中国天眼的用途和意义,中国天眼之父(中国“天眼”面向全球开放)
关于【中国天眼的用途和意义】,中国天眼之父,今天犇犇小编给您分享一下,如果对您有所帮助别忘了关注本站哦。
1、中国“天眼”面向全球开放,成为“世界天眼”!你知道它究竟有多厉害
中国“天眼”即FAST射电望远镜,是世界上最大的单口径射电望远镜,于1994年提出设想,历经22年建成。“天眼”能让我们在宇宙中发现什么?请听国家天文台高级工程师、中国“天眼”现场办公室原副主任李奇生在“深圳市民文化大讲堂”上的讲述。以下为讲座主要内容。
『一门基于观测的学科』
天文学是研究宇宙的学问。
天文学有一个特点:它是一门基于观测的学科。宇宙天体离我们非常遥远,所以我们获得天体的信息只能通过观测。通过观测得到的结果,建立理论模型,再通过理论模型验证观测结果,如此反复循环,最终得到一个科学的理论模型。所以说,天文研究是基于一种推测而展开的。比如,在望远镜中看到的恒星,只是一个很小的闪烁的点。我们根据对它的亮度进行观测,发现它的亮度变化有一定的规律。于是,在这个恒星的亮度图上,我们就可以建立理论模型,初步推测这个点可能是两颗星绕在一起转。因为双星绕转时相互遮掩,所以它的亮度会出现有规律的变化。根据这种观测得出结论,天上的星星有将近一半是双星。
1825年,法国哲学家孔德曾经断言:“恒星的组成成分是人类绝对无法得到的。”然而,30多年后,科学家通过分光技术得到的恒星光谱,不仅知道了恒星的化学成分,还知道了恒星大气的温度、密度和压力以及恒星的自转、质量、磁场等物理量。
当然,我们也有解释不了的现象。1929年,美国天文学家哈勃用当时最大的胡克望远镜观测到星系的退行速度和距离成正比。这说明什么?说明我们的宇宙在膨胀。20世纪末,宇宙学家进一步的观测研究表明,宇宙在加速膨胀。然而,加速膨胀是需要能量的。这个能量是什么呢?我们目前还不知道,只能称其为“暗能量”。这是我们还解释不了的天文现象。
『望远镜的口径越造越大』
可以说,天文学的研究是依赖于观测设备的。天文学上取得的成就,都是和观测设备性能的提高密不可分的。有了好的望远镜,才能看到更加遥远、更加暗弱的天体,才能有新的发现。随着观测设备性能的提高,天文研究的内容也越来越广泛。
随着制造能力的提高,望远镜的口径越造越大。一开始的望远镜只有几十厘米的口径,后来逐渐出现了1米以上口径的望远镜。1918年投入使用的胡克望远镜,口径2.54米,位于美国加利福尼亚州洛杉矶市外的威尔逊山。通过这架望远镜,天文学家观测到宇宙在膨胀。口径5.08米的海尔望远镜位于美国加州帕洛马山上,于1948年建成,光镜面研磨就花费7年时间。这架望远镜的可移动部分达530吨重,作为当时最大的望远镜在世界上“统治”了很长时间。美国的凯克望远镜,第一次突破10米口径的量级。麦哲伦巨型望远镜的口径达25米,将于2025年在智利建成,其成像清晰度将达到哈勃太空望远镜的10倍。美国TMT望远镜的口径为30米,计划建于夏威夷莫纳克亚山,但目前项目受阻。E-ELT欧洲极大望远镜的口径达39米,是目前在建的最大口径光学望远镜,选址于智利的阿塔卡玛沙漠,计划2024年运营。
天文望远镜有两个参数,一个是灵敏度,一个是分辨率。灵敏度是指望远镜能接收到最弱信号的本领,通俗地说就是“看得见”的本领。分辨率则是指望远镜能分辨出最小细节的本领,也就是“看得清”的本领。
天文望远镜和我们人眼看东西是不一样的。人眼看见什么,就是什么,是不能累积起来的;而望远镜在跟踪天体的观测中,辐射不断地累积在探测器上,因此,观测的时间越长,越能看到更暗的天体。
『射电望远镜的问世』
1931年,一个名叫卡尔·央斯基的美国无线电工程师,在做无线电通信的干扰实验时发现,除了雷电的信号外,始终还有一种来历不明的信号干扰。经过仔细分析,他在1932年发表的文章中断言:这是来自银河系中心的射电辐射。他把这个结果告诉了天文学家,但当时并没有引起重视。
1937年,美国人G.瑞伯在自己家里潜心试制射电望远镜,并取得了成功。他建造的射电望远镜也是世界上第一架抛物面型射电望远镜。1939年,瑞伯验证了央斯基的发现,不仅银河系中心有射电辐射,宇宙很多地方都有无线电辐射。
第二次世界大战中,英国的许多军用雷达有时会同时受到干扰,而当太阳出现黑子时,干扰就更厉害。由此科学家断定,干扰来自太阳,说明太阳也有电波辐射。所有这些事实,使天文学家认识到,天体除了在可见光波段有辐射,在射电波段也有辐射。
至此,射电望远镜应运而生。随着制造能力的提高,射电望远镜的口径也越造越大。1957年建于英国的洛弗尔射电望远镜,口径为76米,它发现了第一例位于球状星云中的脉冲星。1961年建于澳大利亚的Parkes望远镜,口径64米,它后来发现了很多脉冲星。德国100米口径的波恩望远镜,建于1972年,重量达3200吨。
美国的阿雷西博望远镜是世界上第二大单口径球面射电望远镜,于1963年建成启用,口径305米。位于美属波多黎各的阿雷西博望远镜,依山地地形而建造。但是从2020年开始,因为年久失修,先后有两根钢索断裂,同年12月,望远镜的接收机平台从高空坠落,把望远镜彻底砸毁了。
目前世界上最大的单口径射电望远镜就是中国“天眼”——FAST射电望远镜,直径达到500米。
『中国“天眼”的三大创新』
中国“天眼”有三大创新。
第一个创新,是利用地球上独一无二的优良台址——贵州天然喀斯特巨型洼地作为望远镜台址。
FAST射电望远镜的台址原貌是一个天然的大坑,其中住了14户人家。1994年,FAST项目启动。2011年开工建设,2016年完工,2020年通过国家验收。这架望远镜有多大呢?它的接收面积有30个足球场那么大。如果你把它想象成一口大锅,在里面装满了葡萄酒,那么全世界每人可以分到3大瓶(每瓶700毫升)。全世界一共有70多亿人,你可以想象这个锅有多大。
FAST射电望远镜是500米口径的球面射电望远镜,它的观测覆盖面为天顶角40度,观测频率是70MHz—3GHz。目前,它是世界上灵敏度最高的射电望远镜。该项目共建设了5年半时间,总投资11.5亿元。
第二个创新,是发明了主动变形反射面,在观测方向形成300米口径瞬时抛物面,汇聚电磁波。
射电望远镜的主要功能,是将来自天体的电磁波经过金属镜面反射后,汇聚起来,便于天文观测。因此,射电望远镜常用的形状有两种,一种是球面,一种是抛物面。相对来说,球面反射后不是聚焦在一个点上,而是聚焦在一条线上,所以收集信号比较麻烦。抛物面经反射后信号会聚焦到一个点上,所以收集信号比较容易。
我们是怎样设计FAST射电望远镜的呢?其实,这架望远镜虽然直径是500米,但是我们观测的时候,只把其中300米变成抛物面,并且通过300米区域的不断移动来实现对天体的跟踪。因为天体的位置是不断移动的,所以我们必须不断移动来实现实时跟踪。
这么大面积的望远镜,其实每一块面板都是可以上下移动的。上下移动的目的是什么?就是要把观测天区这一部分的面板瞬时变成抛物面形状。根据测量和计算,一个直径500米的球面和一个300米的抛物面非常接近,它们之间最大相差还不到0.4米。所以,只要能够精确移动球面的面板,就可以把球面变成抛物面。
具体是怎么建的呢?开挖后,我们先建起一个封闭的圈梁,圈梁的内径就是500米。建完这个圈梁,再在圈梁上挂一个索网,也就是说,用手腕那么粗的钢索编了一个大网兜挂在圈梁上。然后,在索网上安装面板,每块面板为三角形,边长约11米,共4450块面板。再在索网下连接2225个触动器,可根据指令控制索网节点的高低位置。就这样,我们可以把整体面板由球面变成抛物面,观测结束后再变回球面。
这些面板非常薄,只有1毫米厚。而且,面板都是打孔的,一来可以减轻重量,二来可以使面板下的植被保持一定的日照。所以,像中国“天眼”这么大的建筑工程,对当地的生态环境保护没有造成负面影响。
第三个创新,是自主提出轻型索拖动机构和并联机器人,实现望远镜接收机馈源舱的高精度指向跟踪。
馈源是指望远镜用来接收宇宙信号的装置系统。如果把FAST比作一只眼睛,那么馈源就相当于它的视网膜,所有收集到的宇宙信号都要汇集到这里。馈源舱的直径为13米,重30吨,它在206米的直径范围内不断移动,因为它要时刻处在抛物面的焦点上。
在望远镜周围,有6座最高达168米的支撑塔,通过6条钢索将30吨重的馈源舱悬吊在球面的中心。这6条钢索每根长600多米,直径46毫米,重量达6吨。这个索驱动工程是目前世界上建成的最大跨度的柔索牵引并联机构。要把馈源舱移动到焦点位置,需要分两步走:由6条钢索和舱内的AB轴系统进行第一次调整,位置的误差在空间各方向不大于48毫米;第二次调整,由舱内的Stewart平台(也称“六杆刚性并联机器人”)进行,精度可达到10毫米。
李奇生在演讲中
『从追赶世界到领先世界』
中国“天眼”有哪些科学研究目标呢?
第一,了解宇宙中的物质结构分布。怎么了解?通过对氢这个元素的观测。氢是宇宙中最简单、最容易形成的元素,也是最多的元素。我们只要观测到一个地方有氢,就说明这个地方有物质。我们只要对空间进行扫描,就可以知道它的物质结构分布。这对于我们了解宇宙的演化过程有很大的帮助。
第二,观测脉冲星。简单来说,脉冲星是中等质量恒星死亡以后的必然结局。一个正常的恒星,比如太阳,每天都在进行核燃烧。因为核燃烧产生的辐射压和星体的引力正好平衡,所以太阳的大小没有什么变化。可是一旦核燃料烧尽,只剩下引力,天体就会一下子塌缩。会塌缩到什么程度呢?一个天体可能会压缩成直径只有20公里。因此,它的密度变得极大,自转非常快,磁场能量也很大,辐射很强,我们目前还不清楚它到底是什么样的物质结构。这正是我们希望通过观测进一步了解的真相。
第三,探测星际分子。星际分子是什么?就是恒星之间的空旷区域,存在星云、尘埃,星际物质占银河系的1/10。通过对这些星体进行拍摄,我们发现,星体之间存在很多复杂的分子。1963年,美国科学家发现了星际羟基分子(OH),这项成就获得了诺贝尔奖。1969年又探测到甲醛,甲醛是氨基酸的前身。星际分子的组成元素都是地球生物的基本元素,这对于我们了解生命的起源、恒星的起源有很大的帮助。
第四,搜寻外星文明。从理论上讲,像太阳这样的恒星在宇宙中是非常多的,因此外星文明很可能是存在的。
美国的阿雷西博射电望远镜曾在1973年向M13星团发射了我们人类的一些主要信息。M13星团至少含有几十万颗恒星,所以朝着一个方向发射,被外星人接收到的概率是非常大的。这些信息包括1—10的数字、地球上最多的5种元素、人类的DNA结构等等。但是,M13星团离我们有多远呢?信号到达那里需要2.5万年。也就是说,真有外星人给我们回信,要收到也得5万年以后了。
除了向宇宙发送信息,我们也搜寻外来的信号。可是,经过几十年的搜寻,我们至今没有得到一点有价值的信息。在这方面,中国“天眼”可以充分发挥高灵敏度、高分辨率的优势。
总而言之,中国“天眼”的建成,实现了我国射电望远镜从追赶世界到领先世界的跨越。FAST射电望远镜还将在未来20—30年继续保持领先。
栏目主编:龚丹韵 文字编辑:徐蓓 题图来源:新华社 图片编辑:苏唯
文中图片由作者提供
来源:作者:李奇生
2、中国天眼的用途和意义
中国天眼的用途和意义
人类诞生已经有数百万年,人类文明是一个伟大的文明,一步步强大起来成为地球的霸主。科技的快速发展让人类文明实现了飞跃式的发展,走出地球探索宇宙。站在宇宙的角度,人类又是一个非常渺小的文明,我们的这点成就在宇宙的面前根本不算什么。
人类没有走出地球之前,我们会觉得自己就是宇宙的唯一,但是当人类走出地球之后,看到浩瀚的宇宙,这种自豪感再也没有了。相信任何一个人站在宇宙的角度,都不会怀疑外星文明的存在,更不会认为人类文明就是强大的,可能在强大的外星文明面前,人类只是蚂蚁一样弱小的存在。
虽然人们都相信有外星文明的存在,但是经过半个多世纪的探索,科学家仍然没有发现任何地外生命和外星文明的影子,难道外星文明真的不存在?科学家可不这么认为,随着人类太空科技的不断进步,有了越来越强大的探测设备,反而越坚信外星文明的存在。
宇宙太大了,银河系只是无数星系中的一员,而银河系范围内像太阳系这样的星系有数千亿个,每一个星系都有数量不等的行星。和地球相似的类地行星整个银河系的数量可能不会少于数千亿个,就算是很小的概率诞生生命和智慧生命,那银可系内的外星文明数量也不会少。
如果将范围再扩大到整个宇宙,那文明的数量更是多到无法估计,可能很多人会问:既然宇宙中有如此多的外星文明存在,那为什么人类就发现不了一个呢?其实这主要还是跟人类的科技还非常落后有关,要知道太阳系只是处在银河系的偏远位置,这里就相当于一个乡下的存在。
如此偏僻的位置,资源少,自然存在生命和文明的星球也少,有可能只有地球这一个文明星球,因此想要寻找地外生命和文明的存在,最起码要走出太阳系才有可能,可是以人类现在飞船的速度,根本不可能走出太阳系,自然发现外星文明的存在也非常困难。
既然派出飞船或探测器寻找地外文明的存在是几乎不可能做到的事情,那还有没有其它的方法可以探索寻找外星文明?答案是肯定的,科学家想到了另外一种寻找外星文明的方法,那就是用射电望远镜搜索接收宇宙中可疑的无线电信号。
如果宇宙中存在强大的外星文明,他们已经成为星际文明,那么必然离不开无线电通讯,这些无线信号可以以光速在宇宙中散播,只要人类能够搜索到这样的信号,能够成功破解,外星文明也就被我们找到了。
中国天眼就是强大的射电望远镜,于1994年提出构想,历时22年建成,于于2016年9月25日落成启用,是由是由中国科学院国家天文台主导建设,具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。
可能很多人对天眼不了解,想知道中国天眼到底有什么用?其它它的强大远超我们的现象,它的发现有可能让人类文明向前迈进一大步。中国天眼是射电望远镜,它的作用自然也是搜索宇宙中的无线电信号,而且天眼的灵敏度非常高,即使你在月球打说悄悄话,都逃不过天眼的探测。
中国天眼的搜索范围也非常远和广,它最远可以探索到人类目前可观测的宇宙范围边界,达137亿光年,可以说只要是宇宙中存在的无线电信号,理论上都逃不过天眼的探测。
中国天眼自2016年启用到现在,已经发现了59颗优质的脉冲星,其中被确认为新发现的有44颗,这是多么了不起的成就,它的宇宙信号搜索能力让世界震惊。当然,这只是天眼的牛刀小试,这只是中国天眼还在测试阶段的一些成就。
中国天眼经过2年多的测试,2019年它将接收国家验收,并正式开启搜索地外文明的计划,这个时候才是天眼真正大显身手的时候,一旦天眼全面开始搜索宇宙信号,相信每天都可以接收到很多来自宇宙的信号,当然这些信号大部分都是天体发生的,没什么用,只有少数疑似外星文明的信号才有价值。
可能不少人会认为,如果外星文明距离我们太远,即使发出无线电信号,到达地球也早已微弱到不可测,那还有什么意义?其实这种担心是正确的。比如我们人类现在向宇宙深处的无线电信号,传播距离非常有限,可能最多也就几十光年的距离,而且还非常微弱,外星文明不一定可以接收到。
但是,宇宙文明可能非常多,其中必然存在一些非常强大的文明,这样的文明无线通讯技术自然也是非常强大的,他们发出的无线电信号能量会非常强大,传播的距离也会非常远,这种信号被天眼接收到的可能性就会非常大。
除了这种外星文明向宇宙四散的无线电信号之外,还有一种信号最值得人类关注,那就是外星文明向地球主动发出的定向信号。人类在寻找地外文明,同样地外文明也会做和人类一样的事情,可能一个远在数百光年之外的外星文明,他们也通过天文望远镜发现了太阳系,发现了蓝色的地球。
只是外星文明也不确定地球是否有智慧文明的存在,于是向地球发射了一道强烈的无线电信号,这样的信号目的性强而且能量巨大,只要到达地球附近就不会逃过天眼的捕捉,而这种信号规律性特别强,科学家自然也会更加确信它就是外星文明发出的信号。
对于中国天眼来说,搜索接收宇宙中可疑的神秘信号并不难,难的是破解,如果外星文明的无线信号能够跨越遥远的空间来到地球,那他们的实力必然比我们要强大很多,无线电信号模式,原理,语言,编码等都有可能和人类的大不相同,这样破解的难度将会非常大。
只有破解的外星信号才是对人类文明有价值的信号,我们可以根据信号的来源确定外星文明的位置以及他们的文明等级,虽然距离太远我们无法到达,但如果能够通过信号来交流,也有可能让人类文明实现一次质的飞跃。
中国天眼的用途和意义
中国“天眼”的主要发起者和奠基人、中国天眼之父——南仁东。
24载, 8000多个日夜,追逐梦想。
南仁东,吉林辽源人,中国天文学家、中国科学院国家天文台研究员,曾任FAST工程首席科学家兼总工程师,负责国家重大科技基础设施 500米口径球面射电望远镜的科学技术工作,在世界天文史上镌刻下新的高度。 2017年 5月,获得全国创新争先奖; 2017年 9月 15日,“天眼”落成启用一年,他却永远地闭上了眼睛。
2018年 12月 18日,中共中央、国务院授予南仁东改革先锋称号,并颁发改革先锋奖章,同时获评“‘中国天眼’的主要发起者和奠基人”。
祖国让他割舍不下
在科幻巨著《三体》中,地球人叶文洁接收到了来自宇宙深处的电波,并做出回答,由此引发了惊心动魄的星际冲突……
现实生活中,南仁东的故事可谓是“《三体》前传”—— 他耗费24年、带领团队完成的“中国天眼”,就是帮助人类从宇宙杂乱的信息中分辨出有意义的声音。它看似一口大锅,却是世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,可以接收到来自广漠宇宙深处的电磁信号。他将其比喻为“从雷声中听见蝉鸣”。一个当初没有多少人看好的梦想,最终成为一个国家的骄傲!
1945年,南仁东出生在吉林辽源龙山区。南仁东自幼勤学好问,是个妥妥的“学霸”,上初中时曾连续三年六学期荣获全校唯一的“学习标兵”奖状。 1963年,南仁东以平均 98.6分的优异成绩摘得“吉林省理科状元”,考入清华大学无线电系,成为辽源地区 10年间唯一考入清华的少年才子。
1977年国家恢复高考招生。年过而立的南仁东捡拾书本再次加入了“高考大军”。这一次,他同样令人震惊,跨专业考入中国科学院天文学研究生。毕业后,南仁东被派去荷兰做访问学者,后被日本国立天文台聘为客座教授,享受世界级别的科研条件和薪水。这期间,他参与了 10个国家的大型射电望远镜计划,以多项优秀成果赢得了国际天文学界的赞誉。
然而,就在南仁东名声大沸之时,他却做出了一个令人瞠目的决定——身为中国人,祖国让他割舍不下。 1990年,他放弃了国外优厚的条件选择回国,就任中国科学院北京天文台副台长。那时,他在国外一天的收入,就抵得上在国内一年的工资。很多人笑他傻,他却淡淡地说道:“在我眼中,知识没有国界,国家要有知识!”这简短的话语,折射出南仁东甘挑中国天文事业担子的信心和勇气。
疯狂畅想:“萌生”大国重器
2006年,在南仁东本人不在场的情况下,他被国际天文学会射电天文分部选为主席。
“我们是谁?我们从哪里来?我们是否孤独?”这是南仁东生前常常提及的3个问题。这一切还要从1993年说起。那是在日本东京一场聚集了全球顶尖无线电科学家联盟大会上,有人提出,在全球电波环境继续恶化的`今天,人类应该建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。
南仁东坐不住了,他一把推开同事的房门:“中国为什么不能做?我们也建一个吧!”从此,他的生命重心就再也没有远离这一主题。
“天眼”是一个大胆到有些突兀的计划。上世纪90年代初,中国最大的射电望远镜口径还不足30米。南仁东却放出“狂”言:要建造一个口径500米,全球最大的!有人嘲讽他痴人说梦,南仁东说了一个比喻:当年哥伦布建造巨大船队,得到的回报是满船金银香料和新大陆。但哥伦布计划出海的时候,伊莎贝拉女王不知道,哥伦布也不知道,未来会发现一片新大陆。
这个工程虽不被世人看好,但南仁东就认准了这件事,他迎难而上,从此紧紧咬定这个大口径射电望远镜不放松,殚精竭虑20余年,直至生命最后一刻。
打造这样一个射电望远镜,选址要求特别严格,需要有一个数百米大的被四面山体围绕的山谷,这个“天然大坑”要能放下超大反射面,而且山体还要能挡住外面的电磁波。有人告诉他,在贵州的喀斯特洼地能选出性价比最高的“天眼”台址。南仁东立即跳上火车,在绿皮火车上坐了近50个小时……从1994年到2005年,南仁东带着300多幅卫星遥感图,走遍了贵州大山里的300多个备选点,上百个窝凼。乱石密布的喀斯特石山里,有些荒山野岭连条小路都没有,只能从石头缝间的灌木丛中深一脚浅一脚地一步一步往前挪。终于,功夫不负有心人。有一天,当南仁东历尽艰辛深入到黔南州平塘县克度镇金科村大窝凼时,看见四周数百米高的叠嶂山峦环抱着中间一个宛若巨碗的大型“天坑”,刚好能够盛装大面积射电望远镜的巨型反射面,而且附近在半径五公里内没有乡镇或人数超过20人的村落,不会产生任何因调频电台、电视、手机以及其他无线电数据的传输造成的电磁环境干扰,一切自然条件和射电望远镜的需求完美匹配。殊不知,此时此刻,时光已经悄然流过了整整12年,已到了2005年了。后来,有媒体记者采访南仁东时问他当时最本真的想法,他说道:“那一刻,我心中升腾起一个最大的梦想,就是尽早把大窝凼变成一个现代机械美感与自然环境完美契合的天文观测站。”
“如果建不好,怎么对得起国家”
2006年,中国科学院召开各院长会议,听取各个“十一五”大科学工程的立项申请汇报。南仁东在会上为 FAST申请立项得到通过。在最后的国际评审中,他用英文发言,由于提前把整篇稿子背了下来,评审最后,国际专家开玩笑说:“英文不好不坏,别的没说清楚,但要做什么,他说得特别明白。”
2007年7月,射电望远镜项目获得国家批复立项,随后开始动工建设。在正式开工那天,南仁东站在大窝凼的正中央,看着工人们砍树除草平地,沉默了许久的他只庄重而严肃说了一句话:“如果建不好,怎么对得起国家?”他心里非常明白这笔账目:国家投入11个亿,FAST寿命若为30年,相当于国家每天投入10万多元资金。如果建设工作没做好导致停工一天,这笔经费就等于白白扔掉了。正是因为这样,南仁东不敢坐在大后方的办公室里做负责统筹协调的总指挥,而是一天到晚泡在大窝凼施工现场,亲自参与工程建设的每一个部分,力求做到“尽善尽美”。开工建设伊始,在审核施工方案时,他看不懂岩土作业的一些细则,就找来专业书籍恶补了一个月,掌握了岩土相关知识,得以轻松阅看全部图纸。有一次,要建一个水窖,他扫过设计图纸,随手标出几处错误给退了回去,令施工方负责人大吃一惊:这个搞天文的科学家,竟然还懂土建。而在后续施工过程中,他还多次向不同工序的作业工人拜师学艺,先后掌握了多门手艺,上钢架去拧螺丝、用扁铲削钢材、在高空梁山上打孔套丝、看试播器调整设备……久而久之,工地上流传出这样一种说辞:在大窝凼,别想蒙南仁东,天文、无线电、金属工艺、画图、力学,他几乎都懂,颇有些“超人”的味道!
事实上,南仁东的“都懂”,完全是建立在他“每天都在学”的刻苦钻研和勇于尝试上的。
寻找外星生命,在别人眼中“当不得真”,但这位世界知名的天文学家的电脑里却存了好几GB的资料,能把专业人士说得着了迷。在南仁东看来,“天眼”建设不是由经济利益驱动,而是“来自人类的创造冲动和探索欲望”。他也时常告诉学生,“科学探索不能太功利,只要去干,就会有意想不到的收获”。
在南仁东的性格里确实有股子“野劲”。 2014年,“天眼”反射面单元即将吊装。在正式吊装之前,要先进行“小飞人”载人试验。这个试验,需要用简易装置把人吊起来,送到 6米多高的试验节点盘上,然后在无落脚之地的半空中全程手动操作装试,操作时,如果稍有不慎,人就会摔落地面造成伤残。起初,有好几位年轻工人争抢着要求先上,说下来后会如实汇报结果,但都被南仁东劝阻了,他坚持自己第一个上去。幸好,有惊无险,南仁东完成了各道工序作业后安全落地,并就亲身体验过后总结的注意事项和操作要点一一作了交代。
有趣的是,在这样的施工现场,南仁东特别会“难中作乐”。
有一阵子,FAST建设进入攻坚期。南仁东紧盯在工地上,常常顾不上按时吃饭,于是他就往口袋里塞了些饼干,饿了吃几口。但有时一忙,就忘记拿出来吃,以至于最后饼干在口袋揉搓成了末儿。然而,就在所有人都认为他要扔掉的时候,却见他直接把饼干末儿倒进茶缸里用白开水一冲,再拿树枝搅拌均匀,然后热情地请大家品尝美味的饼干糊糊,偌大的工地,传出了此起彼伏的欢快笑声。
南仁东喜欢冒险。“天眼”现场有六个支撑铁塔,每个建好时,他总是“第一个爬上去的人”。几十米高的圈梁建好了,他也要第一个上去,甚至在圈梁上奔跑,开心得像个孩子。
就这样,在南仁东的亲力亲为下,建设团队克服了深山作业的枯燥乏味和一个又一个看似无解的技术难题,FAST终于在 2016年 9月 25日全部竣工。
这个面积相当于30个足球场或八个鸟巢的“中国天眼”,是世界上最大且最灵敏的单口径球面射电望远镜。开机后可以观测脉冲星、中性氢、黑洞等宇宙形成时期的信息,并能接收 1351光年外的电磁信号,未来可用于捕捉外星生命信号。
竣工当天,满脸沧桑的南仁东爬上高高的FAST圈梁,望着“初长成”的射电望远镜,欣慰地说道:“这是一个美丽的风景,科学风景!”艰辛过后,尽是梦想照进现实的惬意和自豪。
“天眼”就是他留下的遗产
中国天眼完美交工了,作为“中国天眼”之父的南仁东却病重倒下了。
其实,早在2015年,南仁东就因身体不适住院被确诊为肺癌。消息传出后,大家都说是 FAST工程把他累倒了。的确,为了 FAST工程,南仁东常年奔波操劳,长时间扛重负,身体的免疫系统早已紊乱并发生病变。
初次手术后,南仁东住进北京郊区的一个花园小院,静静休养。有一天,有位同事前往探望,宽慰南仁东说:“也是好事,总算可以过几天清闲日子了”谁知,原本谈笑风生的南仁东突然沉默寡言起来,过了好大一会儿才摇头说了这样一句:“像坐牢一样。”没过多久,他就偷偷离开那个小院儿,跑回了大窝凼建设现场。
好多人苦劝南仁东回去疗养,可是他却坚决不肯。大家都说他是拿命相搏,南仁东反驳说:FAST不成要命也无用!20多年前,自从“中国天眼”的梦想从心底生发出来,南仁东就决定奉献余生,为梦想而活,以至于到生命尽头亦这般果敢决绝。
2017年 9月 15日晚 11时,就在“中国天眼”即将顺利调试运行一周年前夕,南仁东的生命在病痛中戛然而止,他所期待的“中国天眼”探测宇宙新突破性发现亦无法看到,独留深深遗憾弥漫天地间。
南仁东的一生无疑是光辉灿烂的一生。这个外表潇洒的天文老头,不是院士,也没拿过什么大奖,但他把这一切都看得很淡。“天眼”就是他留下的遗产。
正如他自己说的:“美丽的宇宙,太空以它的神秘和绚丽,召唤我们踏过平庸,进入它无垠的广袤。”
中国天眼的用途和意义
人类诞生已经有数百万年,人类文明是一个伟大的文明,一步步强大起来成为地球的霸主。科技的快速发展让人类文明实现了飞跃式的发展,走出地球探索宇宙。站在宇宙的角度,人类又是一个非常渺小的文明,我们的这点成就在宇宙的面前根本不算什么。
人类没有走出地球之前,我们会觉得自己就是宇宙的唯一,但是当人类走出地球之后,看到浩瀚的宇宙,这种自豪感再也没有了。相信任何一个人站在宇宙的角度,都不会怀疑外星文明的存在,更不会认为人类文明就是强大的,可能在强大的外星文明面前,人类只是蚂蚁一样弱小的存在。
虽然人们都相信有外星文明的存在,但是经过半个多世纪的探索,科学家仍然没有发现任何地外生命和外星文明的影子,难道外星文明真的不存在?科学家可不这么认为,随着人类太空科技的不断进步,有了越来越强大的探测设备,反而越坚信外星文明的存在。
宇宙太大了,银河系只是无数星系中的一员,而银河系范围内像太阳系这样的星系有数千亿个,每一个星系都有数量不等的行星。和地球相似的类地行星整个银河系的数量可能不会少于数千亿个,就算是很小的概率诞生生命和智慧生命,那银可系内的外星文明数量也不会少。
如果将范围再扩大到整个宇宙,那文明的数量更是多到无法估计,可能很多人会问:既然宇宙中有如此多的外星文明存在,那为什么人类就发现不了一个呢?其实这主要还是跟人类的科技还非常落后有关,要知道太阳系只是处在银河系的偏远位置,这里就相当于一个乡下的存在。
如此偏僻的位置,资源少,自然存在生命和文明的星球也少,有可能只有地球这一个文明星球,因此想要寻找地外生命和文明的存在,最起码要走出太阳系才有可能,可是以人类现在飞船的速度,根本不可能走出太阳系,自然发现外星文明的存在也非常困难。
既然派出飞船或探测器寻找地外文明的存在是几乎不可能做到的事情,那还有没有其它的方法可以探索寻找外星文明?答案是肯定的,科学家想到了另外一种寻找外星文明的方法,那就是用射电望远镜搜索接收宇宙中可疑的无线电信号。
如果宇宙中存在强大的外星文明,他们已经成为星际文明,那么必然离不开无线电通讯,这些无线信号可以以光速在宇宙中散播,只要人类能够搜索到这样的信号,能够成功破解,外星文明也就被我们找到了。
中国天眼就是强大的射电望远镜,于1994年提出构想,历时22年建成,于于2016年9月25日落成启用,是由是由中国科学院国家天文台主导建设,具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。
可能很多人对天眼不了解,想知道中国天眼到底有什么用?其它它的强大远超我们的现象,它的发现有可能让人类文明向前迈进一大步。中国天眼是射电望远镜,它的作用自然也是搜索宇宙中的无线电信号,而且天眼的灵敏度非常高,即使你在月球打说悄悄话,都逃不过天眼的探测。
中国天眼的搜索范围也非常远和广,它最远可以探索到人类目前可观测的宇宙范围边界,达137亿光年,可以说只要是宇宙中存在的无线电信号,理论上都逃不过天眼的探测。
中国天眼自2016年启用到现在,已经发现了59颗优质的脉冲星,其中被确认为新发现的有44颗,这是多么了不起的成就,它的宇宙信号搜索能力让世界震惊。当然,这只是天眼的牛刀小试,这只是中国天眼还在测试阶段的一些成就。
中国天眼经过2年多的测试,2019年它将接收国家验收,并正式开启搜索地外文明的计划,这个时候才是天眼真正大显身手的时候,一旦天眼全面开始搜索宇宙信号,相信每天都可以接收到很多来自宇宙的信号,当然这些信号大部分都是天体发生的,没什么用,只有少数疑似外星文明的信号才有价值。
可能不少人会认为,如果外星文明距离我们太远,即使发出无线电信号,到达地球也早已微弱到不可测,那还有什么意义?其实这种担心是正确的。比如我们人类现在向宇宙深处的无线电信号,传播距离非常有限,可能最多也就几十光年的距离,而且还非常微弱,外星文明不一定可以接收到。
但是,宇宙文明可能非常多,其中必然存在一些非常强大的文明,这样的文明无线通讯技术自然也是非常强大的,他们发出的无线电信号能量会非常强大,传播的距离也会非常远,这种信号被天眼接收到的可能性就会非常大。
除了这种外星文明向宇宙四散的无线电信号之外,还有一种信号最值得人类关注,那就是外星文明向地球主动发出的定向信号。人类在寻找地外文明,同样地外文明也会做和人类一样的事情,可能一个远在数百光年之外的外星文明,他们也通过天文望远镜发现了太阳系,发现了蓝色的地球。
只是外星文明也不确定地球是否有智慧文明的存在,于是向地球发射了一道强烈的无线电信号,这样的信号目的性强而且能量巨大,只要到达地球附近就不会逃过天眼的捕捉,而这种信号规律性特别强,科学家自然也会更加确信它就是外星文明发出的信号。
对于中国天眼来说,搜索接收宇宙中可疑的神秘信号并不难,难的是破解,如果外星文明的无线信号能够跨越遥远的空间来到地球,那他们的实力必然比我们要强大很多,无线电信号模式,原理,语言,编码等都有可能和人类的大不相同,这样破解的难度将会非常大。
只有破解的外星信号才是对人类文明有价值的信号,我们可以根据信号的来源确定外星文明的位置以及他们的文明等级,虽然距离太远我们无法到达,但如果能够通过信号来交流,也有可能让人类文明实现一次质的飞跃。
本文关键词:世界最大射电望远镜,中国天眼为什么关了,中国天眼是什么,天眼查询个人信息,中国天眼简介。这就是关于《中国天眼的用途和意义,中国天眼之父(中国“天眼”面向全球开放)》的所有内容,希望对您能有所帮助!更多的知识请继续关注《犇涌向乾》百科知识网站:http://www.029ztxx.com!
版权声明: 本站仅提供信息存储空间服务,旨在传递更多信息,不拥有所有权,不承担相关法律责任,不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。