贵州射电望远镜的人类“天眼”开在中国贵州

如题所述

自20世纪30年代美国贝尔实验室的杨斯基开创射电天文学以来,近代天文学重大发现均基于此。这些发现已经造就了三个诺贝尔物理学奖。FAST这个21世纪的射电望远镜,又将带来什么?
国际天文学会第十部副主席、国家射电望远镜项目首席科学家南仁东博士告诉《望东方周刊》:“人类的梦想之一,就是在电波环境彻底破坏之前,真正看一眼初始宇宙,弄清宇宙结构是如何形成和演化的。只有大射电望远镜才能帮助人类实现这一梦想。”
他解释说,光和广播电视信号都是以光速传播的电磁波,区别只在波长。千百年来人类只是通过可见光波段观测宇宙,而实际上天体的辐射覆盖整个电磁波段。射电望远镜是接收天体射出的无线电波的望远镜。
然而,天体辐射的电磁波极其微弱,70年来所有射电天文望远镜收集的能量,甚至翻不动一页书。 所以,科学家希望拥有更大的射电望远镜,原因很简单---望远镜越大,收集的电磁波越强。
目前世界上最大的射电望远镜位于波多黎各,直径305米。此次建造的500米口径射电望远镜,接收面积相当于30个足球场大小,外形与卫星天线相似,与号称“地面最大机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高了10倍。与被评为“人类20世纪十大工程”之首的美国300米望远镜相比,综合性能提高了约10倍。FAST建成之后,将保持世界领先地位二三十年。
如一个巨型天坑的大窝凼,是隐藏在贵州群山深处的一片天然洼地,这里只居住着12户人家。在当地生活了68年的杨朝礼老人做梦也没想过,这个让全世界天文学家心潮澎湃的能寻找“外星人”的神秘大家伙,居然要“落户”在这里。
为了确定这处独一无二的大射电望远镜探测基地,自1994年提出项目建设规划后,科学家们苦苦搜寻、反复论证研判了近10年才得以确认。
2005年夏,国际射电望远镜项目选址委员会成员从阿姆斯特丹乘飞机抵达上海,转乘火车到贵阳,再乘汽车来到贵阳以南约170公里的大窝凼。
“这是一个种植水稻的村子,绿色的小块田地紧凑地排列着,”委员会成员罗伯。米勒纳在他的博客中描写道,“景色令人敬畏!”
不难理解,一个500米口径的“大锅”要在支架上转动起来是多么困难。目前世界上最大的能转动的射电望远镜是德国的100米镜。 利用自然地形作为支撑,建设不能转动的大型射电望远镜能够巧妙地解决这个问题。
曾跟随科考人员多次实地考察的平塘县委宣传部主任徐先文告诉本刊:“大窝凼的三座青山呈等腰三角形,三角形中间的洼地就是FAST将要落地的地方。三座山峰每峰间距离是500米左右,形成一个天然‘锅架’,可以将FAST这口‘大锅’稳稳架在上面!望远镜建成后将会填满整个山谷。”
米勒纳等人还有一个很重要的任务,就是考察这里的无线电环境。“一轮观测需要连续4周每天24小时不间断地进行。”国家天文台的研究人员说。在米勒纳等人离开后,我国的工作组还要在这里进行至少一年的无线电环境观测。
调频电台、电视、手机以及其他无线电数据的传输,都会对射电望远镜的观测造成干扰,就好像在交头接耳的会议上你无法听清发言者的话一样。
来中国之前,米勒纳先去了南非,离开中国后,他又先后去了澳大利亚和阿根廷。这三个国家都提出了适合建设大型射电望远镜的台址,它们在同中国竞争。选址工作组将四国的候选台址考察一遍,就花费了一年时间。
台址需有一个半径5公里的“核心区”,这里不能有手机信号,观测频段不允许受到干扰。还有半径150公里的“协调区”,对无线电环境也有要求。在四个备选地点中,大窝凼的电磁环境不是第一就是并列第一。
为了保持得天独厚的电磁波环境,贵州省无线电管理局在FAST项目研究之初,就以大窝凼为中心,规划了半径150公里范围的射电天文保护区,以大窝凼为中心,方圆5公里范围之内严禁设置任何无线电发射设备。
在澳大利亚,政府在西部设立了一个25平方公里的“射电天文公园”,这里是澳大利亚希望能够兴建大型射电望远镜的地方。
这场国家间的竞赛有点类似选秀节目。中国大窝凼以得天独厚的地理、地质条件和极端宁静的自然条件,成功晋级。
“大窝凼不仅具有一个天然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。”张海燕说。
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