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直徑500米的“大鐵鍋”,探索地外文明,中國天眼究竟有多牛?


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更新日期:2022426
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世界上最著名的用來探索宇宙的光學望遠鏡就是在1990年由美國航空航天局和歐洲航天局聯手發射的哈勃望遠鏡。我們在各類雜志上看到的宇宙奇妙照片,大部分都是由它拍攝而來。雖然光學望遠鏡能夠拍攝到諸多絢麗多彩的宇宙星體,但是由於光的不可穿透性,有更多被宇宙塵埃擋住的物體是不能被發現的。那這些奇幻的星體就此消失了嗎,就不會再被人發現了嗎?當然不是!這就要說到我們今天的主角——中國天眼。

如今世界最先進的射電望遠鏡早已不是於上世紀建成的阿雷西博望遠鏡,而是如今落座在中國貴州平塘縣境內的“中國天眼”,這座中國自主建成的超級射電望遠鏡由我國著名天文學家南仁東先生在1994年提出構想,歷時22年,於2016年9越25日建成,並投入使用。這座球面射電望遠鏡口徑長達500米,占地面積高達25萬平方米,足足由30多個足球場那麼大。目前“天眼”也是世界最大單口直徑,最靈敏的射電望遠鏡,它的性能是阿雷西博望遠鏡的數十倍。

從伽利略發明了天文望遠鏡開始,宇宙就如同一個塵封已久的大門,被人類緩緩打開。自那時起,人類就開始對於茫茫宇宙和群星之間的觀察。時至今日,人類用於觀察宇宙深空的工具主要還是超級光學望遠鏡和具有超高科技含量的射電望遠鏡。

那麼耗資耗時耗力巨大的中國天眼,它能夠在宇宙天體的探索中發揮什麼樣的用處呢?縱觀茫茫宇宙,除了我們熟知的太陽系在內的星體之外,還有數不盡·的天體。但受限於目前的人類的科技水平,人類是無法飛抵這些星體去親手“觸摸”它們的。

但是我們可以借助先進的光學儀器去探索和發現新的天體。在茫茫宇宙當中,各種天體都會向外輻射電磁波,還有的超高質量的天體還會向外輻射高能粒子,太陽風暴爆發就是高能粒子向外輻射的一種表現。當這些其他星球上形成的電磁波經過長途跋涉來到地球時,便會帶著一部分的星體信息,當我們將這些電磁波接受到,並且將所包含的信息整合起來,就可以繪制出一幅真實的宇宙影像圖,這其中就會包括那些沒有被宇宙塵埃擋住的天體。

中國天眼就是這樣一台可以洞察隱秘宇宙角落的射電望遠鏡,當其他星體所散發的電磁波一直傳遞到天眼所在的位置時,這些信息在接觸到天眼上面的金屬片時形成反射,被反射的電磁波會被一個叫饋源倉的東西給接收,這個東西會將所有被反射的電磁波放大,並且通過篩選將有用的信息反饋給計算機,而在計算機另一面的天文學家們就可以根據饋源倉提供的曲線數據進行分析,再將這些信息進行處理和整合。從而獲得億萬光年以外天體的具體數據。

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那麼到現在為止,這部超級射電望遠鏡取得過哪些舉世矚目的成就呢?在2020年年初到3月下旬的時間中,中國天眼持續工作了將近1000個小時,發現並認定了太空中的脈沖星多達114顆。那發現的這些脈沖星有什麼用呢?其實這是在為人類未來進行的星際探索打下的厚實基礎。

脈沖星是宇宙中相當“狂暴”的一種行星,它們直徑只有10千米左右,但是它們的自轉速度卻是非常快,地球自轉一圈的時間需要24小時,但是脈沖星自轉一圈只要0.0014秒。如此快的自轉速度,使得星體周圍的引力場極大,從而使得自身產生極強的磁場。由於脈沖星自身的特點,在1967年科學家們首次發現這類星體時就對它產生了濃厚的興趣,科學家們發現這類星體能夠周期性地發射脈沖信號。正是由於這個特點,脈沖星的作用才顯現了出來。

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我們都知道,在地球上我們能使用gps和導航系統是因為在我們的上空有相應的人造衛星,它們會向我們傳遞各種路況信息。但是在宇宙中,既沒有gps也沒有導航,人類更不可能把人造衛星遍及全宇宙。當人類在遙遠的未來想要飛出地球,前往浩瀚無垠的宇宙中時。因為脈沖星散發的脈沖信號相當穩定而且有一定的周期性,只要我們能夠在宇宙中發現足夠多的脈沖星,並且能夠將這些脈沖信號整合起來,那麼一幅廣袤的“宇宙地圖”就能繪制出來,這樣就能夠給在星際旅途中的人們提供宇宙中的路況支持。脈沖星就能成為人類在宇宙高速公路上的路標。

隨著中國天眼技術的日益成熟,人類發現脈沖星的速度將會大大提高,並且會根據觀測到的脈沖星建立脈沖星計時陣,就將為未來的脈沖星導航提供穩定的科學依據。除了觀察到脈沖星之外,中國天眼還可以觀測到宇宙的邊緣,並且通過延伸中性氫觀測探索宇宙早期的成像,這對於探索宇宙的起源和演化有著至關重要的作用。

中國天眼除了能夠獲得這些星體的數據外,還有可能發現外星文明,並且和外星生命建立聯系。中國天眼在普通人的眼中可能只是一個超大的射電望遠鏡,但是在探索宇宙領域,中國天眼所能發揮的作用將會遠遠超出我們的想象。

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