功力強(qiáng)大，洞悉深暗宇宙，目之所及，即是光年之外，身處洼地，卻能捕捉來自遙遠(yuǎn)星系的極微弱信號，這就是被譽(yù)為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST。2016年9月25日，F(xiàn)AST在貴州平塘落成啟用，到現(xiàn)在已經(jīng)整整六年時間。“中國天眼”六周年，F(xiàn)AST交出了一份怎樣的成績單？我們?yōu)楹我ㄔ爝@樣一只巨大的天眼？口徑500米，F(xiàn)AST究竟有多大？這樣一個龐然大物，如何進(jìn)行清潔養(yǎng)護(hù)？未來FAST還可能給我們帶來些什么？一起進(jìn)入今天的一問到底。
FAST交出怎樣的成績單？
首先，大家最關(guān)心的就是，落成啟用六年來，F(xiàn)AST都探測到了些什么呢？
作為一名“深空獵手”，F(xiàn)AST最擅長的就是沖出太陽系，尋找新星，特別是快速旋轉(zhuǎn)、密度極高的脈沖星。截至今年7月底，科學(xué)家通過FAST發(fā)現(xiàn)的脈沖星已經(jīng)超過660顆，這個數(shù)量是同一時期國際上所有射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的5倍以上。
此外，就在日前，我國科學(xué)家還通過FAST對一例位于銀河系外的快速射電暴開展了深度觀測，首次探測到距離快速射電暴中心僅1個太陽到地球距離的周邊環(huán)境的磁場變化，向著揭示快速射電暴中心引擎機(jī)制邁出重要一步。所謂快速射電暴是宇宙中偶發(fā)的一種射電天文現(xiàn)象。在幾毫秒的時間內(nèi)，快速射電暴所釋放的能量，相當(dāng)于全世界一天總發(fā)電量累積幾百億年的總和。快速射電暴于2007年首次被發(fā)現(xiàn)，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾百個。
FAST與普通望遠(yuǎn)鏡有何不同？
在大家的印象中，望遠(yuǎn)鏡都是一個圓筒，為什么FAST是一口大鍋呢？這是因為FAST屬于射電望遠(yuǎn)鏡，而這類望遠(yuǎn)鏡的基本工作原理是，將宇宙投射到地球微弱的電磁波通過弧面匯集到一起，這樣就能使電磁波變得更加清晰。與圓筒形的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不同，射電望遠(yuǎn)鏡觀測的是來自宇宙的無線電波。
500米口徑 FAST究竟有多大？
我們知道，F(xiàn)AST這口大鍋就建造在貴州平塘大山之中的一個球形洼地之上，它是一個口徑達(dá)到500米的龐然大物。那這500米口徑，直觀看上去究竟有多大呢？此前我們的記者曾用腳步丈量過FAST的周長，我們再來回顧一下。
總臺央視記者 沈忱：反射面口徑有三十個足球場大，三角形的反射面單元有4450塊。它就是世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡FAST。在我這個位置看FAST只能感覺它超級大，但是根本就看不全它。當(dāng)無人機(jī)飛到了距離我1123米遠(yuǎn)，345米高的位置，終于看到了全貌。用腳丈量了一下這個觀天巨眼的周長 ，F(xiàn)AST直徑500米，徒步量的周長比公式算的多了70米誤差。
“望天巨眼”FAST最遠(yuǎn)能夠“看”多遠(yuǎn)？
很多朋友一定好奇，我們?yōu)槭裁匆ㄔ烊绱她嫶蟮囊恢弧坝^天巨眼”？FAST最遠(yuǎn)又能看多遠(yuǎn)呢？科學(xué)家告訴我們，想要獲得更多、更詳盡的天文學(xué)數(shù)據(jù)，就需要有更大接受面積的望遠(yuǎn)鏡。更大的接收面積，意味著會有更強(qiáng)的暗弱信號探測能力，可以擴(kuò)大觀測樣本數(shù)量，提高發(fā)現(xiàn)奇特天文學(xué)現(xiàn)象的概率，同時還能看到更遠(yuǎn)的天文學(xué)現(xiàn)象。比如說我們現(xiàn)在抬頭看到的太陽，其實是8分鐘之前的太陽，我們現(xiàn)在看到的銀河系邊緣可能是十幾二十萬年前的銀河系邊緣，如果我們想要看到更早期的宇宙現(xiàn)象怎么辦？那只能朝更遠(yuǎn)的地方去看、去探測。理論上說，F(xiàn)AST能接收到137億光年以外的電磁信號，這個距離接近于宇宙的邊緣。
體形巨大 FAST如何清潔養(yǎng)護(hù)？
因為體形夠大，所以看得更遠(yuǎn)。但也有朋友好奇，如此龐大的一口大鍋，日常如何進(jìn)行清潔養(yǎng)護(hù)？此外貴州山區(qū)多雨，下雨時FAST又會不會積水呢？此前我們的記者曾對此進(jìn)行過親身體驗。我們再來回顧一下。
總臺央視記者 帥俊全：我現(xiàn)在是在FAST底部的1號測量基墩上，今天要以一種非常浪漫的方式帶大家去感受FAST的壯觀和魅力，因為在我旁邊可以看到這是一個直徑達(dá)7.6米的氦氣球，稍后工作人員會被氦氣球吊起來，以一種微重力蜘蛛人的方式來進(jìn)行高空作業(yè)。
乘坐氦氣球來檢修維護(hù)望遠(yuǎn)鏡，這在全世界也是頭一回。
FAST口徑為500米，從圈梁到底部高差達(dá)140多米，相當(dāng)于50多層樓高，用于反射信號的鋁合金面板又非常“嬌貴”，所以FAST日常的高空檢修維護(hù)困難重重。幾經(jīng)試驗比較，安全系數(shù)相對較高的氦氣球成了高空作業(yè)的首選方式。
在氦氣球浮力和三根牽引繩的協(xié)助下，科研人員如同蜘蛛人一樣在反射面板上爬行，兩個小時就完成了多個點(diǎn)位的檢修維護(hù)。高空蜘蛛人究竟如何檢修呢？帶著疑問，記者也體驗了這種獨(dú)特的作業(yè)方式。
總臺央視記者 帥俊全：經(jīng)過科研人員的允許之后，現(xiàn)在是乘坐氦氣球來到了FAST的反射面板之上，可以看到我現(xiàn)在穿的服裝非常特殊，腳步、膝部以及肘部都是加了防護(hù)的面板，這樣子可以減少對反射面板的一個壓力。大家也很好奇，這樣一口超級大鍋，在下雨的時候會不會積水？其實這里就可以近距離地給大家揭秘了，可以看到這樣的反射面板都是由一塊一塊的、帶有無數(shù)小孔的這樣一個面板組成的，它的透光率是達(dá)到了50%，所以說整體的這樣一個設(shè)計是非常的科學(xué)合理的。
為何一定要建設(shè)"中國天眼"？
設(shè)計合理，高效運(yùn)行，中國天眼FAST正探測向深遠(yuǎn)、更深遠(yuǎn)的宇宙盡頭。落成啟用六周年，我們還是要回到最初的那個問題，為什么一定要建設(shè)中國天眼呢？來聽一聽中國天眼首席科學(xué)家的回答。
中國天眼首席科學(xué)家 李菂：天文屬于既古老又現(xiàn)代的科學(xué)，它是基礎(chǔ)科學(xué)里最基礎(chǔ)的一個科學(xué)。我們之所以要看是兩個原因，第一個是它在那兒，你總不能瞎，抬頭就看見了，看見了你就需要記錄它，需要研究它。第二個是滿足個人和群體的好奇心，你說它的必要性在哪兒，它為什么是我們?nèi)后w生存的一個必要呢？是因為我們不能都只看眼前的事，這樣我們很快就會面臨我們都沒有想象到的或者沒有看到的重大挑戰(zhàn)。而如果我們沒有提前的好奇心，去做這些基礎(chǔ)研究的準(zhǔn)備的話，我們就會無法應(yīng)對這種挑戰(zhàn)。我看一億光年以外有什么用？可能永遠(yuǎn)沒有什么用，但是我們以人類整體的好奇心為驅(qū)動，我們?nèi)U(kuò)展整個全人類的視野。