天文問與答

Q1一個(gè)簡(jiǎn)潔明了的物理規(guī)律或宇宙天體圖像，為什么需要這么大的數(shù)據(jù)才能揭示出來？在這些數(shù)據(jù)獲取、處理和呈現(xiàn)的過程中，需要做哪些工作？最難對(duì)付的事情是什么？

邁克爾·克雷默：我想大多數(shù)的這些信號(hào)都是非常非常弱的，這是其中的原因，噪音非常多，所以要是想在這么多的噪音中找到天文信號(hào)，我們要找到比較好的處理系統(tǒng)，另外數(shù)據(jù)量非常大，我們要把它們拆成小塊才能解釋我們天文信息、天文信號(hào)，這是其中一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。我們現(xiàn)在所用的技巧都是在噪聲中找到真正有價(jià)值的東西。

Q2這個(gè)問題好像說因?yàn)樘煳牡男盘?hào)太弱了，如果要把這個(gè)信號(hào)規(guī)律搞清楚，需要大量的數(shù)據(jù)疊加在一起，我覺得好像是一個(gè)根本的問題。能不能請(qǐng)路如森研究員講講黑洞被拍到過程當(dāng)中，有什么困難。

路如森：針對(duì)黑洞成像，因?yàn)槲覀儚谋举|(zhì)上講，當(dāng)然實(shí)際還是信號(hào)比較弱，我們要想探索到這個(gè)數(shù)據(jù)我們需要記錄大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)越大靈敏度越高，帶寬每提高1倍，靈敏度要提高2倍。

Q3中國(guó)天眼FAST還能夠探索宇宙中什么樣的新領(lǐng)域？?jī)?yōu)勢(shì)在哪？我們?cè)谧膶W(xué)生，需要做什么學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備，才能用FAST做出重要發(fā)現(xiàn)？

孫才紅：針對(duì)這個(gè)問題，我首先想回答一下我們FAST本身的科學(xué)目標(biāo)，F(xiàn)AST本身要研究中繼星，另外我們觀測(cè)脈沖星，研究整體恒星的起源演化。還有聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)，以后FAST要加入這個(gè)網(wǎng)，要起到一個(gè)很大的作用。另外我們要基于星際大分子的研究，主要研究生命起源，還有星際通訊信號(hào)，是否存在外星的文明。從目前的情況我們按照這樣的科學(xué)目標(biāo)，我們整個(gè)接收機(jī)的設(shè)計(jì)，望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)。包括一些以后大家提出一些新的想法，對(duì)于FAST來說，對(duì)于天文學(xué)的研究來說，我們希望能夠得到進(jìn)一步的拓展。現(xiàn)在的學(xué)生有這樣的想法，我們希望大家好好學(xué)習(xí)。一個(gè)是科學(xué)方面，一個(gè)是工程方面，希望大家在這兩個(gè)方面都能夠積累自己的知識(shí)，然后加入到我們這個(gè)工作中來，發(fā)揮應(yīng)用的作用。

Q4FAST捕捉的數(shù)據(jù)量很大，除了人工智能的處理，要做未知的發(fā)現(xiàn)，如何做結(jié)合，才能做出天文發(fā)現(xiàn)啊？

謝曉堯：我剛才講的不管硬件、軟件架構(gòu)，隨著FAST現(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)越來越好，數(shù)據(jù)量成倍增加。剛才孫總也講了，我給大家看的就是FAST要求我們采樣頻率提高4倍，現(xiàn)在更多傳到我們實(shí)驗(yàn)室壓縮了8倍，都是有損壓縮，我認(rèn)為像這些數(shù)據(jù)的話，實(shí)際上它接收下來以后，要解決傳輸?shù)膯栴}，要解決存儲(chǔ)的問題，要解決計(jì)算的問題，這些如果在我們通訊領(lǐng)域和計(jì)算領(lǐng)域，我覺得有很多基礎(chǔ)的東西要學(xué)習(xí)的。

Q5現(xiàn)在射電望遠(yuǎn)鏡有我們貴州FAST單一大口徑的，還有美國(guó)即將建成的列陣27臺(tái)的，我不知道這兩類望遠(yuǎn)鏡優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

路如森：我覺得應(yīng)該是各有優(yōu)缺點(diǎn)，你剛才舉的美國(guó)的27面的望遠(yuǎn)鏡，非常領(lǐng)先的陣列像我們對(duì)黑洞拍照這件事情只有亞毫米波才能做。如果在亞毫米波不能做很大，對(duì)鏡面的平整度有要求，這樣就要想辦法。干涉儀就是非常好的做法，這是非常靈活的。

主持人：就是從射電天文接收與天際電波的角度來看，單個(gè)望遠(yuǎn)鏡做大一點(diǎn)，分辨敏感度不行，需要多個(gè)望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來。如果觀測(cè)脈沖星，不需要成像，記錄天體譜信號(hào)，這樣用單個(gè)大的望遠(yuǎn)鏡顯得很有優(yōu)勢(shì)。

Q6黑洞直徑是多大？

路如森：黑洞的直徑，剛才我報(bào)告里面講了一下，黑洞它有一個(gè)視力范圍，它的視力范圍講為直徑，跟質(zhì)量有關(guān)系大的，質(zhì)量大視力范圍大。

Q7我想知道要多少個(gè)望遠(yuǎn)鏡才能看清楚這個(gè)黑洞？

路如森：我們用這個(gè)技術(shù)聯(lián)合世界上望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行成像的話，望遠(yuǎn)鏡的分布是非常關(guān)鍵的一個(gè)因素。至少五六個(gè)以上才可以，少的不行，當(dāng)然越多得到的圖像質(zhì)量越好。

Q8黑洞的拍攝科研活動(dòng)中有很多望遠(yuǎn)鏡參加，但是我們FAST望遠(yuǎn)鏡沒有參加，這是為什么？

謝曉堯：是這樣的，我們FAST接收片段是70到3個(gè)G，這個(gè)是屬于超短波和分米波的頻段，這次聯(lián)網(wǎng)你們看一下，聯(lián)網(wǎng)是毫米波和亞毫米波，毫米波是30個(gè)G到300個(gè)G，亞毫米波是300個(gè)G到3000個(gè)G，兩個(gè)觀測(cè)頻段不一樣。

Q9網(wǎng)上說物理學(xué)家霍金曾告誡不要回復(fù)外星人的信號(hào)，現(xiàn)在FAST收到外星人信號(hào)，會(huì)計(jì)劃回復(fù)嗎？

謝曉堯：上一次中國(guó)科普行到高校的時(shí)候，霍金的弟子跟我在一起講這方面的問題，我講這方面的計(jì)算，他講宇宙，當(dāng)時(shí)我也問了他這個(gè)情況，霍金到底有沒有這個(gè)回答，他給我否定。

孫才紅：FAST本身處于一個(gè)調(diào)試狀態(tài)，我們從近期已經(jīng)開始投入運(yùn)行，也進(jìn)行國(guó)家級(jí)的驗(yàn)收。從我們本身科學(xué)目標(biāo)來講，以后肯定會(huì)考慮這方面的觀測(cè)，現(xiàn)在國(guó)際上確實(shí)有人從專業(yè)方面問我們觀測(cè)的。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來說，F(xiàn)AST一方面在這方面也跟專業(yè)的活動(dòng)觀測(cè)，以后長(zhǎng)遠(yuǎn)合作時(shí)間會(huì)更多一些。

主持人：就是FAST還是會(huì)干這個(gè)事。確實(shí)有很多望遠(yuǎn)鏡投入到搜索地外文明的信號(hào)當(dāng)中去，那么FAST也做了一些實(shí)驗(yàn)，目前為止沒有收到信號(hào)，將來會(huì)投入更多的時(shí)間。

Q10我們既然已經(jīng)證實(shí)了黑洞的存在。我想知道有沒有白洞？我在一篇報(bào)道上面看到既然有黑洞的存在，就有白洞的存在。

路如森：我不是研究白洞的專家，從實(shí)驗(yàn)觀測(cè)來看，沒有白洞存在的證據(jù)，所以我不能說有白洞的存在。從數(shù)學(xué)角度來看，可能白洞和黑洞是一個(gè)解。

我不能說有白洞，因?yàn)槲覐挠^測(cè)沒有找到任何說白洞的存在。就是可能有，還沒有發(fā)現(xiàn)。

邁克爾.克雷默：我覺得有很多可能性，但是對(duì)我來說這是很難的問題，目前沒有相關(guān)的證據(jù)。比較好的方法首先找一些簡(jiǎn)單的方法，如果簡(jiǎn)單的方法行不通再去找復(fù)雜的方法。目前我們沒有任何白洞存在的一個(gè)證據(jù)。

Q11貴州在發(fā)展大數(shù)據(jù)，有一種說法誰掌握了這個(gè)數(shù)據(jù)，誰就掌握了未來。今天聆聽各位專家的演講，天眼每天都在產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，這個(gè)我認(rèn)為也是非常重要。這些數(shù)據(jù)對(duì)我們有什么樣的意義，以及對(duì)貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有什么意義。

謝曉堯：首先我想給大家說一下，目前騰訊數(shù)據(jù)中心落戶我們貴州，也就在貴陽貴安，包括蘋果的數(shù)據(jù)中心還落戶貴州，還有華為等等，這是我們5年以來的戰(zhàn)略以來很實(shí)際的東西。FAST在海量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生以后，給我們提供了一個(gè)非常難得的機(jī)會(huì)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題，數(shù)據(jù)處理問題。剛才FAST這么大的數(shù)據(jù)量，處理完了以后這個(gè)數(shù)據(jù)怎么辦，我們現(xiàn)在導(dǎo)在磁帶上，你想這需要消費(fèi)多少電，F(xiàn)AST落戶貴州都為我們數(shù)據(jù)中心做準(zhǔn)備工作，對(duì)貴州是非常非常好的技術(shù)促進(jìn)。（編輯/高緯時(shí)）