这项国之重器提前预定诺贝尔奖,中国天眼寻找外星人探索宇宙奥秘

中国天眼

天文望远镜领域,我国被打压多年,望远镜领域到底能不能翻身?随着阿雷西博的坍塌,中国天眼站上世界舞台,它到底超越美国多少?有多厉害?为什么说中国天眼是最有可能发现外星人的射电望远镜?今天就带你一起去了解国家重器-中国天眼FAST。

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对于射电望远镜,大家可能都比较陌生,但是如果换成这东西,大家可能就了解了。

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在没有有线电视前,大家可能都用过这种锅,用来接收电视信号,简单来说我们的天眼就是这么一口高科技大锅,可以接收来自宇宙的各种微弱辐射和信号,一般来说射电望远镜的口径越大,能观测的范围更大,效果自然也越好。

中国天眼的全称为500米口径球面射电望远镜,简称FAST,位于贵州黔南平塘县,直径500米,由4452块镜面反射面板构成,总面积达25万平方米,相当于30个足球场的大小,是当今世界最大的射电望远镜,仅仅绕着它走一圈就需要一个多小时。整个望远镜共6670根主索,2225个节点和下拉索,其精度必须控制在1毫米以内。这样的结构是目前世界上最大也是精度最高的索网结构。同时也是前无古人后无来者的,我国专家历时一年半才完成相关技术的攻关,最终才建成了由我国自主研发的天眼,这样的射电望远镜预计将在未来20-30年内保持世界一流水平。

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曾经无数电影将阿雷西博望远镜作为自己的灵感缪斯,根据卡尔萨根小说改编的电影《超时空接触》和007《黄金眼》都曾取景阿雷西博,随着FAST的建成,有理由期待在大荧幕上领略中国天眼的魅力。

天眼工程

这样一个耗时26年,建造五年半的庞大工程,直接制造非常困难,它的建造都经历了哪些困难呢?

建造这样一个超级工程必须依照地势地形合理建造才能事半功倍,这个地形首先必须是一个盆地,整体越接近球形越好,其次不能积水,能将积水迅速排干,再者它的地质必须稳固,能够抵抗地震等地质灾害,最后还要远离人群,避免电磁干扰。为了找到这样的地方,从02-06年,无数科研工作者结合卫星并实地探访了几万个喀斯特地貌盆地,为什么选择喀斯特地貌?一方面喀斯特地貌多山,容易形成这样的盆地结构;另一方面,喀斯特地貌有很多地下暗河,这些暗河就像是下水道能够迅速排水。最终经各方调研后决定将天眼建在贵州省黔南平塘县。而天眼方圆五公里也将成为无线电“静默区”,以便隔绝人类电信号的干扰。地域偏僻加上施工困难,工程人员克服了一个又一个困难的挑战,最终才建成了现在的国之重器。

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有些小伙伴可能会有疑问,这样的一口巨锅,下雨如何排水呢?其实每一块金属反射面板都均匀地打上了小孔,这样不仅将整体重量减轻了一半。更能迅速排水,将雨水渗入喀斯特地貌地下的暗河之中。

与阿雷西博的对比

作为世界最大的射电望远镜,我国的天眼超越了美国的阿雷西博多少呢?首先,阿雷西博只有305米,而我们的天眼却有500米;其次,阿雷西博在建造的时候为了口径更大,牺牲了一些灵活性,将镜面完全固定,这导致信号无法聚焦,要进行很麻烦的修正才能分析,降低了其灵敏度和准确性。而我国的天眼,可以根据需要主动变形,能进行更为精确且范围更广的观测。比如要观测猎户座的参宿七,过去的阿雷西博无法准确对准相应的方向,只能改变天线位置来扫描天空中的一个特定的带状区域,在经过复杂的计算和处理才能得出相应的数据。而中国天眼,只需要扭转镜面角度,使参宿七的星光聚焦便能准确接受相应方向发射的信号。同时随着地球转动导致星体的移动,天眼的望远镜可以随时调整形状,始终保持对这颗恒星的准确观测。如果把射电望远镜比做一只眼睛,那中国天眼就是炯炯有神一直转动的大眼,而阿雷西博只能是一只黯淡无光的死鱼眼。这些优势都让中国天眼的观测性能是阿雷西博的10倍以上。比如脉冲星,自1967年首次发现以来,人类在半个世纪中只观测到1000多颗,而中国天眼仅仅工作四年就发现了300余颗脉冲星。这就是国之重器的大国速度。

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不过如今的阿雷西博杂草丛生一片破败。令人唏嘘。就在去年十二月,曾经世界上最大的单孔径望远镜,阿雷西博望远镜一夜之间坍塌,重达900吨的望远镜坠落到下方的碟形反射盘上造成严重破坏。随后,美国国家科学基金会宣布,阿雷西博望远镜将被关闭并有计划拆除。

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阿雷西博望远镜的坍塌无疑是世界天文学的巨大损失。对人类来说这就像是失去了一只看向宇宙的眼睛,但所幸人类还有另外一只眼睛,那就是中国天眼,它是现阶段人类唯一能够望向宇宙深处的观测工具。

贡献与天眼外交

过去,在没有中国天眼的日子里,我国天文学研究一直处于被动,根本无法参与到国际主流的天文研究中,不得不借用其他国家的天文望远镜,人家不愿意,咱们一点脾气也没有,即便是借到了,时间也十分有限。所以我国的天文学基本停滞锁死,举步维艰。

随着阿雷西博成为历史,中国天眼接过了阿雷西博的接力棒,成为人类征服星辰大海的指南针,随着我国科研能力的增强,南极科考站,探月计划,中国天眼等等一条龙的大礼包成为我国又一张科技名片和外交王牌,我国不仅突破了一个又一个技术垄断,更将设备无私分享给全球科学家,共同探索浩瀚深空,体现出无私的大国担当。日本科学家表示中国天眼的建成相当于基本上预定了诺贝尔奖。1974年阿雷西博凭借双中子星证明了引力波的存在并因此获得了93年的诺贝尔物理学奖。中国在科研领域的投入必将在未来带来巨大的成功和回报。而美国科学家因为阿雷西博的停用不得不与其他国家合作。这正是我国追赶的好机会。

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可千万别小看天文学研究,他对基础科学的发展举足轻重,比如我们所熟知的爱因斯坦的相对论,它需要通过天体物理学、空间天文学等天文学研究去验证。而相对论的证明又可以进一步去研究原子核、引力辐射等等一系列微观科技或现实应用。

宇宙就像一个巨大的宝库,等待我们从中攫取能量,如果不去研究天文学,人类永远无法超越行星文明,成为恒星文明,进而被三体人锁死。可以说没有天文学,就无法发展基础科学,无法发展基础科学,就无法引领新一轮的科技革新。所以天文学发展受限也进一步限制了我国的基础科学研究的发展。而现在一切都成为了历史。我们已经走上了天文学研究的快车道。

曾经,我们国家在天文领域面临严重的人才外流、青黄不接。主要是因为国内设备和技术的限制。但随着中国天眼的建成,越来越多无奈只能出走的天文科学家和其他学科的人才重回祖国的怀抱。

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大国工匠—南仁东

当然在奇迹背后,更离不开那些默默无闻的工匠的一直坚守,无论是航母舰载机之父罗阳,还是天眼建设的首席科学家兼总工工程师南仁东,他们都用生命点化了国之重器的魂。从94年到16年南仁东二十年如一日,将生命的能量全部奉献给了天眼的建设。然而在天眼建成一周年前夕却因肺癌恶化抢救无效逝世。

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不久的将来,大型的FAST数据储存中心和控制中心将被建成,到时候中国将扛起脉冲星研究和快速射电暴的大旗,到底脉冲星是否能证明暗物质的存在?快速射电暴是否是外星人的讯息?这一切都要靠中国天眼为我们解答

曾经,阿雷西博望远镜发送阿雷西博信息向遥远的外星文明介绍我们的存在。如今,探究地外文明,探索外星人的重担落在了我们肩上。有科学家表示,中国天眼最有可能首先发现外星人,因为中国在短短四年就发现了300余颗脉冲星,而脉冲星被认为极有可能是外星人遨游星系的GPS导航信标。

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不过大家也不用担心,即使发现了外星人,他们的信号也是几千万甚至上亿年前的信号了,他们现在还存不存在都还是未知数呢。

话说回来,这样的一个奇迹是否会造成气候和环境的变化,还有待进一步研究和观察,阿雷西博望远镜同时也是一颗巨大的雷达,除了经费问题,阿雷西博被遗弃的很大原因是因为环境问题。2016年,美国国家科学基金会发表声明表示阿雷西博很可能对环境造成了巨大的破坏,打算拆除。当然,天眼是否也会对环境造成影响,这一点值得研究。

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页面更新:2024-03-14

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