世界最大的射电望远镜,中国天眼发现外星人了吗?天眼还能用多久

发布者:天冰天降 2023-9-28 08:55

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2023年9月12日,西方媒体报道了墨西哥展出“两具外星人干尸”的新闻,这个新闻一经问世,却意外的并没有受到太多的关注。

以往具有爆炸性新闻潜质的“外星人时间”,风光不再的原因不但跟如今的世界局势动荡有关,恐怕更是人们对于“外星人”审美疲劳的重要表现。

自上世纪七八十年代开始,众多的文学艺术作品都以天外来客为蓝本,创造出了多个人们耳熟能详的外星人形象,但至今仍然缺乏现实中令人信服的证据。

也有一些笃信科学的人认为,外星人的存在不能仅仅靠幻想,而是需要高科技手段去观察和寻找,而能够在这一点上帮到人类的,无疑是天文学之眼——射电望远镜。

射电望远镜

人类对于我们生活的世界以外的好奇,从远古时期的人类有记录开始,就已经在摸索中前进了。无论是我国古代的观星论点,还是西方最早的天文学,都是这一方面的基础学说。

进入近代以后,西方天文学在现代科技的帮助下,让人类对于地球以外的世界有了更为详实和详尽的了解。而对于外太空的探索,也催动了其他科学技术发展的进步。

然而普通的天文望远镜作为观测工具,毕竟无法满足人类越来越深入的研究需要,所以在二十世纪人们放弃了传统的光学望远镜,转而开发起更为先进的射电望远镜。

和光学望远镜相比,射电望远镜对于远距离的电磁波的捕获能力更强:如果说普通光波的波长是以纳米为单位的话,那么射电的波长则普遍能够达到几十厘米。

在浩瀚的宇宙中,由于各种复杂的天体和物质的存在,导致光波的辐射并非是无处不在的。况且在更远的距离以外,传统的望远镜将会因为无法捕获光波而失去观测的能力。

而且射电望远镜的装置在设立以前,通常是和无线电设备一起工作的。有了波长捕获范围更大的无线电的帮助,人类对于宇宙深处的观察将会更加全面和立体。

正因如此,以欧美发达国家为代表的天文学研究机构,从数十年前就已经开始建造自己的射电望远镜观测体系,其中以美国的阿雷西博望远镜最为知名。

在上世纪中下叶,美国由于冷战的需要开始进行多个外太空探索计划,其中就包括人类登月的“阿波罗计划”。建于1963年的阿雷西博望远镜,正是其中的重要组成部分之一。

在其建成后的数十年间,这台设备一直保持着“世界最大射电望远镜”的地位,直径超300米的巨大体积在世界范围内也是其他国家无法望其项背的存在。

迄今为止,阿雷西博仍然保持着众多的天文学观测记录。如通过观测和计算,推测出水星的自转周期,并于1974年发现了人类观测史上的第一颗双星脉冲星等等。

然而这个“天文神话”却在六十年后的2020年,成为了历史。2020年底阿雷西博望远镜因为年久失修,在台风的破坏下支撑塔断裂,悬空的接收设备坠落后彻底摧毁了镜面。

曾经风光无限的阿雷西博居然会以这样的方式退出历史舞台,不能不说是一种遗憾;不过好在我们虽然失去了阿雷西博,还有中国的“天眼”。

霸气的“天眼”

中国人口中的“天眼”,是位于我国贵州省境内的,目前世界最大的口径为500米的新式天文射电望远镜。在国际上通常称它为“FAST”。

这台巨大的射电望远镜因为体积巨大,在建设时除了增加了支撑柱的数量以外,还完美的利用了当地的喀斯特地貌,坐落于一片天然形成的漏斗形天坑之内。

根据披露的望远镜参数可知,而建成后的望远镜则相当于彻底填平了原本凹陷的山谷。

地理位置的特征,导致如果在地平面上平视,可能无法感受到它带来的震撼。只有走近“天眼”的边缘,人们才会为这项鬼斧神工的创造而感叹。

其实建设我国自己的射电望远镜这项计划,早在上世纪九十年代就已经开始筹划了。之所以迟迟没有开始设计和动工,正是处于选址的考虑。

在吸取了阿雷西博望远镜的经验教训后,我国的科学工作者开始考虑科学同自然完美结合的方式,来解决射电望远镜的选址问题。

最终选择了贵州当地的原因,恰恰是考虑到喀斯特地形能够形成自己的排水渗透渠道,可以避免在潮湿地区,因为雨水的囤积进而腐蚀,破坏精密的望远镜。

当选址完成后,我国乃至世界现存最大的射电望远镜就此开始了建设。从本世纪初开始动工,直到2021年开始对全世界科学界开放,整整经过了十多年的时间。

不过选择了“不高于地表”的建筑模式后,固然无需考虑一定高度以内的风力,自然环境等因素的影响,但出自地面环境的无线电和其他电波还是会造成干扰。

好在“天眼”的附近地处偏僻,既没有大规模居住的人群和都市,也没有各大厂矿等企业的存在,这样就在最大程度上避免了客观因素对观测工作的不利影响。

“天眼”因为体积更大,设计技术更加先进,决定了它必将担负起更为重要的宇宙观测任务,也进一步推动了人类对于脉冲星为基础的其他特殊天文现象的研究进程。

不过对于非专业的广大群众来说,可能最关心的还是“天眼”是否真的看到了“外星人”的存在呢?

“天眼”看到了什么?

目前我国的“天眼”的主要科研目标是,对于在可观测范围内的新脉冲星的形成和发展过程,进行事实观测和特性记录,以总结脉冲星乃至双星脉冲星的出现规律。

如著名的脉冲双星“黑寡妇”,就是我国天文学家使用“天眼”发现的,具有独特的掩食现象的毫秒级脉冲星。更为难得的是,“天眼”还让对于射电暴的研究取得了新的成果。

射电暴又称“FRB”,是一种来自宇宙深处的强烈射电波脉冲。由于其产生的背景不明,持续时间通常以毫秒为单位,很难被缺乏灵敏度的设备观测到。

而我国的射电望远镜通过不止一次的对它的观测,不但总结出了FRB自身携带的偏振性,且根据这个共性对其起源——致密天体磁层作出了推论。

在随后对银河系中的射电暴的观测中,科学家们又分析出了其射电脉冲流量的上限,并由此推断出磁星在产生射电暴的过程伊始,是具有一定选择属性而非完全随机无规律的。

这样的发现可以说是空前的,作为一直以来对于地外文明抱有好奇心的地球人来说,或许在排除和甄别了这些信号中的无用信息后,下一步就是得到真正有用的信息。

而且“天眼”的另一项重要的功能,则是可以在能源充足的基础上,向外太空的固定区域发射地球信号。如果在得到可以确定文明的来源后,建立起沟通的渠道也成为了可能。

所以尽管迄今为止我们仍然没有看到真正的“外星人”,甚至连同“外星人”之间建立稳定的沟通渠道都没能完成。对于一些科幻迷来说可能会有一些失望。

可是射电望远镜的意义,却并非仅此而已,其对于我国乃至世界的科学发展同样是不可或缺的。首先人们可以通过射电望远镜,寻找刚刚形成的新生天体。

无论是天体的形成还是脉冲星在极端状态下的物质结构,加上对于黑洞质量的测定,发现新的夸克物质和天体间运动的引力波等工作,其结果都指向了一个目的。

那就是对于物理的理解的进步。作为现代科学技术的基础学科,在对宇宙物质的进一步了解中,我们对于地球物质间的关系的理解和运用,也必将达到一个新的层次。

更何况射电望远镜的发展和研究,必然会推动高精度定位与测量,传感器网络和信息处理等各种高科技的进步。每当这些前沿技术取得突破,下一步就将改变人们的日常生活。

可以说射电望远镜的技术革新,以及整个天文学领域的不断进步,对于整个人类的发展历程都是具有前瞻性和预见性的。

结语

2021年10月,我国科学院代表在交流盛会上,提出未来新的射电望远镜发展计划。那就是在如今的基础上,再造同样体积的五台“天眼”,届时将形成一个巨大的“天眼阵列”,这项领先世界五十年的工程也会为人类带来更多的惊喜。

参考资料

1《揭秘“中国天眼”怎样诞生的》

2《最大射电望远镜_欲睁“天眼”望宇宙》

3《再造5个天眼!武向平院士_我国将另外建5个500米口径射电望远镜》

4《从阿雷西博到中国天眼射电望远镜:工业革命的接力》  


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