功力強(qiáng)大，洞悉深暗宇宙，目之所及，即是光年之外，身處洼地，卻能捕捉來自遙遠(yuǎn)星系的極微弱信號(hào)，這就是被譽(yù)為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST。2016年9月25日，F(xiàn)AST在貴州平塘落成啟用，到現(xiàn)在已經(jīng)整整六年時(shí)間。“中國天眼”六周年，F(xiàn)AST交出了一份怎樣的成績(jī)單？我們?yōu)楹我ㄔ爝@樣一只巨大的天眼？口徑500米，F(xiàn)AST究竟有多大？這樣一個(gè)龐然大物，如何進(jìn)行清潔養(yǎng)護(hù)？未來FAST還可能給我們帶來些什么？一起進(jìn)入今天的一問到底。
FAST交出怎樣的成績(jī)單？
首先，大家最關(guān)心的就是，落成啟用六年來，F(xiàn)AST都探測(cè)到了些什么呢？
作為一名“深空獵手”，F(xiàn)AST最擅長的就是沖出太陽系，尋找新星，特別是快速旋轉(zhuǎn)、密度極高的脈沖星。截至今年7月底，科學(xué)家通過FAST發(fā)現(xiàn)的脈沖星已經(jīng)超過660顆，這個(gè)數(shù)量是同一時(shí)期國際上所有射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的5倍以上。
此外，就在日前，我國科學(xué)家還通過FAST對(duì)一例位于銀河系外的快速射電暴開展了深度觀測(cè)，首次探測(cè)到距離快速射電暴中心僅1個(gè)太陽到地球距離的周邊環(huán)境的磁場(chǎng)變化，向著揭示快速射電暴中心引擎機(jī)制邁出重要一步。所謂快速射電暴是宇宙中偶發(fā)的一種射電天文現(xiàn)象。在幾毫秒的時(shí)間內(nèi)，快速射電暴所釋放的能量，相當(dāng)于全世界一天總發(fā)電量累積幾百億年的總和。快速射電暴于2007年首次被發(fā)現(xiàn)，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾百個(gè)。
FAST與普通望遠(yuǎn)鏡有何不同？
在大家的印象中，望遠(yuǎn)鏡都是一個(gè)圓筒，為什么FAST是一口大鍋呢？這是因?yàn)镕AST屬于射電望遠(yuǎn)鏡，而這類望遠(yuǎn)鏡的基本工作原理是，將宇宙投射到地球微弱的電磁波通過弧面匯集到一起，這樣就能使電磁波變得更加清晰。與圓筒形的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不同，射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的是來自宇宙的無線電波。
500米口徑 FAST究竟有多大？
我們知道，F(xiàn)AST這口大鍋就建造在貴州平塘大山之中的一個(gè)球形洼地之上，它是一個(gè)口徑達(dá)到500米的龐然大物。那這500米口徑，直觀看上去究竟有多大呢？此前我們的記者曾用腳步丈量過FAST的周長，我們?cè)賮砘仡櫼幌隆?/p>
總臺(tái)央視記者 沈忱：反射面口徑有三十個(gè)足球場(chǎng)大，三角形的反射面單元有4450塊。它就是世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡FAST。在我這個(gè)位置看FAST只能感覺它超級(jí)大，但是根本就看不全它。當(dāng)無人機(jī)飛到了距離我1123米遠(yuǎn)，345米高的位置，終于看到了全貌。用腳丈量了一下這個(gè)觀天巨眼的周長 ，F(xiàn)AST直徑500米，徒步量的周長比公式算的多了70米誤差。
“望天巨眼”FAST最遠(yuǎn)能夠“看”多遠(yuǎn)？
很多朋友一定好奇，我們?yōu)槭裁匆ㄔ烊绱她嫶蟮囊恢弧坝^天巨眼”？FAST最遠(yuǎn)又能看多遠(yuǎn)呢？科學(xué)家告訴我們，想要獲得更多、更詳盡的天文學(xué)數(shù)據(jù)，就需要有更大接受面積的望遠(yuǎn)鏡。更大的接收面積，意味著會(huì)有更強(qiáng)的暗弱信號(hào)探測(cè)能力，可以擴(kuò)大觀測(cè)樣本數(shù)量，提高發(fā)現(xiàn)奇特天文學(xué)現(xiàn)象的概率，同時(shí)還能看到更遠(yuǎn)的天文學(xué)現(xiàn)象。比如說我們現(xiàn)在抬頭看到的太陽，其實(shí)是8分鐘之前的太陽，我們現(xiàn)在看到的銀河系邊緣可能是十幾二十萬年前的銀河系邊緣，如果我們想要看到更早期的宇宙現(xiàn)象怎么辦？那只能朝更遠(yuǎn)的地方去看、去探測(cè)。理論上說，F(xiàn)AST能接收到137億光年以外的電磁信號(hào)，這個(gè)距離接近于宇宙的邊緣。
體形巨大 FAST如何清潔養(yǎng)護(hù)？
因?yàn)轶w形夠大，所以看得更遠(yuǎn)。但也有朋友好奇，如此龐大的一口大鍋，日常如何進(jìn)行清潔養(yǎng)護(hù)？此外貴州山區(qū)多雨，下雨時(shí)FAST又會(huì)不會(huì)積水呢？此前我們的記者曾對(duì)此進(jìn)行過親身體驗(yàn)。我們?cè)賮砘仡櫼幌隆?/p>
總臺(tái)央視記者 帥俊全：我現(xiàn)在是在FAST底部的1號(hào)測(cè)量基墩上，今天要以一種非常浪漫的方式帶大家去感受FAST的壯觀和魅力，因?yàn)樵谖遗赃吙梢钥吹竭@是一個(gè)直徑達(dá)7.6米的氦氣球，稍后工作人員會(huì)被氦氣球吊起來，以一種微重力蜘蛛人的方式來進(jìn)行高空作業(yè)。
乘坐氦氣球來檢修維護(hù)望遠(yuǎn)鏡，這在全世界也是頭一回。
FAST口徑為500米，從圈梁到底部高差達(dá)140多米，相當(dāng)于50多層樓高，用于反射信號(hào)的鋁合金面板又非常“嬌貴”，所以FAST日常的高空檢修維護(hù)困難重重。幾經(jīng)試驗(yàn)比較，安全系數(shù)相對(duì)較高的氦氣球成了高空作業(yè)的首選方式。
在氦氣球浮力和三根牽引繩的協(xié)助下，科研人員如同蜘蛛人一樣在反射面板上爬行，兩個(gè)小時(shí)就完成了多個(gè)點(diǎn)位的檢修維護(hù)。高空蜘蛛人究竟如何檢修呢？帶著疑問，記者也體驗(yàn)了這種獨(dú)特的作業(yè)方式。
總臺(tái)央視記者 帥俊全：經(jīng)過科研人員的允許之后，現(xiàn)在是乘坐氦氣球來到了FAST的反射面板之上，可以看到我現(xiàn)在穿的服裝非常特殊，腳步、膝部以及肘部都是加了防護(hù)的面板，這樣子可以減少對(duì)反射面板的一個(gè)壓力。大家也很好奇，這樣一口超級(jí)大鍋，在下雨的時(shí)候會(huì)不會(huì)積水？其實(shí)這里就可以近距離地給大家揭秘了，可以看到這樣的反射面板都是由一塊一塊的、帶有無數(shù)小孔的這樣一個(gè)面板組成的，它的透光率是達(dá)到了50%，所以說整體的這樣一個(gè)設(shè)計(jì)是非常的科學(xué)合理的。
為何一定要建設(shè)"中國天眼"？
設(shè)計(jì)合理，高效運(yùn)行，中國天眼FAST正探測(cè)向深遠(yuǎn)、更深遠(yuǎn)的宇宙盡頭。落成啟用六周年，我們還是要回到最初的那個(gè)問題，為什么一定要建設(shè)中國天眼呢？來聽一聽中國天眼首席科學(xué)家的回答。
中國天眼首席科學(xué)家 李菂：天文屬于既古老又現(xiàn)代的科學(xué)，它是基礎(chǔ)科學(xué)里最基礎(chǔ)的一個(gè)科學(xué)。我們之所以要看是兩個(gè)原因，第一個(gè)是它在那兒，你總不能瞎，抬頭就看見了，看見了你就需要記錄它，需要研究它。第二個(gè)是滿足個(gè)人和群體的好奇心，你說它的必要性在哪兒，它為什么是我們?nèi)后w生存的一個(gè)必要呢？是因?yàn)槲覀儾荒芏贾豢囱矍暗氖拢@樣我們很快就會(huì)面臨我們都沒有想象到的或者沒有看到的重大挑戰(zhàn)。而如果我們沒有提前的好奇心，去做這些基礎(chǔ)研究的準(zhǔn)備的話，我們就會(huì)無法應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)。我看一億光年以外有什么用？可能永遠(yuǎn)沒有什么用，但是我們以人類整體的好奇心為驅(qū)動(dòng)，我們?nèi)U(kuò)展整個(gè)全人類的視野。