中国天眼,一口在贵州省架起的大锅。实际上,这是一个500米口径球面射电望远镜,也是目前世界第一大单口径射电望远镜,简称FAST,总重量超过2000吨,反射面总面积约25万平方米,相当于30个足球场,位于贵州省平塘县的喀斯特洼坑中。
中国天眼的建成,超过之前全球现役最大球面射电望远镜——300米口径的阿雷西博,与阿雷西博相比,中国天眼的综合性能提高了约10倍,与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度也提高了约10倍,预计在未来的20~30年里,中国天眼将保持世界一流设备的地位。
已投入使用的中国天眼,将执行哪些任务?
在中国天眼的科学目标中,“寻找地外文明”成了很多人关注的焦点。“地外文明搜索”在天文学研究中是一个小众的领域,但伴随着射电天文学的发展,这一小众领域也已经走过了几十年的历史,时不时就有天文学家发现一些暂时不明原因的现象,虽然暂时无法确认成因,但也不能排除这些现象是来自地外文明的可能性。现在中国天眼也要加入这个让人无限遐想的领域,确实吸睛不少。要知道,天眼是可以收集到宇宙137亿光年以内的信号,这意味着,宇宙大爆炸初期的无线电信号都有可能被天眼收集捕捉到,在这么广的范围内,如果外星人真的存在,肯定能找到一丝讯息。虽然目前为止,中国天眼还没有发现任何外星生命的信号,但天眼的存在,给发现地外文明的可能性增添了希望。
但寻找地外文明并不是中国天眼的首要目标,排在前列的首要重点是:寻找脉冲星。之前我们提到,脉冲星是20世纪60年代天文学的四大伟大发现之一,脉冲星的发现,为何能称得上伟大?
脉冲星就是旋转的中子星,因为能不断发出电磁脉冲信号而得名,它有短而稳定的脉冲周期,所谓脉冲就像人的脉搏一样,可以一下一下地发出无线电讯号。脉冲星的自转速度极快,发出的射电脉冲直径大多为10千米左右,由于脉冲星是在蹋缩的超新星残骸中发现的,研究它有助于我们了解星体蹋缩的情况,以及宇宙诞生和演化的奥秘。而且脉冲星的这种特征,还有助于星际旅行,如果我们未来走到火星,或者走出太阳系、银河系,地球上的GPS根本无法再起作用,通过脉冲星的位置,我们到时候可以用它来定位,导航。此外,航天航空的精准定位也离不开射电望远镜,如果宇宙飞船在进行星际旅行时,隔一段时间就发回一个脉冲信号,中国天眼可以据此判断飞船的位置是否在正确的轨道上。
除了这些,中国天眼还将执行“巡视宇宙中的中性氢”的任务,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化。从2017年10月首次发现2颗脉冲星开始,到2020年1月,中国天眼已经发现了102颗脉冲星,这两年多发现的脉冲星数量,超过同期欧美多个脉冲星搜索团队发现数量的总和。可以说,中国天眼对促进我国天文学实现重大原创突破具有重要意义。
天眼之父——南仁东
在中国天文学日新月异的发展路上,有一个名字也值得我们缅怀和致敬。1993年,以南仁东为首的老一代天文学家的提出,建造世界最大单口径射电望远镜的构想,一直活跃在国际天文界的南仁东放弃高薪,回到中国进行这一项伟大的工程,从1994年开始选址和预研究,到2016年9月25日落成启用,花了22年的时间,中间的关键技术、核心技术、关键材料无一不是亟待攻克的难题,但中国天文人做到了。2017年10月,“中国天眼”首次发现2颗脉冲星,但南仁东先生却没有看到,他在2017年9月因病去世,享年72岁。2018年10月15日,国际永久编号为79694的小行星,被正式命名为“南仁东星”。
中国天眼作为世界之最,正在探索宇宙深处的奥秘,让我们期待未来有一天,能听到来自地外文明的声音。
影响太多,难答全