你想看多遠(yuǎn)？你能看多遠(yuǎn)？

1996 年，中國(guó)的天文學(xué)家第一次踏上位于貴州省克度鎮(zhèn)南面的「大窩凼」。在蔥蘢綠樹和嶙峋怪石并存的巨大「天坑」里，前來(lái)的人驚訝地發(fā)現(xiàn)藏匿于其中的煙火氣。凼底居住著 12 戶人家，房屋錯(cuò)落有致，稻田和果樹茂盛遍地。如果不是他們的到來(lái)，這個(gè)神秘的聚落將以這種形式存續(xù)下去。

然而，「外人」的接踵而來(lái)增添了另一層神秘感。起初，周圍人以為那里埋有礦產(chǎn)，后來(lái)又傳說(shuō)發(fā)現(xiàn)了外星人留下的東西。不過(guò)，令他們意想不到的是，未來(lái)在那里要做的事情還真和地外文明有關(guān)。

大窩凼所處喀斯特地貌所特有的「漏斗」天坑群，一方面減少開挖量，節(jié)約經(jīng)費(fèi)；另一方面，作為天然的滲水漏斗（水漏到地下的暗河），免除了對(duì)暴雨積水的擔(dān)憂。這成為「中國(guó)天眼 FAST」落建的絕佳優(yōu)勢(shì)。比如美國(guó)的阿雷西博（射電望遠(yuǎn)鏡）就是建造在波多黎各島的喀斯特地貌上。
中國(guó)天眼造好之前，阿雷西博是最大的單面口徑射電望遠(yuǎn)鏡。通過(guò)它，天文學(xué)們家發(fā)現(xiàn)第一個(gè)脈沖雙星系統(tǒng)，進(jìn)而間接證實(shí)引力波；發(fā)現(xiàn)第一顆毫秒脈沖星；發(fā)現(xiàn)第一個(gè)重復(fù)出現(xiàn)的快速射電暴……如果用更加通俗的說(shuō)法理解此類設(shè)備的意義，阿雷西博被評(píng)為人類二十世紀(jì)十大工程之首，超越阿波羅登月。
1974 年，擴(kuò)建后的阿雷西博口徑達(dá)到 350 米，往后推 20 年，中國(guó)最大的射電望遠(yuǎn)鏡也只有 25 米口徑，剛剛落成在新疆天文臺(tái)。不過(guò)，同樣在 1993 年，南仁東擔(dān)任北京天文學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)。國(guó)際無(wú)線電科學(xué)聯(lián)盟（URSI）建立大射電望遠(yuǎn)鏡工作組，推動(dòng)新一代大射電望遠(yuǎn)鏡（SKA）的建造。南仁東想促成這個(gè)國(guó)際性項(xiàng)目最終選址在中國(guó)。
貴州有 3000 多個(gè)洼地被遙感技術(shù)捕捉到，一系列分析和研究之后，南仁東等人要對(duì) 100 多個(gè)重點(diǎn)地址實(shí)地考察。最終 SKA 沒(méi)有選址在中國(guó)，但是南仁東也決定建中國(guó)自己的「天眼」。

從 25 米到 500 米的跨越，以今天的眼光看，仍然是個(gè)超級(jí)「大膽」的故事。做個(gè)對(duì)比，天眼造價(jià)花費(fèi) 11.5 億人民幣；在 1983 年列入國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)總投資 2.4 億。不僅是技術(shù)難度的陡然提升。直到 2007 年，中國(guó)天眼才獲得正式批準(zhǔn)，它所需要的經(jīng)費(fèi)體量，對(duì)大量?jī)?yōu)秀人才的需求等等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了那個(gè)時(shí)代所能「供給」。

1931 年，卡爾·央斯基（Karl Guthe Jansky）發(fā)現(xiàn)了來(lái)自銀河系的無(wú)線電波。光波透不過(guò)宇宙中的塵埃，但是無(wú)線電波可以。于是人們也說(shuō)，用射電望遠(yuǎn)鏡，是去探索我們「看不見(jiàn)」的宇宙。
被稱為 20 世紀(jì) 60 年代天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)——脈沖星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機(jī)分子，都是通過(guò)射電天文的手段取得。基于這四大發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生了五項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)。
與光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不同，射電望遠(yuǎn)鏡用形似碟狀的天線接收無(wú)線電波，然后反射到懸吊著的饋源艙。天線越大，看得越遠(yuǎn)，中國(guó)天眼的反射面積有 25 萬(wàn)平方米，能夠接受 137 億光年之外的電磁信號(hào)，理論上，它是目前「看」得最遠(yuǎn)的望遠(yuǎn)鏡。
不久前，重達(dá)千噸的饋源平臺(tái)坍塌，讓阿雷西博的命運(yùn)終結(jié)。相比之下，天眼將改變光路跟蹤的復(fù)雜性降到地上，把饋源艙做得輕巧，只有 30 噸。
天眼對(duì)于阿雷西博的超越不僅是反射面的擴(kuò)大，更是想在固定反射面的基礎(chǔ)上，造出主動(dòng)反射面。于是他們要造一種能夠?qū)崿F(xiàn)反射面「變形」的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
天眼共有 4450 個(gè)反射單元，2225 個(gè)主索節(jié)點(diǎn)以及相同數(shù)量的下拉鎖，并由液壓觸控器下拽著。這種結(jié)構(gòu)可以隨著天體的移動(dòng)變化，帶動(dòng)索網(wǎng)上 4450 個(gè)反射單元，在射電電源方向形成瞬時(shí)拋物面。
如果將饋源艙的外形形象地比喻成望向太空的「眼睛」，極客公園創(chuàng)始人張鵬總結(jié)道，阿雷西博是讓眼睛「動(dòng)」了起來(lái)，天眼的創(chuàng)新性和復(fù)雜性在于讓「大腦」（反射面）動(dòng)了起來(lái)，大腦需要比眼睛調(diào)動(dòng)的肌肉更多。創(chuàng)新必然意味著缺少可借鑒性。天眼索網(wǎng)對(duì)鋼索強(qiáng)度要求為 500 兆帕，抗 200 萬(wàn)次彎曲，高出國(guó)際水平的 2.5 倍，此前沒(méi)人實(shí)現(xiàn)過(guò)。
但是有些時(shí)候，絕對(duì)信念可以轉(zhuǎn)化成一份必然的運(yùn)氣。由南仁東所堅(jiān)持的索網(wǎng)最終造出了 500 米口徑射電望遠(yuǎn)鏡，對(duì)比阿雷西博，綜合性能提高了 10 倍。

2017 年 10 月 10 日，中科院和國(guó)家天文臺(tái)首次發(fā)布中國(guó)天眼發(fā)現(xiàn)六顆已得到國(guó)際認(rèn)證的脈沖星。這是南仁東去世后第 25 天。天眼是一個(gè)從選址、立項(xiàng)到施工，跨越二十多年，極其漫長(zhǎng)的工程，也幾乎消耗了南仁東生命后半程的所有精力。

2005 年，南仁東身體狀況每況愈下，加上資金申請(qǐng)不順利，「在這個(gè)滿地都是金錢的年代，我這些學(xué)生在看星星。他們都是很優(yōu)秀的人。現(xiàn)在跟我跑山溝，做的這些，跟經(jīng)濟(jì)環(huán)境格格不入。他們?cè)趺崔k？」他話里透著極度的焦慮。但也意味著，如此重要的科研工程改變了包括他在內(nèi)的那一代人的生命軌跡。
2020 年，天眼正式投入運(yùn)行，很快就為射電天文學(xué)做出了貢獻(xiàn)。它為快速射電暴（FRB200428）的發(fā)現(xiàn)提供了重要線索，快速射電暴作為一種來(lái)自宇宙深處的高能天體物理現(xiàn)象，整個(gè)爆發(fā)過(guò)程僅僅維持幾毫秒，卻相當(dāng)于太陽(yáng)在一整天內(nèi)釋放的能量。自從 2007 年人類首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴以來(lái)，始終沒(méi)有鎖定該現(xiàn)象發(fā)生的起源。而去年美國(guó)和加拿大同時(shí)觀測(cè)到的快速射電暴被認(rèn)為與一顆已知的磁坨星有關(guān)。
接下來(lái)天眼將會(huì)觀測(cè)中子星，也會(huì)探測(cè)宇宙中的中性氫，從而探究宇宙起源和演化，甚至最終搜索可能的星際通訊信號(hào)，也就是常說(shuō)的地外文明。
90 年代中期，推動(dòng)大射電望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)意味著我們可以向更高的信息技術(shù)轉(zhuǎn)型，與之有關(guān)的產(chǎn)業(yè)都會(huì)升級(jí)換代。更加重要的是，它是一種綜合實(shí)力的映射，是一件非常困難又不得不做的事情。
但是如果今天被問(wèn)起，人類為什么要用射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)脈沖星，科學(xué)家們的回答或許很難將其與普通人生活聯(lián)系起來(lái)。
也會(huì)有人說(shuō)，因?yàn)樘煅鬯邪l(fā)的抗疲勞索網(wǎng)技術(shù)，后來(lái)被應(yīng)用在了港珠澳大橋的建設(shè)中。這樣的例子并不少見(jiàn)。氣墊鞋、集成電路…這些阿波羅計(jì)劃的技術(shù)「衍生品」，也真切地改變了現(xiàn)實(shí)世界的模樣。
不過(guò)科學(xué)家們不會(huì)帶著造出氣墊運(yùn)動(dòng)鞋的目的，將宇航員送上月球。更多時(shí)候，像天文學(xué)這樣基礎(chǔ)科學(xué)的研究和推動(dòng)在當(dāng)下時(shí)間點(diǎn)看起來(lái)毫無(wú)用處。
出發(fā)點(diǎn)還是滿足我們?nèi)祟愐粋€(gè)又一個(gè)的好奇心。比如「到底存在外星文明嗎？」幾乎每個(gè)人疑問(wèn)過(guò)，但是只有當(dāng)觀測(cè)技術(shù)和設(shè)備取得巨大進(jìn)步，達(dá)到一定能力后，關(guān)于它的討論才會(huì)變得更有意義。
1 月 28 日到 1 月 30 日，「極客公園 x 抖音 | 創(chuàng)新大會(huì) 2021」上，「中國(guó)天眼 FAST」首席科學(xué)家李菂，「天問(wèn)一號(hào)」火星探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師賈陽(yáng)，國(guó)際天文臺(tái)研究員&恒星級(jí)黑洞研究團(tuán)組首席科學(xué)家茍利軍將會(huì)一起講講 FAST 「睜眼」之后看到了什么，如何在火星上「開車」，天眼和天問(wèn)工程背后，那些你不知道的真相和故事。
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的看穿 137 亿光年，中国天眼会帮我们找到「三体星」吗？｜创新大会 2021的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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