光年之外

2016年7月3日，貴州黔南州平塘縣，世界最大單口徑射電望遠鏡—500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）的最后一塊反射面單元成功吊裝，這標志著FAST主體工程順利完工。作為中國天文學研究的最新利器，它將致力搜尋更多的奇異天體，觀測脈沖星，探索宇宙起源、星系與銀河系的演化，甚至還可以搜索星際通信信號，開展對地外文明的探索。

130億光年之外，在發(fā)生什么？

從17世紀意大利科學家伽利略第一次把簡陋的5厘米望遠鏡轉(zhuǎn)向天空的那一刻起，人類便打開了認知新世界的大門。

1990年4月24日，哈勃太空望遠鏡搭乘發(fā)現(xiàn)號航天飛機進入太空。作為人類最敏銳的“眼睛”之一，它讓人們看到了前所未有的宇宙景象，將視野擴展到130億光年以外。在此之前，人類能夠觀測到的宇宙范圍只有70億光年。

2016年9月25日，世界上最大單體射電望遠鏡工程—FAST射電望遠鏡，在貴州平塘縣正式竣工運行。這個直徑500米的望遠鏡又名“中國天眼”，將人類的視野再次擴大到137億光年以外。與此同時，它還具有搜索暗弱脈沖星及其他暗弱射電源的能力，在地外生命的搜索等方面，有望實現(xiàn)科學技術(shù)的重大突破。

曾幾何時，世界領(lǐng)先的射電天文望遠鏡均由歐美國家建造。如今，F(xiàn)AST的出現(xiàn)使我國在相關(guān)領(lǐng)域步入世界先進行列。

建設(shè)新一代射電望遠鏡，接收更多外太空的訊息，這是FAST首席科學家、總工程師南仁東在上世紀90年代提出的設(shè)想。經(jīng)過長達20多年的選址和施工，“天眼”最終在貴州天然的喀斯特地貌上“張開”。

從高空望向地面，F(xiàn)AST的巨大反射弧面像是一口嵌入地面的大鍋。6個支撐塔在周圍高高豎起，網(wǎng)格爬滿“鍋”底，反射面面板一圈一圈鋪滿索網(wǎng)的空隙，織成巨網(wǎng)。

這是世界上第一個采用變位工作方式的索網(wǎng)體系，也是世界上跨度最大、精度最高的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。索網(wǎng)可以根據(jù)觀測天體的方位，在FAST反射面的不同區(qū)域形成直徑為300米的拋物面，以實現(xiàn)精確觀測。這個可移動的拋物面，被人們形象地稱為天眼的“虹膜”。

至于天眼的核心組成部分“瞳孔”—饋源艙，定位精度和工程難度更是前所未有。饋源是指射電天文望遠鏡用來接收天體信號的系統(tǒng)，饋源艙就是用于安放這個系統(tǒng)的平臺。

經(jīng)過工程師們的反復(fù)驗算，F(xiàn)AST望遠鏡創(chuàng)新性地采取輕型索支撐饋源平臺方案，把饋源艙減重到30噸，由6條600多米長的鋼索吊在空中精準定位，誤差不超過48毫米。

中科院國家天文臺原副臺長鄭曉年表示，F(xiàn)AST突破了射電望遠鏡的百米極限，它與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，靈敏度提高約10倍。在未來20年至30年的時間里，F(xiàn)AST都將保持世界一流設(shè)備的地位。

截至今年9月中旬，F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量已經(jīng)達到224顆，在國際上所有的望遠鏡中，處于一流水平。宇宙浩瀚無窮，探索永不停止。中國科學院國家天文臺表示，F(xiàn)AST將開啟地外文明搜索，尋找來自宇宙深處高智慧生命的信號。也許有一天，“天眼”將會收到外太空生命體的回聲。