CHINA|大国重器“中国天眼”
经历了22年,望远镜在2016年建设完成,在今年的3月31日正式向全世界开放了 。FAST具有特别优异的灵敏度 。灵敏度指的是,到底能探测到多微弱的信号 。那么如何得到暗弱的信号?对于射电望远镜来讲,非常简单粗暴,就是要大面积 。面积越大,同时接收信号的能量就越多,那么它的灵敏度也越高 。FAST建成之后,它的灵敏度是当时的Arecibo的2.5倍,占据了世界射电望远镜的制高点 。
出品:新浪科技《科学大家》 墨子沙龙
姚蕊:国家天文台青年研究员,中科院青促会会员,FAST运行和发展中心机械组组长 。主要研究方向为天文技术与方法、索并联机器人,2018年入选《麻省理工科技评论》35名“35岁以下科技创新青年”中国区榜单 。
(内容来自墨子沙龙“中国的大科学装置”活动)
前面两位老师给我们带来很多科学之美(见:核电站内捕捉幽灵粒子;在地下2400米看宇宙),受到他们的启发,你可能想成为一个科学家 。我虽然来自国家天文台,但我是做工程出身的,所以我今天会给大家更多的介绍在FAST工程中的一些故事,我希望现场的小朋友可以受此启发,能成为一个工程师 。
我是国家天文台的姚蕊,我今天带来的内容是“中国天眼” 。实际在很长的一段时间我们都称它为FAST,在2016年的时候,总书记将其誉为“中国天眼” 。有人说FAST是不是代表希望望远镜建得更快,其实不是,它就是简简单单的“500米口径射电望远镜”的英文缩写,这就是做工程的人最朴实的东西 。
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经历了22年,望远镜在2016年建设完成,在今年的3月31日正式向全世界开放了 。FAST具有特别优异的灵敏度 。灵敏度指的是,到底能探测到多微弱的信号 。那么如何得到暗弱的信号?对于射电望远镜来讲,非常简单粗暴,就是要大面积 。面积越大,同时接收信号的能量就越多,那么它的灵敏度也越高 。FAST建成之后,它的灵敏度是当时的Arecibo的2.5倍,占据了世界射电望远镜的制高点 。
我做FAST已经有15年了,我刚刚接触FAST的时候,还在学校做学生,做报告的时候,经常老师会问你:做的这个东西到底是什么?什么是射电望远镜?很多时候我们提到望远镜更多的是停留在光学望远镜(工作在可见光波段)的层面,通过这种光学望远镜去看星空、看银河 。到底什么是射电望远镜,国家天文台的老师告诉我们,就把它想象成一个天线大锅,就像我们的天线一样,去接收无线波段的信号,主要是集中在毫米、厘米、分米、米的范围 。FAST主要是工作在分米到米的范围 。
射电望远镜的历史,远远没有光学望远镜那么久远 。上世纪30年代,卡尔·央斯基一次无意的发现标志着射电天文的诞生 。它诞生时间虽然很短,不足百年,但是它却在上世纪的60年代有了四大发现,包括脉冲星、星际分子、微波背景辐射和类星体,还得到了相应的诺贝尔奖 。所以可以看到,在上世纪60年代70年代,大量的射电望远镜在建设 。这也是FAST为什么要开始建设的一个原动力 。
在1994年,国际无线电大会提出了一公里平方阵的设想 。一平方公里阵就是说通过很多个射电望远镜来一起组成一个射电望远镜阵,然后来达到一个高的分辨率,同时也希望能达到尽可能高的灵敏度 。但是在上世纪90年代,中国要参加国际项目的话,会遇到非常多的阻力,也就因为这种阻力的情况,南仁东先生最早提出了我们中国要不要自己建一个射电望远镜,这就是最初的一个原动力 。要建立自己的射电望远镜,不再需要去那么辛苦地申请国际上的射电天文的观测时间,并且能得到的时间也非常短 。
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