7月3日,FAST最后一块反射面板单元即将吊装到位。 新华社 发
贵州大窝凼天坑原貌。(资料片) 新华社发
建设只花了5年
选址则用了14年
从外形上看,FAST像是一口“锅”,口径达到500米,由4450块三角形面板拼装而成。这个被国外媒体称为改变中国科技创新的“天眼”,是世界最大单口径球面望远镜(英文简称FAST)。它从概念到选址再到建设,共耗时22年多。
1993年,中国曾和国外天文学家一道联合倡议,筹划建造一个接收面积为1平方公里的巨型射电望远镜(SKA)。中国科学家提出的方案是,利用中国贵州喀斯特洼地建造球反射面天线阵,由三十几面口径约300米的球面天线组成,它将分布于方圆数百公里的范围内。但中国科学家的这一提议并未得到认同。
随后,中国科学家自己开始了研究,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。早在1994年4月,FAST项目就启动了贵州选址工作,开始了长达14年的预研究。直到2008年12月,FAST工程奠基典礼才举行。
经过了两年多的准备,2011年3月25日,FAST工程正式开工建设。建成后的FAST直径500米,周长约1.6公里,绕走一圈约要40分钟。它的反射面总面积约25万平方米,接收面积相当于近30个足球场。
不同于普通的光学望远镜,FAST这种射电望远镜更像是个“耳朵”,“收听”太空深处物体发出的无线电波。
能识别氢云团
可用来寻找外星人
具体来说,FAST的优势主要有以下几点。
大口径,看得远是FAST的最显著的优势。对射电望远镜来说,灵敏度越高,望远镜探测微弱无线电的能力越强。而要想提高灵敏度,就需要扩大射电望远镜的口径。理论上说,FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号,这接近于宇宙的边缘。
其次,FAST的“巨眼”不只是盯着一个地方,当它观测天体时,会随着天体的方位变化。如果把FAST比作一只巨眼,那么眼球直径就有500米,而负责接收光线的眼珠直径就有300米。FAST就是靠这个巨大灵活的眼珠来汇聚电磁波、观测深空。
除了大,FAST在精度上也毫不含糊,这就是它第三个优势。FAST的设计目标是把覆盖30个足球场的信号,聚集在药片大小的空间里。500米的结构,处处都是头发丝般毫米级的精度要求。
最后,FAST还能看到别人看不到的东西:中性氢云团的运动。氢是宇宙起源的“积木”之一,可以帮助科学家理解宇宙变迁。而通过观测中性氢云团的运动,科学家们可以发现早期宇宙的蛛丝马迹。类似的道理,FAST还能监听到一些太空有机分子发出的独特电磁波,搜索可能的星际通讯信号和外星生命。
助中国冲诺贝尔奖
还能带来旅游收益
FAST在建成后,预计将在未来20-30年时间里,一直保持世界一流的地位。
“中国天文研究一直落后于世界。以前我们需要到国外去借别人的望远镜来观察。现在是时候自己在中国建一个了。”FAST项目副总经理彭勃此前说。
天文学家赵之珩认为,射电波段的观测,推动了地球人对宇宙的理解。而事实上,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项出自射电望远镜。或许不久的将来,FAST能为我们带来一个诺贝尔奖项。
而除了在尖端科学领域的贡献,FAST还将在基础教育、旅游等方面带来很多收益。目前,一个以FAST为中心的天文旅游小镇已经在建设中,未来这里有望成为游客的重要景点和天文爱好者的圣地。
而FAST的建成也吸引了国际关注,澳大利亚已经与中国签订了一项有关FAST的合作协议。而今后,中国或许将成为越来越多望远镜的建设候选地。
据人民日报、中新网、澎湃等
近万人因它搬离家园
FAST望远镜坐落在贵州省大窝凼天坑内。花了十几年的时间选地方,为啥选在这里?科学家表示,这其中大有学问。
射电望远镜的球反射面外形是选址的首要因素。一方面,天坑正好适合安放这个巨大的“锅”；另一方面,如果不依托天坑,支撑大射电望远镜的钢架就得拔地而起,不光造价承担不起,也无法达到精度要求。
而在哪里找这个天坑呢?科学家先是圈定了西南地区,随后又限定在贵州。最后,科学家们通过实地考察和数据分析,在743个候选洼地中,选定了贵州平塘大窝凼。
之所以选址“大窝凼”有三方面原因,一是地貌最接近FAST的造型,工程开挖量最小；二是这里的喀斯特地质可以保障雨水向地下渗透,不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜；三是射电望远镜需要一处“静土”,“大窝凼”附近五千米半径之内没有一个乡镇,二十五千米半径之内只有一个县城,无线电环境理想。
FAST项目副总经理、黔南州副州长彭勃还记得,自己第一次去平塘是1994年,“鬼斧神工的大窝凼天坑,第一眼就打动了我。”
在选定了地址后,望远镜周边五公里的区域便被设定为无线电静默区,移动电话,无线网络都被禁止使用。即使FAST已经选在了人烟稀少的贵州山地,但工程还是造成了近万人搬迁。
据新华社、贵州日报等
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