摘要：人類(lèi)生存的地球之外到底有沒(méi)有生命跡象？茫茫宇宙的初始狀態(tài)起于何方？對(duì)于這些長(zhǎng)久以來(lái)困擾人類(lèi)的“地外文明”疑問(wèn)，F(xiàn)AST將搜尋識(shí)別可能的星際通訊信號(hào)，或許能因此幫助科學(xué)家揭開(kāi)地外文明的“冰山一角”。
能夠探尋“地外文明”之謎的全球最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡“FAST”工程，26日在中國(guó)西南貴州省平塘縣正式啟動(dòng)。
與人們熟知的望遠(yuǎn)鏡不同，F(xiàn)AST既不架在山頂，也不像“哈勃”那樣遨游太空，而是在貴州一片名為“大窩凼”的喀斯特洼地中立足。這個(gè)500米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，猶如一只巨大的“天眼”，將探測(cè)遙遠(yuǎn)、神秘的“地外文明”。
千百年來(lái)人類(lèi)大多是通過(guò)可見(jiàn)光波段觀測(cè)宇宙。事實(shí)上，天體的輻射覆蓋整個(gè)電磁波段，而可見(jiàn)光只是其中人類(lèi)可以感知的一部分。
與接收可見(jiàn)光的傳統(tǒng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不同，射電望遠(yuǎn)鏡接收的是天體射出的無(wú)線電波。射電望遠(yuǎn)鏡既沒(méi)有高高豎起的望遠(yuǎn)鏡鏡筒，也沒(méi)有物鏡、目鏡，而是由天線和接收系統(tǒng)兩大部分組成。接收機(jī)把從天線傳來(lái)的無(wú)線電波放大，并轉(zhuǎn)變成能用儀器記錄的信號(hào)或?qū)o(wú)線電波進(jìn)行拍照。
而具有中國(guó)獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的FAST，是世界上正在建造及計(jì)劃建造中口徑最大、探測(cè)能力最強(qiáng)的單天線射電望遠(yuǎn)鏡。
這座巨大的望遠(yuǎn)鏡外形與衛(wèi)星天線相似，接收面積相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)。與號(hào)稱“地面最大的機(jī)器”德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比，其靈敏度提高約10倍，綜合性能較之美國(guó)Arecibo300米望遠(yuǎn)鏡也提高了約10倍。
據(jù)了解，F(xiàn)AST作為一個(gè)多學(xué)科基礎(chǔ)研究平臺(tái)，有能力將中性氫觀測(cè)延伸至宇宙邊緣，觀測(cè)暗物質(zhì)和暗能量，尋找第一代天體。
人類(lèi)生存的地球之外到底有沒(méi)有生命跡象？茫茫宇宙的初始狀態(tài)起于何方？對(duì)于這些長(zhǎng)久以來(lái)困擾人類(lèi)的“地外文明”疑問(wèn)，F(xiàn)AST將搜尋識(shí)別可能的星際通訊信號(hào)，或許能因此幫助科學(xué)家揭開(kāi)地外文明的“冰山一角”。
此外，這座巨大的射電望遠(yuǎn)鏡將用于研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律，并有可能發(fā)現(xiàn)奇異星和夸克星物質(zhì)，以及中子星——黑洞雙星，從而精確測(cè)定黑洞質(zhì)量。
據(jù)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)FAST工程辦公室副主任張海燕介紹，這個(gè)代表中國(guó)天文科學(xué)領(lǐng)域先進(jìn)水平的項(xiàng)目，具有三項(xiàng)“獨(dú)一無(wú)二”自主創(chuàng)新成果：利用貴州天然的喀斯特洼坑作為臺(tái)址；洼坑內(nèi)創(chuàng)造性的鋪設(shè)4600塊單元組成500米球冠狀主動(dòng)反射面；將首次采用輕型索拖動(dòng)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)的高精度定位。
全新的設(shè)計(jì)思路和得天獨(dú)厚的臺(tái)址優(yōu)勢(shì)，使它突破了望遠(yuǎn)鏡的百米工程極限，開(kāi)創(chuàng)建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式。
科學(xué)家在經(jīng)歷10年的苦苦尋覓之后，將FAST的臺(tái)址確定在在貴州平塘縣克度鎮(zhèn)綠水村的大窩凼洼地，這里得天獨(dú)厚的地理、地質(zhì)條件和極端寧?kù)o的自然環(huán)境。
大窩凼洼地是喀斯特地貌所特有的一大片漏斗天坑群，它就像一個(gè)天然的“巨碗”，剛好盛起望遠(yuǎn)鏡約20萬(wàn)平方米的巨型反射面。建成后的望遠(yuǎn)鏡將會(huì)填滿整個(gè)山谷。
“大窩凼不僅具有一個(gè)天然的洼地可以架設(shè)望遠(yuǎn)鏡，而且喀斯特地質(zhì)條件可以保障雨水向地下滲透，而不在表面淤積，腐蝕和損壞望遠(yuǎn)鏡?！睆埡Ｑ嗾f(shuō)，不僅如此，這里還符合望遠(yuǎn)鏡建設(shè)所需的其他“苛刻”環(huán)境條件。
由于無(wú)線電環(huán)境對(duì)射電望遠(yuǎn)鏡影響極為重要，項(xiàng)目地址半徑5公里之內(nèi)必須保持寧?kù)o和電磁環(huán)境不受干擾。大窩凼附近沒(méi)有集鎮(zhèn)和工廠，在5公里半徑之內(nèi)沒(méi)有一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，25公里半徑之內(nèi)只有一個(gè)縣城，是最為理想的選擇。
據(jù)悉，F(xiàn)AST工程投資超過(guò)7億元，建設(shè)周期5年半。作為一個(gè)多學(xué)科基礎(chǔ)研究平臺(tái)，它將在宇宙大尺度物理學(xué)、物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)和規(guī)律等眾多基礎(chǔ)研究領(lǐng)域提供發(fā)展和突破的機(jī)遇，也將推動(dòng)中國(guó)高科技領(lǐng)域的發(fā)展。
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