科學也可以如此靠近

國之重器之中國天眼,最遠可探測到宇宙邊緣的信號,向南仁東致敬

1月
10
2021

2021年1月10日10時

文華風向標

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然而還沒能等到外星人的回複,FAST中國天眼望遠鏡橫空出世,直接成為世界第一,然後這個阿雷西博就直接因為失去價值不再維護而坍塌了,一個中國天才用一輩子才建立起的望遠鏡到底有多牛,為什麼說它可能給中國帶來不止一個諾貝爾物理學獎,它有什麼魅力讓全世界都向中國發申請使用的請求。

數學可以是一位天才用一張紙和一堆筆芯算出來的成果,所以中國有了陳景潤這一個世界級的數學家,然而天文學卻是一門特別依靠望遠鏡才能夠突破的學科,而隨著時代的發展,地球各種信號幹擾越來越嚴重,為了獲得有效的信息,望遠鏡的口徑越來越大,口徑305米的阿雷西博望遠鏡是曾經世界上最大的射電望遠鏡,因為他觀測到的脈沖星和對廣義相對論的驗證。

美國人分別獲得了1974和93年兩次諾貝爾物理學獎,而中國最大的望遠鏡口徑只有30米,不到它的十分之一,想要依靠它做出多大的成就無疑是一件極其渺茫的事情,但世界最大的望遠鏡計劃都不帶中國人參與,那個時候中國天文人只能在別人有空閑的時候,才能夠借用一點點時間來做一些基礎研究,一把辛酸淚。

直到有一個人站了出來,他的名字叫做南仁東,這位曾經的吉林省的理科狀元,清華大學無線電專業畢業的天才,因為看到中國科學家只能借用別國望遠鏡的艱難,當時在日本做客座教授的他放棄了一天頂國內一年工資的工作,回答了當時還很貧窮給不起高工資的中國,決定建立中國人自己的射電望遠鏡,而這個望遠鏡的口徑它的計劃是500米,毫無疑問,世界第一。

然後從1994年到2017年逝世,他後面的22年全部獻給了天眼望遠鏡,這22年間,他幾乎沒有任何節假日也不敢浪費一天的時間,用他常說的一句話就是:“如果因為工作沒有做好,FAST停一天,國家就白扔12萬”,他面臨的第一個問題就是選址,巨型望遠鏡對選址要求極其苛刻。

首先不能有電磁的幹擾,因為要接收遙遠宇宙的信號,所以它極度靈敏,在它對准的區域,你在月球玩手機它也能夠接收到信號,而且因為其重達4000噸以上的整體質量,沒有任何基礎可以承受,所以它只能選擇在一個天坑中,依托地勢直接建立起來,為了這個選址,49歲南仁東跑了整整11年,翻山越嶺到毫無人煙的地方,最終才在貴州的一個山地窪坑中找到了理想的建立點。

這裏遠離人煙,大山環繞,擋住了所有的電磁信號,天然的大坑完全可以方便建立這個巨大的望遠鏡,特殊地貌使其地下直接有暗河,可以充當天然的排水溝,位於孤山之頂的它使得再大的洪水也不可能威脅到他,這是天賜的最適合的建造地點,11年的翻山越嶺,甚至跌落山崖,終於值得了,這一年他60歲了。

然而除了選址,經費更是大問題,而他選擇是拿著自己的計劃書,全世界宣傳介紹,以此申請投資,後來她自己說他開始拍全世界的馬屁就為了獲得支持,最後直到2011年中國天眼工程終於啟動了,這一年他67歲,2016年9月25日,中國天眼正式啟用,而在距離成功運行一周年紀念日前十天,2017年9月15日南仁東肺癌惡化與世長辭,享年72歲,留下一句話,喪事從簡,不舉行追悼會。

寫到這裏,我再次打開了當月有關中國的熱點事件,不出意外沒有他,但是他老人家肯定也不在乎,因為這個月熱點事件的人再過幾年可能就再也沒人提起了,說要一輩子在一起的人也絕沒有想到未來會發生什麼,但是從今以後,每一個學天文的人都一定會遇到他老人家,知道他的故事,他的名字會隨著人類的曆史一起流傳下去,只要人類還在仰望星空,他的名字就會永遠存在,不僅僅因為他的精神財富,還在於他留下的中國天眼。

它是全世界唯一的超大口徑射電望遠鏡,直徑500米,這個表面有4450個反射面板,1萬多根鋼索構成,面積25萬平方米,相當於30個標准足球場,如果用它來裝水,全世界每個人都可以分到四瓶,做飯可以夠全世界人吃一天,其最強大的地方在於它的這個接觸面其實是軟的,可以通過電腦控制,它能夠讓重達1300噸的網索拉動2400噸重反射單元,無比精確的讓這數千個單元構成一個300米的拋物面。

更神奇的是上面重達30噸的饋源艙,作為射電望遠鏡的瞳孔,它可以在140米的高空中跟隨移動,誤差距離僅幾毫米,可以想象一下這是多麼可怕的精准度,由此組成的中國天眼是前美國世界第一望遠鏡綜合能力的十倍,最遠可以探測到宇宙邊緣的某些信號,可以進行外星信號的捕捉,國外九分鐘才能看到的天體,它一分鐘就能發現,而天眼建成後不過幾年時間就發現了超過240顆脈沖星,為中國人的天文觀測和發展作出了重大的貢獻。

在它運行的當天,全世界天文學相關報紙都用頭條對它進行報道,並稱如果真的有地外文明的信號,那麼首先發現它的一定是中國天眼,當然在它建立以後我們依然可以看到熟悉負面言論的存在,比如花這麼多錢有什麼用,外星人都沒有,找什麼找,但某些人批評天也花了錢,花了多少呢?11億人民幣,而《創造101》一個偶像節目一期的投入就有6億,我猜他肯定罵完天眼以後就打開這個節目,然後看得津津有味,而且天眼帶來的用處不僅僅是簡單的發現外星人,它還有著其他非常重要的作用。

比如有了它,我們的深空通訊下行速率提高100倍,為我們進入宇宙、探索火星、太陽系提供數據的支持,還有它發現的脈沖星將會成為人類進入星際時代的導航,因為在地球有GPS衛星導航,那麼如果人類進行太空飛行用什麼導航呢,目前就是可以用規律的脈沖星進行導航。

另外因為它強大的信號接收的能力,你可以理解為這是一個放在雲貴高原上的巨型的雷達,它能起到什麼作用,我這裏就不明說了,大家都明白,一個民族如果不仰望星空那麼是沒有未來的。


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