FAST: 我和人類太空探測的未來

和恩馨

最近，每天都有關(guān)于“另一個地球”——開普勒-452b的言論縈繞在我的耳旁，熱議這一話題的人類，想在浩瀚宇宙中尋找他們的同伴或是新的家園。

然而，由于開普勒-452b以及其他可能適宜人類生存的星球都遠在光年之外，遠的距離地球數(shù)千光年，近的也有幾十光年，這漫長的探尋之旅對平均壽命不足百歲的人類來說顯然是無法實現(xiàn)的，因此，人類就需要借助一些高科技的宇宙探測手段來實現(xiàn)夢想。而我，正是為了實現(xiàn)這一夢想才被創(chuàng)造出來的。

說到這兒，忘了介紹自己——我叫FAST，這是我的英文名字，中文名是“500米口徑球面射電望遠鏡”。

別看我的名字有點繞口，我可是世界紀錄的創(chuàng)造者——沒錯，世界上在建的最大單口徑射電望遠鏡就是我。建成后，我將通過對太空中微弱的無線電信號的捕捉，搜尋類地行星和地外文明，探尋宇宙起源、演化以及太空生命起源之謎，解密暗物質(zhì)、暗能量等宇宙謎題。

我的生命孕育于2008年12月26日，一個初冬的上午。但此前的準備過程遠比人類的“十月懷胎”長得多——早在1994年，科學家們就開始在全中國為我尋找一個適合的“孕育之窩”。最終，經(jīng)過10多年的找尋，貴州平塘大窩凼從400多個“候選窩”中脫穎而出，成為我的落腳地。

2008年12月26日，為了歡迎我的到來，當?shù)厝嗽诤L中為我舉辦了盛大的奠基儀式——這可讓我真切地領(lǐng)略到了貴州人的熱情好客。

當然，貴州人的熱情并不是我鐘情于大窩凼的根本原因——我之所以會選擇“落戶”大窩凼，是因為它那直徑500米、形如巨碗的天然圓形懷抱，正好可以安放我那20萬平方米的龐大身軀；它那由巖石構(gòu)成的有力臂膀，能堅實地托起我；它獨特的喀斯特地貌，能使雨水及時向地下滲漏，從而很好地保護我，使我免受雨水的侵蝕。

而且我喜歡安靜，而大窩凼附近方圓5公里內(nèi)沒有一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，25公里半徑內(nèi)只有一個縣城，甚至連代表現(xiàn)代文明的無線電干擾都很少的——這種安靜的環(huán)境，能讓我更好、更專心地探測宇宙星空。

有了舒適的窩，我的軀體開始快速孕育。2013年12月31日，我龐大身體的“骨架”——主體圈梁成功合龍；2014年11月30日，我的饋源支撐塔建成； 2015年2月5日，隨著最后一根主索“大筋脈”安裝到我的軀體上，反射面索網(wǎng)安裝成功，我的身體軀干也基本發(fā)育完成了。

最讓我興奮的，是2015年8月2日——這一天，人們開始為我安裝反射板。這意味著，我的最重要的器官——“眼睛”開始發(fā)育了。

我的眼睛很大，直徑有500米，大小看起來有近30個足球場那么大。與之相應(yīng)的，是它的功能也異常強大——它既能“看”又能“聽”，能讓我輕松捕捉到遠在百億光年外的射電信號。

在我龐大的眼睛上，分布著4450個三角形狀的反射單元，它們是我的視網(wǎng)膜“細胞”。這些奇特的細胞，種類有近400種，邊長在10.2～12.4米之間波動。它們，是決定我未來的“視力”和“聽力”的關(guān)鍵單元，它們越是精致，我就能看到越細微的天體，能聽到距離地球越遙遠的聲音。

眾所周知，細胞通常是由一些微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，我的細胞也不例外。但與普通細胞不同的是，我的每一個細胞都是由100個子反射單元微結(jié)構(gòu)組成，每個微結(jié)構(gòu)的表面精度都達到了 1毫米，這賦予了我無比強大、精確的探測功能。

現(xiàn)在，我正期待著我的眼睛發(fā)育完整——屆時，我那直徑500米的大眼睛將能隨著天體的移動而變化，它可以在我注視的方向上形成300米口徑的瞬時拋物面，視角達110°～120°，從而使我能夠觀看到宇宙中任意方向的天體。

此外，在我視網(wǎng)膜上的4450個反射單元中，每一個都能對天體進行對焦，所以我的觀測精度，比我號稱“地面最大機器”的“堂哥”——德國波恩100米望遠鏡要高出10倍；比我“表哥”——有“人類20世紀十大工程之首”美譽的美國阿雷西博望遠鏡要高出1倍，此外，我巡視天空的速度是我“表哥”的10倍，堪稱風馳電掣。

聽力對我的眼睛來說，是與視力并駕齊驅(qū)的重要功能——它能接收宇宙中的無線電波，這使我能夠跨越任何視覺上的阻礙，穿透宇宙中大量存在、而光波又無法通過的星際塵埃介質(zhì)，從而觀測更加遙遠的宇宙邊緣，所以我完全不受貴州“天無三日晴”的影響，可以全天候、不間斷地探測太空。

為了讓我龐大的眼睛不間斷地完成這種高精細的探測任務(wù)，科學家們?yōu)槲覝蕚淞俗銐虻哪芰俊锨_電機。當然，和人類一樣，我偶爾也可能會出錯，有時甚至不小心就會造成大差錯，為了最大限度地防范于未然，科學家們還為我發(fā)明出了精度達毫米級的激光測量監(jiān)控系統(tǒng)，來約束我，避免錯誤的出現(xiàn)。

聽我絮絮叨叨了這么多，大家一定迫不及待地想知道：我究竟什么時候才能發(fā)育成型？屆時，我又能在宇宙探測中發(fā)揮多大的作用？

據(jù)科學家初步估計，到2016年9月，我就可以完全發(fā)育成型了。建成后，我將在10～20年的時間里，保持世界領(lǐng)先的地位，并幫助科學家們探索太空——說不定，在這一探索過程中，我還能幫助我國的科學家們?nèi)〉每萍碱愔Z貝爾獎的零的突破。

實際上，對于獲得諾貝爾獎，我有著先天的優(yōu)勢——要知道，諾貝爾獎歷史上明確定名為天文學獎的10項獲獎成果中，就有6項都出自我們射電望遠鏡家族，射電天文學也因此被稱為“諾貝爾獎的搖籃”——有這樣的家學淵源，我就不信我會“搖”不出一個諾貝爾獎。

但在我這個顯赫的家族里，也有讓大家羞于啟齒的事——自射電天文學誕生以來，我們射電望遠鏡家族所收集的能量，還翻不動一頁書。這并不是因為我的先輩們無能，而是因為宇宙中的無線電信號實在是太微弱了。

在這方面，我可是占足了優(yōu)勢——我的口徑是目前世界上單口徑射電望遠鏡中最大的，同時，我的靈敏度和精度比我射電望遠鏡家族的單個“兄弟”們更高，能更快更精準地探測出宇宙中微弱的無線電信號，因此，我能高效地識別地外文明的信號，從而聆聽到可能存在的地外智慧生命對地球的“第一聲問候”。

此外，我還能通過對宇宙中21厘米氫譜線的探測，將太空探測延伸到宇宙邊緣，尋找宇宙中的第一代天體，記錄137.4億年前宇宙誕生時的那場規(guī)模宏大的大爆炸的聲音。

尋找外星文明、探訪宇宙大爆炸，我的本領(lǐng)可不止是這些而已，我還能幫助科學家探究宇宙是如何膨脹的、未來將如何發(fā)展；我能幫忙尋找暗物質(zhì)、暗能量，發(fā)現(xiàn)奇異星以及夸克星物質(zhì)；我還能在廣袤宇宙中搜索黑洞雙星——中子星，為未來的星際航行提供比GPS和北斗導航更強悍的星際導航……到那時，宇宙初始的混沌、星系與銀河系的演化等謎團，就有可能被我和科學家們一一解開了。（責任編輯/余風）