李彤
從高處俯瞰,大窩凼(dang)是一個天然圓形洼地,周圍群山環(huán)繞。大窩凼位于貴州省平塘縣克度鎮(zhèn),2009年的一天,大窩凼的居民老楊迎來了一群稀客,他還不知道這些客人的到來將徹底改變大窩凼人的生活。
黔南深山,尋找完美“天坑”
中國天眼,即500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)。立項之初,中國天眼的安放位置成為困擾科學家團隊的首個難題,他們把這項工作戲稱為尋找完美“天坑”。
中國西南山區(qū),由于石灰?guī)r被地下水腐蝕,形成了諸多溶洞,溶洞逐漸塌陷,又形成了大大小小的圓形或漏斗形洼地。科學家們走訪、探查了300多個洼地,終于發(fā)現了位于責州平塘縣克度鎮(zhèn)的大離凼。中國天眼的總負責人南仁東站在坑底仰望天空,發(fā)現從這里看到的天空幾乎是一個完美的圓形。團隊的每一個人都欣喜若狂,由衷地感恩大自然的饋贈。
老楊的祖祖輩輩居住在大窩凼,這里耕地稀少,不通公路,不通電。老楊家等12戶居民一致表示支持國家建設,愿意搬離大窩凼。中國天眼的建設如期動工。
射電觀測,發(fā)現無窮奧秘
我國古籍《宋會要》中記載了這樣的天文奇觀:“初,至和元年五月,晨出東方,守天關。晝見如太白,芒角四出,色赤白,凡見二十三日?!边@是人類關于超新星爆炸最早的記錄,大意是宋仁宗時,東方有一片星云,光芒四射,呈紅白色,白天也能看到明顯的光亮,這個奇觀持續(xù)了23天。
1609年,意大利科學家伽利略發(fā)明了第一臺天文望遠鏡,人類得以更清晰地觀測宇宙。但是,這些觀測方式都受到人眼感光機制的限制,僅能停留在現象層面。
1932年,美國人卡爾·央斯基發(fā)現了來自銀河系中心的無線電波。從此,人類突破了肉眼觀測的限制,開啟了新的探索之旅——射電天文學。
射電望遠鏡可以收集天體發(fā)出的射線,人們通過對這些信息的記錄、轉化、加工來進行天文學研究。顯然,這比人眼能觀測到的信息更加豐富,也更加精確。那些射線從距離地球幾十甚至上百光年的地方出發(fā),最終散落在射電望遠鏡的信號接收器上,無數我們未曾察覺的奧秘都蘊藏在這些能量微弱的宇宙射線當中。
中國天眼,續(xù)寫科學傳奇
2020年1月11日,500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)通過國家驗收,并正式開放運行。蒼翠的青山間安臥著一口巨大的“鋁鍋”,它代表了當代人類最前沿的射電觀測技術。
FAST的反射面由4450塊面板拼接而成,總面積達25萬平方米(約30個足球場大?。?00米的巨大口徑讓它可以探測到更多的宇宙信號,最大探測距離可以達到137億光年之外,是目前全球最大的單體球面射電望遠鏡。
在FAST的四周,聳立著6座百米高塔,從高塔中伸出6根鋼索,鋼索牽引著一個小巧的“房子”,游走于“鋁鍋”上空,這就是望遠鏡的饋源艙。如果把FAST比作眼睛,那么饋源艙就是瞳孔。當反射面確定觀測天體的位置后,小“房子”就通過移動到達射線反射的焦點處,接收來自目標天體的無線電信號,然后將信息傳給主控室,從而完成一次觀測。
2018年4月,尚在試驗運行階段的FAST首次發(fā)現毫秒脈沖星,并獲得國際認證。2021年3月31日,FASI正式向全球開放,開始向全球天文學家征集觀測申請,正式承擔起助力人類科技發(fā)展的責任。