“天眼”看宇宙

本期主角：500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡

主角檔案

中文名：500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡

英文名：FAST

直徑：500米

接收面積：25萬平方米（相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)的面積）

建造總工程師：南仁東

落成日期：2016年9月

地址：貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)金科村大窩凼

望遠(yuǎn)鏡

“大鍋蓋”的起源

甚大天線陣射電望遠(yuǎn)鏡

1933年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家卡爾·央斯基研究長途通訊中的靜電噪聲時(shí)，發(fā)現(xiàn)了銀河系中有射電輻射，從此便有了射電天文學(xué)。1937年，住在芝加哥的科學(xué)家格羅特·雷伯在自家后院制造出第一臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡。這是世界上第一個(gè)鍋蓋形狀的射電輻射接受器。

射電望遠(yuǎn)鏡和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不同，沒有目鏡和物鏡，由天線和接受器兩部分組成。它的工作原理和普通收音機(jī)差不多，靈敏度和準(zhǔn)確度高很多。它能把宇宙中微弱的無線電信號(hào)收集起來，進(jìn)行放大、分離，傳輸給后端計(jì)算機(jī)記錄起來。天文學(xué)家通過分析這些數(shù)據(jù)，能夠得到來自宇宙中各個(gè)天體的信息。

天文學(xué)家都?jí)粝胫鴵碛幸粋€(gè)巨大的“鍋蓋”，面積越大越好。鍋蓋形狀的電視天線面積越大，電視機(jī)的畫面就越清晰。射電望遠(yuǎn)鏡也一樣，天線的面積越大，所接收到的信號(hào)就越多、越清晰，就越能靈敏地分析出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息。

美國有阿雷西博望遠(yuǎn)鏡和甚大天線陣，德國有埃費(fèi)爾斯貝格射電望遠(yuǎn)鏡，法國有南賽射電望遠(yuǎn)鏡……

1994年，中國天文學(xué)家南仁東提出設(shè)想，在中國造出一個(gè)“大鍋蓋”，更精準(zhǔn)地對(duì)宇宙進(jìn)行觀測(cè)與研究。20多年過去了，他率領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)在貴州大山里造出了直徑500米的“大鍋蓋”。

靈敏的中國“天眼”

FAST是我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的球面射電望遠(yuǎn)鏡，由一個(gè)巨大的鍋蓋狀天線和6個(gè)百余米高的饋源艙支撐塔組成。

直徑達(dá)500米的巨大“鍋蓋”，由4450個(gè)半球狀反射面單元組成，每個(gè)反射面單元又由鏡面和支撐架組成。每個(gè)反射面的面板上密布著孔洞，雨水能夠流下去，不積水，還能減少風(fēng)負(fù)載；孔洞能提高透光率，反射面之下，植物能生長，很好地避免了水土流失。

饋源艙是“天眼”的核心部件。饋源艙內(nèi)，配置了分辨率十分靈敏的接收系統(tǒng)，還裝有追蹤系統(tǒng)，指揮天線轉(zhuǎn)動(dòng)，去追蹤、捕捉有用信號(hào)，能確保精確地聚集和監(jiān)聽宇宙中微弱的射電信號(hào)。和世界第二大射電望遠(yuǎn)鏡阿雷西博望遠(yuǎn)鏡相比，中國“天眼”的靈敏度提高了10倍。

建設(shè)中的“天眼”

神通廣大的“天眼”

中國“天眼”還配有一個(gè)超級(jí)大腦，每秒可以計(jì)算200萬億次以上的超級(jí)計(jì)算機(jī)，存儲(chǔ)容量也巨大，能夠快速地處理接收到的信號(hào)。

目前，中國“天眼”可以為我國航天項(xiàng)目提供一系列的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)太空天氣狀況。它還能監(jiān)聽外太空的宇宙射電波，觀測(cè)暗物質(zhì)和暗能量。到目前為止，它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了9顆脈沖星，并得到了證實(shí)。

“FAST能從宇宙的今天看到很遠(yuǎn)的地方去，有助于揭開宇宙起源之謎，甚至是‘地外文明’”。

“天眼”接受信號(hào)示意圖

問答

：為什么要把“天眼”建在貴州深山里？

：“天眼”最怕的就是電磁波干擾。在貴州深山里，空氣清新，沒有電磁波的干擾，有利于它更精確地進(jìn)行工作。如果要去參觀“天眼”，應(yīng)該關(guān)閉手機(jī)等電子設(shè)備，避免電磁波對(duì)它造成傷害。

：“天眼”如何接收外星人的信號(hào)？

：“天眼”能夠靈敏地捕捉到宇宙深處細(xì)微的電磁波以及射電輻射，通過計(jì)算和分析，識(shí)別出外星生物留下的信號(hào)。