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“中国天眼”将带给人类什么?

2016-07-16 10:46:37  来源: 新华社

    新华社贵阳7月15日电 题:“中国天眼”将带给人类什么?

    新华社记者齐健

    位于贵州省黔南州平塘县克度镇大窝凼的“中国天眼”——500米口径球面射电望远镜已完成反射面的安装,主体工程完工。专家正在对这座全球最大的单口径射电望远镜进行系统调试。

    据介绍,500米口径球面射电望远镜,简称FAST。

    想知道“中国天眼”的“脸”——反射面有多大吗?答案是25万平方米。

    由于反射面太大,工程师选择了既坚固又轻盈的铝合金来制造,厚度仅1毫米。尽管如此,反射面还是重达2000多吨。

    工程师给“中国天眼”设计了“汗毛孔”——在反射面板上钻出数千万个小孔,为的是让它在太阳下不至于晒的太烫,在暴雨下也不会有什么积水。

    实际上,“中国天眼”选择落户大窝凼,一方面,因为这个洼坑的形状很圆,深度恰到好处,可以减少“磨圆”所需的土石方工程量;另一方面,大窝凼所处的喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透,不在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜。

    此前,德国波恩望远镜是全方位可动的射电望远镜,而美国阿雷西博望远镜是固定在山谷中的单口径球面射电望远镜。据介绍,“中国天眼”的最初设计理念源自阿雷西博,在反射面材料等方面也相似。

    但是,阿雷西博毕竟“53岁”了,“中国天眼”不仅在口径上,在设计方面全面超越了它。“中国天眼”会变脸,反射面下面有2000多个液压促动器组成的“神经元”,意味着它能做出丰富表情,而阿雷西博的反射面是固定的。

    用科学家的话来说,主动反射面让“中国天眼”拥有更广的观测范围,能覆盖40度的天顶角,而先前的固定射电望远镜只能通过改变天线溃源的位置扫描天空中约20度的带状区域。

    在射电望远镜家族中,口径越大意味着灵敏度越高,也就意味着能看得更远。中科院国家天文台副台长郑晓年说,“中国天眼”FAST比德国波恩望远镜灵敏度提高约10倍,比美国阿雷西博望远镜综合性能提高约10倍。

    为什么科学家要追求造更大的射电望远镜呢?是为了寻找外星人?还是为了让外星人更容易看到地球?其实,“中国天眼”的主要任务是巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星和探测星际分子。

    望远镜的灵敏度(即探测暗弱天体的能力)与其口径的二次方成正比,而其可探测宇宙空间的体积(即大约可探测的天体数目)与其口径的三次方成正比。

    宇宙初始混沌、暗物质分布与大尺度结构,以及星系与银河系的演化等领域充满了未知,许多问题有待科学家通过探索与研究得到解决。

    宇宙中最普遍的元素是氢,观测宇宙中不同距离不同方向的中性氢1.4GHz谱线,会对解答上述科学难题提供有益的线索。“中国天眼”的高灵敏度以及它合适的观测波段,使它成为探测这方面奥秘的利器。

    脉冲星更有意思。它们的密度,每个立方厘米相当于1万艘万吨巨轮的质量压缩起来;它们的磁场,最高可达太阳的10兆倍。

    “中国天眼”比地球上现有射电望远镜看得更远,可以发现更多新奇的天体,其中包括脉冲星发射的无线电脉冲。

    脉冲星离地球太遥远,以至于自1933年射电望远镜诞生以来,人类也只发现了2500颗左右。而威力强大的“中国天眼”如果全部工作时间都用于观测脉冲星,它一年内就有望将这一数量翻倍。

    找这么多脉冲星干什么呢?科学家说,因为目前大约1%的脉冲星最有价值,可以成为宇宙中最精确的钟和最稳定的导航信号来源。

    要知道,人类的飞行器在太空中旅行,就再也别想依靠什么GPS或北斗导航了。那时候,脉冲星就是宇宙中指路的灯塔。

    当然,科学家也赋予“中国天眼”搜索可能的星际通讯信号的使命。因为它能接收更远的系外行星上发射的信号,如果将来有一天外星人想跟地球人握手,它会是很忠实的信使。

[责任编辑: 谢素香]

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