推动我国在天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大跨度结构、公里范围高精度动态测量等众多高科技领域的发展。对于科学家一直寻找的地外文明,FAST也将提供一个全新的观测平台。
探测脉冲星——星际迷航的GPS
当宇宙飞船航行时,需要随时知道飞船所在位置。这种存在于银河中的定位系统就是脉冲星——一种特殊的中子星,其准确度可与原子钟相媲美。而FAST建成后,首个应用的科学研究就是寻找和研究宇宙中的脉冲星。
脉冲星是高速自转的中子星,具有极其稳定的周期性。因此,脉冲星能够成为人类在宇宙中航行的“灯塔”,通过计算脉冲达到飞船的时间并与一个参考位置的到达时间相比较,便可确定飞船的方位,准确度达到几英里。这一导航系统被科学家认为能够在太阳系以及太阳系以外的太空区域发挥作用。
此外,专家介绍,脉冲星就像天体物理实验室,可以研究一些特殊的天体物理和宇宙演化的现象。比如说,如果发现脉冲星与黑洞组成的双星系统,科学家就可以利用脉冲星去研究黑洞周围的时空。
目前,脉冲星、类星体、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,就有6项出自射电望远镜。
刘慈欣谈FAST:希望能接收到外星信号
有人说,如果今后一二十年里,地球接收到外星人释放的信号,那一定有FAST的功劳。在FAST工程现场,记者意外地发现前来参观的著名科幻作家刘慈欣。他曾在《三体》描绘了中国探寻外星文明的绝秘计划“红岸工程”。而在很多科幻迷眼中,FAST与红岸工程有着异曲同工的神秘色彩。
“这是我第一次来到FAST现场,很震撼。”刘慈欣告诉大公报,FAST是世界上探测宇宙最灵敏的机器,我们可以直接倾听外星,非常期待有一天人类能第一次接收到外星信号。
由刘慈欣创作、刚刚摘得雨果奖桂冠的长篇小说《三体》三部曲是中国科幻巨著。刘慈欣在《三体》中讲述了天文学家叶文洁向三体星人暴露了地球的宇宙坐标,引发了地球的危机。刘慈欣认为,宇宙间有许多文明,所有文明都要生存,而空间是有限的。科技落后的文明只能靠其他文明不知道其存在。
不同于美国的阿雷西博望远镜,中国的FAST只用来接收信号而不能向外星发布。刘慈欣认为FAST的设计“十分谨慎”,他称,探索外星文明的脚步不能停止,至于是否与他们联系,我们人类有足够的理性。