很多人第一次听说“中国天眼”,都会被它巨大的外形震住。
贵州群山之间,一口直径500米的“大锅”铺在天然洼地里,站在观景台上往下看,人显得像一粒米。
可它真正厉害的地方,并不是大,而是灵敏,它不负责拍摄星空,也看不到五颜六色的星云。
它做的事情更像“听声音”,专门接收从宇宙深处传来的无线电信号。
很多信号穿过几千年甚至几亿年才到达地球,落到这里时已经极其微弱,普通设备根本分辨不出来。
FAST却能从大量杂波中把它们找出来,正因为如此,FAST周围必须保持安静。
这里说的安静,不是不能说话,而是尽量减少手机、无线网络、广播等电磁信号。
对游客来说,手机没信号可能只是暂时不方便;对望远镜来说,一点人为干扰,就可能盖住远方天体传来的信号。
有人把这种能力比作,在一座嘈杂的城市里,听见几公里外一根针掉在地上的声音。
比喻虽然夸张,却能说明FAST为什么要建在贵州深山,FAST最重要的一项工作,是寻找脉冲星。
脉冲星其实是一类高速旋转的中子星,它们会以非常稳定的节奏向外发出信号,就像宇宙里的灯塔。
科学家观测这些信号,不只是为了多发现几颗星,而是要借它们研究引力、磁场、星际物质和宇宙演化。
截至2024年11月,FAST发现的脉冲星已经超过1000颗。
这个数字之所以受到关注,是因为很多暗弱脉冲星,过去用其他望远镜很难找到,FAST投入运行后,发现速度明显加快。
脉冲星还有一个特别重要的用途,由于它们的信号非常规律,科学家可以长期记录多个脉冲星的到达时间。
如果这些信号同时出现极其细微的变化,就可能与纳赫兹引力波有关。
这样的引力波周期很长,普通地面设备很难直接探测,只能依靠多年积累的数据慢慢寻找,快速射电暴也是FAST重点研究的对象。
这种信号来得突然,持续时间极短,有的只出现一次,有的会反复出现。
它们到底来自中子星、黑洞周边,还是某些特殊双星系统,学界至今没有完全统一的答案。
简单来说,就是射电信号在传播过程中受到周围磁场影响,出现了明显变化。
研究人员由此推测,这个快速射电暴源可能处于一个复杂的双星环境中。
因为单独一颗天体周围的磁场,未必容易产生这样的变化;如果旁边还有一颗伴星,周围物质和磁场不断运动,观测结果就更容易解释。
数千块反射面板要不断调整形状,悬在高空中的馈源舱还要实现高精度定位。
钢丝绳、控制系统、传感器、算法、数据处理平台,任何一环出现偏差,观测能力都会受到影响。
早期建设FAST时,部分关键钢丝绳需要依赖进口,到了2026年,国产巨型钢丝绳开始投入使用。
单根钢丝绳重量达到数吨,还要在长期运行中承受反复拉伸和复杂载荷,这类部件看起来没有芯片那么显眼,制造难度却不低。
它既要足够结实,又不能在长期使用中出现明显疲劳,还要适应潮湿、多雨和温差变化。
FAST更换国产部件,并不只是一次普通维修,而是说明国内已经能够解决过去解决不了的工程问题。
也正因为FAST能力突出,网上一直流传一种说法:有外国专家联合要求关闭中国天眼,这句话很容易吸引眼球,却需要分开看。
目前围绕FAST确实存在一些讨论,包括电磁保护范围是否过大、建设和维护成本是否值得、周边生态如何保护,
以及大型射电设备是否可能具有其他用途。
但这些讨论和“外国专家联合要求关闭FAST”不是一回事。
正常的科学争议,通常会讨论观测效率、资金投入、数据开放和环境影响。
只用“外国专家认为”“西方担忧”这类模糊说法,无法证明真的存在联合施压。
有人质疑电磁静默区影响当地通信,这确实是需要协调的问题,但并非FAST独有。
世界上许多大型射电望远镜周围都设有无线电保护区域,否则设备收到的可能不是宇宙信号,而是手机、基站和广播产生的干扰。
有人担心FAST可能被用于监听卫星,这种说法在技术讨论中偶尔出现,却不能仅凭“能够接收无线电信号”就直接下结论。
生态问题同样不能回避,FAST所在地区属于喀斯特地貌,地下水系和植被环境较为特殊。
大型工程在建设和长期运维中,必须持续监测水土、植被、游客活动和基础设施带来的影响。
发现问题就调整管理方式,与直接关闭设备之间,还有很大距离,真正让不少人关注的,是FAST下一步准备怎么升级。
FAST本身非常灵敏,但单口径望远镜在分辨率方面存在限制,增加多台天线后,可以通过干涉观测提高定位和成像能力。
这有点像一个人听力极好,却不容易判断声音具体来自哪个方向。
现在再安排一组“耳朵”分布在周围,通过比较信号到达不同位置的细微时间差,就能更准确地确定信号来源。
已有实验天线与FAST进行了联合测试,并捕捉到干涉条纹。
后续阵列建成后,FAST不再只是接收暗弱信号,还能更准确地判断信号来自哪里、周围环境是什么样。
从发现脉冲星,到追踪快速射电暴,再到研究引力波和星际物质,很多工作都需要持续几年甚至几十年。
今天收到的一段信号,可能要和过去数年的数据放在一起,才看得出变化。
贵州深山里的这口“大锅”不会发射耀眼的光,也很少制造轰动场面。
大多数时候,它只是安静地调整反射面,等待某个遥远信号落到地球上。
也许那段信号已经在宇宙中走了上亿年,最后被几根钢丝绳、数千块面板和一套复杂的计算系统接住。
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