天文問與答

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

邁克爾·克雷默：我想大多數(shù)的這些信號都是非常非常弱的，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，我們要找到比較好的處理系統(tǒng)，另外數(shù)據量非常大，我們要把它們拆成小塊才能解釋我們天文信息、天文信號，這是其中一個重大的挑戰(zhàn)。我們現(xiàn)在所用的技巧都是在噪聲中找到真正有價值的東西。

Q2這個問題好像說因為天文的信號太弱了，如果要把這個信號規(guī)律搞清楚，需要大量的數(shù)據疊加在一起，我覺得好像是一個根本的問題。能不能請路如森研究員講講黑洞被拍到過程當中，有什么困難。

路如森：針對黑洞成像，因為我們從本質上講，當然實際還是信號比較弱，我們要想探索到這個數(shù)據我們需要記錄大量的數(shù)據，數(shù)據越大靈敏度越高，帶寬每提高1倍，靈敏度要提高2倍。

Q3中國天眼FAST還能夠探索宇宙中什么樣的新領域？優(yōu)勢在哪？我們在座的學生，需要做什么學習和準備，才能用FAST做出重要發(fā)現(xiàn)？

孫才紅：針對這個問題，我首先想回答一下我們FAST本身的科學目標，F(xiàn)AST本身要研究中繼星，另外我們觀測脈沖星，研究整體恒星的起源演化。還有聯(lián)網觀測，以后FAST要加入這個網，要起到一個很大的作用。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，是否存在外星的文明。從目前的情況我們按照這樣的科學目標，我們整個接收機的設計，望遠鏡的設計。包括一些以后大家提出一些新的想法，對于FAST來說，對于天文學的研究來說，我們希望能夠得到進一步的拓展。現(xiàn)在的學生有這樣的想法，我們希望大家好好學習。一個是科學方面，一個是工程方面，希望大家在這兩個方面都能夠積累自己的知識，然后加入到我們這個工作中來，發(fā)揮應用的作用。

Q4FAST捕捉的數(shù)據量很大，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，隨著FAST現(xiàn)在運轉越來越好，數(shù)據量成倍增加。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)在更多傳到我們實驗室壓縮了8倍，都是有損壓縮，我認為像這些數(shù)據的話，實際上它接收下來以后，要解決傳輸?shù)膯栴}，要解決存儲的問題，要解決計算的問題，這些如果在我們通訊領域和計算領域，我覺得有很多基礎的東西要學習的。

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

路如森：我覺得應該是各有優(yōu)缺點，你剛才舉的美國的27面的望遠鏡，非常領先的陣列像我們對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，單個望遠鏡做大一點，分辨敏感度不行，需要多個望遠鏡聯(lián)合起來。如果觀測脈沖星，不需要成像，記錄天體譜信號，這樣用單個大的望遠鏡顯得很有優(yōu)勢。

Q6黑洞直徑是多大？

路如森：黑洞的直徑，剛才我報告里面講了一下，黑洞它有一個視力范圍，它的視力范圍講為直徑，跟質量有關系大的，質量大視力范圍大。

Q7我想知道要多少個望遠鏡才能看清楚這個黑洞？

路如森：我們用這個技術聯(lián)合世界上望遠鏡進行成像的話，望遠鏡的分布是非常關鍵的一個因素。至少五六個以上才可以，少的不行，當然越多得到的圖像質量越好。

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

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

Q9網上說物理學家霍金曾告誡不要回復外星人的信號，現(xiàn)在FAST收到外星人信號，會計劃回復嗎？

謝曉堯：上一次中國科普行到高校的時候，霍金的弟子跟我在一起講這方面的問題，我講這方面的計算，他講宇宙，當時我也問了他這個情況，霍金到底有沒有這個回答，他給我否定。

孫才紅：FAST本身處于一個調試狀態(tài)，我們從近期已經開始投入運行，也進行國家級的驗收。從我們本身科學目標來講，以后肯定會考慮這方面的觀測，現(xiàn)在國際上確實有人從專業(yè)方面問我們觀測的。從長遠的角度來說，F(xiàn)AST一方面在這方面也跟專業(yè)的活動觀測，以后長遠合作時間會更多一些。

主持人：就是FAST還是會干這個事。確實有很多望遠鏡投入到搜索地外文明的信號當中去，那么FAST也做了一些實驗，目前為止沒有收到信號，將來會投入更多的時間。

Q10我們既然已經證實了黑洞的存在。我想知道有沒有白洞？我在一篇報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，從實驗觀測來看，沒有白洞存在的證據，所以我不能說有白洞的存在。從數(shù)學角度來看，可能白洞和黑洞是一個解。

我不能說有白洞，因為我從觀測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，但是對我來說這是很難的問題，目前沒有相關的證據。比較好的方法首先找一些簡單的方法，如果簡單的方法行不通再去找復雜的方法。目前我們沒有任何白洞存在的一個證據。

Q11貴州在發(fā)展大數(shù)據，有一種說法誰掌握了這個數(shù)據，誰就掌握了未來。今天聆聽各位專家的演講，天眼每天都在產生海量的數(shù)據，這個我認為也是非常重要。這些數(shù)據對我們有什么樣的意義，以及對貴州經濟社會發(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)據中心落戶我們貴州，也就在貴陽貴安，包括蘋果的數(shù)據中心還落戶貴州，還有華為等等，這是我們5年以來的戰(zhàn)略以來很實際的東西。FAST在海量的數(shù)據產生以后，給我們提供了一個非常難得的機會，數(shù)據存儲問題，數(shù)據處理問題。剛才FAST這么大的數(shù)據量，處理完了以后這個數(shù)據怎么辦，我們現(xiàn)在導在磁帶上，你想這需要消費多少電，F(xiàn)AST落戶貴州都為我們數(shù)據中心做準備工作，對貴州是非常非常好的技術促進。（編輯/高緯時）