如果问哪个国家会第一个发现外星人,那很可能是我们中国。为什么这么说呢?因为我们有“天眼”。
中国“天眼”,全称为“500米口径球面射电望远镜”(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,简称FAST),是全球最大的单一口径射电天文望远镜。2020年1月11日,它顺利通过国家验收并正式投入运行。我们先来了解一下它的背景知识。
在大多数人的印象里,望远镜就是那种我们通过它能用眼睛看到远方物体的东西。如果你也这么认为,那未免太狭隘了,因为大量的光都是我们肉眼看不见的。它们要么波长太短,比如紫外线、X射线、γ射线等;要么波长太长,比如红外线、微波和无线电波。相比起来,我们能看到的可见光简直少得可怜。为此,我们制造出那些明明不像望远镜的望远镜,它们就是用来帮助我们看见那些不可见光的。
射电天文望远镜就是专门用来看不可见光中的无线电波的。利用无线电波观测宇宙有很多好处,比如,能帮助我们观察到极其遥远和极其暗淡的天体,让我们将视野拓宽到宇宙的更深处;再比如,无线电波拥有极强的穿透力,通过观察它,我们就能看到那些被宇宙尘埃遮蔽住的星系内部,从而探寻恒星诞生和黑洞的秘密。
图1-4
不过,反过来说,使用无线电波也有一定的坏处,因为它的波长太长了,所以成像分辨率非常低,除非我们能扩大接收面积。说到这里,你应该就能明白为什么射电望远镜都是一些“巨无霸”了吧?因为射电望远镜的口径越大,分辨率就越高,所以我们的“天眼”才要建得那么庞大,不仅反射面面积相当于30多个足球场加起来的面积总和,口径更是达到了500米。当然,“天眼”其他方面的数据也令人惊叹,比如反射面铺设了8895根钢索、由4450块三角形面板组成(如图1-4所示)。
还有重达30吨的馈源舱,用6根钢索悬吊在空中,里面装有最先进、最灵敏的接收装置。
这一切,仅施工建设就用了5年半的时间,而且还是用令世界惊叹的“中国速度”,其建造难度可想而知。
你可能对500米口径没有具体概念,那我们就来想象一下:假如向这口大锅里倒入红酒并将其装满,那么这些红酒足够地球上每个人喝上4瓶。这样描述,你能理解了吧?
“天眼”既然像一口大锅,那肯定能接雨水。一旦遇上下雨天,它不就变成一个大浴缸了吗?
科学家自然也能想到这个问题,于是就在每块三角形面板上都穿了孔,不仅能让雨水从孔中漏下去,还能帮它减重。关键是,穿过这些孔隙的太阳光线,可以让望远镜下面的灌木丛继续生长,这是一幅多么和谐的自然景象呀!
“天眼”如此巨大,如果要转动它去瞄准一片特定的天空,该怎么转动呢?难不成“天眼”也像美国最大的望远镜阿雷西博一样,是固定不动的吗?
当然不是。“天眼”不但可以自由转动,瞄准精度还很高,这也是“天眼”的另一项惊人创新。在每一块三角形反射面板的底部,科学家们都设置了可独立控制的钢索,通过调整这些面板,可以将这口大锅的抛物面指向天空中的不同区域(如图1-5所示)。而挂在空中的馈源舱也可以在6根钢索的牵引下,配合抛物面的改变,调整自己的位置,精度可达10毫米。这项创新引起了外国科学家们的一致惊叹。
你现在明白了吧?如果要说发现外星人的话,那很有可能需要我们的“天眼”出击!
图1-5