中国也在寻找“地外文明”了!

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导读:中国要打造世界上最大的射电望远镜 你见过口径达到500米,“塞满”整个山谷的望远镜吗?这就是世界上最大单口径射电望远镜——已于2008年12月底在我国正式开工建设的、相当于30个足球场大的FAST望远镜。 不仅中国的天文学家为之振奋,全世界的天文学家也在紧盯FAST——寄希望于这个最大的“天眼”或许能找到外星人,并解开宇宙起源之谜。 [img]http://img6.itiexue.net/1313/13132758.jpg[/img] 云马FAST项目12米面板照片 FAST设计综合体现了我

中国要打造世界上最大的射电望远镜

你见过口径达到500米,“塞满”整个山谷的望远镜吗?这就是世界上最大单口径射电望远镜——已于2008年12月底在我国正式开工建设的、相当于30个足球场大的FAST望远镜。

不仅中国的天文学家为之振奋,全世界的天文学家也在紧盯FAST——寄希望于这个最大的“天眼”或许能找到外星人,并解开宇宙起源之谜。

中国也在寻找“地外文明”了!

云马FAST项目12米面板照片


FAST设计综合体现了我国高技术创新能力,代表了我国天文科学领域先进水平,并将在未来20年至30年内保持世界领先地位。



FAST独一无二灵敏度遥遥领先


记者:这确实令人兴奋。那么我国这个名为FAST的、世界最大的射电望远镜将会在搜寻地外文明中起到重要作用?


南仁东:是的,FAST是球面状的、孔径达500米的射电望远镜,即Five-hundred-meterAperture Spherical radioTelescope的英文缩略字头,建成之后将成为世界最大射电望远镜,成为搜寻地外文明最有效的利器。由于星球间的距离太远,电磁波信息会混杂在宇宙空间的各种辐射波中,以至于到达地球以后都将非常的弱(除非信号是定向发送给我们的),微弱的信号可能如同夹杂在雷声中的蝉鸣,如果接收设备不先进的话,很容易遗漏或难以分辨。所以,天文学家需要一个巨大的“耳朵”,这就是巨型射电望远镜,它可以收集极遥远的物体资料,而搜寻地外文明是射电望远镜的重要任务之一。


记者:FAST还可以用来做什么?


南仁东:有了射电望远镜,我们就可以通过探测宇宙天体电磁辐射来揭示天体奥秘。射电天文学家利用不断发展的射电望远镜,已经探测了许多星系的结构和大小,发现了类星体、脉冲星、星际分子和3K微波背景辐射,证实了广义相对论所预言的一些理论,如引力辐射;探测到引力透镜以及百余种存在于星际空间的无机分子和有机分子,及这些集结成团所形成的巨大的分子云等,探测了活动星系核的致密结构并发现了其中的视超光速运动,发现并广泛探测了太阳及木星的射电爆发、金星的温室效应及黑洞存在的直接观测证据。近40年中,获诺贝尔物理学奖的10项涉及天文学的项目中,就有6项直接或主要通过射电天文手段取得。可以说,射电天文学在诞生至今的70多年里,已成为重大天文发现的发祥地和天文诺贝尔奖的摇篮。



记者:FAST直径有500米,而目前世界最大的射电望远镜美国的“阿雷西博(Arecibo)”的直径才300米,为什么造这么大孔径,孔径大是否代表着先进?


南仁东:衡量射电望远镜是否先进,FAST示意图。主要的指标是灵敏度和分辨率。为提高灵敏度,常用的办法有降低接收机本身的固有噪声、增大天线接收面积、延长观测积分时间等。而分辨率则是指对临近的不同波长的射电的区分能力。怎样提高射电望远镜的分辨率呢?对单天线射电望远镜来说,天线的直径越大,分辨率越高。所以,射电天文学家一直追求大而精的反射面、尽可能低噪声的接收机、并配置适应不同观测课题的较完备的后端,以满足射电天文学发展的需要。


FAST,主反射面由4600块三角形单元拼接成球冠,口径达到500米,接收面积相当于30个足球场,比目前最大的射电望远镜阿雷西博有效接收面积扩大了2。3倍,意味着其灵敏度分别是目前世界上几个最大的射电望远镜——VLA (美国的特大天线阵)、阿雷西博和印度GMRT(巨型米波射电望远镜)的5。4倍、2。3倍和1。5倍,其可探测射电源数在相同天空覆盖情况下增加约10倍。


记者:FAST选址在贵州喀斯特地形的洼地中,这样的选址有何优势和特殊的作用呢?


南仁东:台址的选定十分关键,要考察的因素很多,如气候、气象、土地利用、无线电环境、地质、人口、经济、劳动力、电力、交通、通信、网络、土地等,因为其中任何一项对今后的运行都会产生影响。所以,选址工作进行得十分慎重和充分,在贵州省政府及各界的大力支持下,历经15年的苦苦寻觅,大射电望远镜贵州选址工作完成,台址确定在贵州平塘县克度镇六水村的大窝凼洼地。这一喀斯特地区发育的洼坑,就像一个天然的巨碗,刚好盛起望远镜约20万平方米的巨型反射面。建成后的望远镜将会填满整个山谷。


大窝凼不仅具有一个天然的洼地可以架设望远镜,而且喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透,而不在表面淤积,腐蚀和损坏望远镜。此外,还有极端宁静的自然环境,由于无线电环境对射电望远镜影响极为重要,项目地址半径5公里之内必须保持宁静和电磁环境不受干扰。大窝凼附近没有集镇和工厂,在5公里半径之内没有一个乡镇,25公里半径之内只有一个县城,是最为理想的选择。


记者:FAST凝聚了科研人员长时间的、艰苦卓绝的科研准备工作,这里面一定有许多我国自主创新的成果吧?


南仁东:是的,FAST是我国天文科学领域最先进的项目,从大的方面说,它的“独一无二”包括利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址;洼坑内创造性的铺设4600块单元组成500米球冠状主动反射面;将首次采用轻型索拖动机构和并联机器人,实现望远镜接收机的高精度定位。在工程技术方面,不仅继承了目前所有可能的先进技术思想,而且提出了创新性的主动反射面及光电一体化馈源支撑方案,其接收面积大大提高,还有,如它对馈源及其支撑系统的简化,使FAST对天体和航天器的跟踪范围得到大大的扩充等等。


此外,作为一个多学科基础研究平台,FAST将在基础研究众多领域,例如宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等方向提供发现和突破的机遇。



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