中國又一項世界之最今天舉世矚目地竣工！到底牛在哪,？

曉峰書閣 2016-07-03

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2016-07-03

歷時五年多時間，由中科院國家天文臺主持,、正在貴州平塘建設(shè)的500米世界最大單口徑球面望遠鏡（英文簡稱FAST）主體工程即將完工,，最后一塊反射面單元今天將完成吊裝，這將是世界上最大的射電望遠鏡,。這個架在群山中的“觀天巨眼”建成后,，究竟能發(fā)揮什么樣的作用？如何幫助我們認識,、探索宇宙空間呢,？

中國建世界上規(guī)模最大的射電望遠鏡

貴州省平塘縣的500米口徑球面射電望遠鏡（英文簡稱FAST）是目前世界上規(guī)模最大的射電望遠鏡。FAST的反射面總面積約25萬平方米,，用于匯聚無線電波供饋源接收機接收,，反射面安裝工程將于2016年7月3日完成。

這個超級望遠鏡底部饋源艙?？科脚_是一個相當于30個足球場大的主動反射鏡面,。和大家熟悉的天文館常見的光學望遠鏡一樣，射電望遠鏡其實也是通過接收電磁波來進行觀測,。

只不過人們通過光學望遠鏡看到的是肉眼能夠分辨的可見光電磁波,，但是這種射電望遠鏡觀測的則是來自于宇宙的無線電波。

中科院國家天文臺FAST項目副總工程師李菂：宇宙,，這個電磁的波譜寬得很,，而大量的信息是在光學之外，那么射電,。這個波段有些特別的物質(zhì),，它的射電的信號要遠遠強于它光學的信號。它在大氣層的遮擋比較少,，所以它是非常適合于來探測宇宙,。

國際首次實現(xiàn)大口徑可移動觀測效果

接收來自宇宙無線電信息的射電望遠鏡已經(jīng)有半個多世紀的歷史了，可以轉(zhuǎn)向觀測不同天區(qū)的射電望遠鏡大多支在地面,，由于自重較大所以口徑受到限制,，最大的就是德國波恩100米望遠鏡；有的則像FAST一樣架在大坑里,，比如美國阿雷西博300米望遠鏡,，雖然口徑變大了，但是卻只能觀測某些特定天區(qū)。正在進行建設(shè)的我國FAST射電望遠鏡采用獨特的設(shè)計方式,，在國際上首次實現(xiàn)大口徑可移動的觀測效果,。

中科院國家天文臺FAST項目副總工程師李菂：它真正開始運行的時候，你可以想象它就是在一口500米的鍋里頭,，然后有一只是300米的碗,。然后這只300米的碗在這500米的鍋里這樣運動，然后等效的構(gòu)成了一個主動,、可動的,、能夠克服地球自轉(zhuǎn)的，能夠非常準確靈敏地觀測太空的這樣一個儀器,。

獨門絕技一：大口徑看得遠

射電望遠鏡最重要的指標參數(shù)就是靈敏度,。靈敏度越高，望遠鏡探測微弱無線電的能力越強,。而要想提高靈敏度,，就需要擴大射電望遠鏡的口徑。FAST的口徑達到了世界之最——500米,。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,。

400年前人類第一架天文望遠鏡的口徑僅有4.2厘米,，F(xiàn)AST的口徑是它的12000倍,。與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比,，F(xiàn)AST的靈敏度提高約10倍；與被評為人類20世紀十大工程之首的美國阿雷西博300米望遠鏡相比,，其綜合性能提高約2.25倍,。作為世界最大的單口徑望遠鏡，F(xiàn)AST將在未來20-30年保持世界一流設(shè)備的地位,，成為望遠鏡家族的掌門人,。

獨門絕技二：靈活自如的巨眼

根據(jù)FAST的工作原理，當它觀測天體時,，會隨著天體的方位變化,，在其500米的球冠狀主動反射面上實時形成一個300米直徑的瞬時拋物面，并通過這個300米的拋物面來匯聚電磁波,。

形象地來說,，如果把FAST比作一只巨大的眼睛，這只巨眼的眼球直徑就有500米,，而負責接收光線的眼珠直徑就有300米,。FAST就是靠這個巨大靈活的眼珠來匯聚電磁波、觀測深空,。

獨門絕技三：毫米精度

FAST的設(shè)計目標,，是把覆蓋30個足球場的信號,，聚集在藥片大小的空間里，否則,，就無法監(jiān)聽到宇宙中微弱的射電信號,。500米的結(jié)構(gòu)，處處都是頭發(fā)絲般毫米級的精度要求,。用來編織索網(wǎng)的7000多根手臂般粗細的鋼纜,，每一根的加工精度都被控制在一毫米以內(nèi)；最終的500米口徑的天線精度是三個毫米,，每一塊小面板的制造精度是1.5個毫米,。

獨門絕技四：深空獵手

首先，F(xiàn)AST能夠沖出銀河系,，尋找新星,，特別是快速旋轉(zhuǎn)、密度極高的脈沖星,，F(xiàn)AST期望第一年就找到50-80顆銀河系外的脈沖星,。FAST還可能觀察到早期宇宙的蛛絲馬跡——中性氫云團的運動，掌握星系之間互動的細節(jié),，揭秘宇宙的起源和演化,。

類似的道理，F(xiàn)AST還能監(jiān)聽到一些太空有機分子發(fā)出的獨特電磁波,，搜索可能的星際通訊信號和外星生命,。尋找外星生命是所有望遠鏡的使命之一，也是科幻愛好者們關(guān)注的熱點,，探索宇宙志在深空,，巨大而靈巧的FAST，已經(jīng)蓄勢待發(fā),，奇跡與驚喜,，就在眼前。

為什么要建如此之大的望遠鏡,？

科學家們?yōu)槭裁匆岩粋€望遠鏡做到如此之大呢,？

因為對于射電望遠鏡而言，最重要的指標參數(shù)就是靈敏度,。靈敏度越高,，望遠鏡探測微弱無線電的能力越強。但是要提高靈敏度,，就需要擴大射電望遠鏡的口徑,。我們可以形象地把這個望遠鏡比如成一個大鍋，把來自宇宙的光子想象成在下雨，那么鍋的面積越大,，單位時間內(nèi)接到的雨水也就是搜集到的光信號就越多,。