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FAST是全球口徑最大的射電望遠(yuǎn)鏡，而且沒有之一！但很多朋友對于這臺超越中美洲波多黎各的阿西雷博射電望遠(yuǎn)鏡的功能上確有諸多誤解，我們不妨重申下，F(xiàn)AST到底是干什么用的！ 上圖是FAST各部分功能與儀器設(shè)備分布圖，各位可以先簡單了解下！ 一、FAST望遠(yuǎn)鏡是干嘛的？ 這個(gè)問題簡單粗暴，但卻指出了大家的心中的疑問，那么大一口鍋，總不是用來涮火鍋的，盡管有很多高手給它PS上了火鍋的猛料，但它依然改變不了當(dāng)初給它定下的任務(wù)！ 似乎是麻辣兔肉鍋，當(dāng)然我們今天不是來討論火鍋的，還是先來看看FAST的幾大任務(wù)吧！ 1、FAST的建立最直接受益者是脈沖星觀測，因?yàn)槠渚薮蟮目趶綄⒚}沖星的發(fā)現(xiàn)速度數(shù)千顆/年！ 研究脈沖星可以用來干嘛？脈沖星是中子星的一種，而中子星則是恒星演化的一個(gè)終極方向，研究脈沖星可以對恒星演化模型的補(bǔ)充！另外脈沖星極其準(zhǔn)時(shí)的脈沖信號，可以在未來恒星級旅行中作為導(dǎo)航星座使用！ 2、觀測早期宇宙的中性氫，重新宇宙最初的圖像！ 宇宙大爆炸最初的氫元素除了形成恒星以外，有很多以中性氫原子的方式存在！中性氫原子有一個(gè)很奇特的特性，即在本身沒有吸收光子的條件下，自身會(huì)產(chǎn)生波長21CM，即頻率為：1420.4057517667 MHz的電磁波，這是處于基態(tài)的中性氫原子的電子自旋和核自旋相互作用，會(huì)從電子自旋從與核自旋平行的高能態(tài)躍遷到與核自旋反平行的低能態(tài)所輻射出的電磁波！觀測這個(gè)波段，可以普查出宇宙中中性氫的分布，重現(xiàn)大爆炸后宇宙最初其的圖像！ 3、高分辨率射電波段巡視，檢測空間微弱射電信號。 這得益于FAST巨大的口徑，這極大的提高了對微弱射電信號的拾取 4、主導(dǎo)國際甚長基線干涉測量網(wǎng)，獲得超精細(xì)的天體結(jié)構(gòu) 甚長基線射電望遠(yuǎn)鏡干涉陣列的功能大家見識過了，即今年4月10日公布的M87*黑洞就是在這樣的模式下實(shí)現(xiàn)的，而FAST強(qiáng)大的口徑則將成為甚長基線干涉陣列的重要節(jié)點(diǎn)！ 但此次M87*黑洞成像FAST并沒有參加，不僅是因?yàn)榈乩砦恢?，而是因?yàn)镕AST的觀測波段與黑洞成像波段有比較大的差異！黑洞成像的波長更短，而FAST的網(wǎng)紋反射材料會(huì)讓這些信號漏失！但它在星系成像上較之毫米波則會(huì)有更合適，并且比傳統(tǒng)的射電望遠(yuǎn)鏡成像有更高的分辨率！ 左側(cè)為光學(xué)波段的M81，右側(cè)為射電波段的M81?？梢钥吹皆谏潆姴ǘ蔚慕Y(jié)構(gòu)比光學(xué)波段豐富得多 5、將深空通訊能力延伸到柯伊伯帶附近，提高衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收能力！ 當(dāng)然這也得益它強(qiáng)大的微弱信號拾取能力，使得我們未來在柯伊伯帶邊緣探索獲得強(qiáng)大的射電信號接收能力，當(dāng)然不要誤解為它將用于測控，因?yàn)镕AST暫時(shí)并未設(shè)計(jì)發(fā)射信號！但遠(yuǎn)在柯伊伯帶的數(shù)據(jù)接收工作依然非常重要！ 6、參與地外文明搜尋 這可能是大家最感興趣的功能，但理論上來并沒有問題，因?yàn)樗慕邮漳芰h(yuǎn)高于其他射電望遠(yuǎn)鏡！ 二、吃瓜群眾的問題，看看有沒有你想問的？ 1、這么大的望遠(yuǎn)鏡能看到月球上的阿波羅殘骸嗎？ 2、有搜索到外星人的信號過嗎？ 3、一口鍋對著天頂?shù)模?4小時(shí)畫一個(gè)圈圈，有個(gè)毛用？ 首先我們來解答第一個(gè)問題 其實(shí)射電望遠(yuǎn)鏡觀測的是射電波段，與光學(xué)分屬電磁波的兩個(gè)波段，兩者觀測條件不一致，觀測手段不一致，當(dāng)然獲取的信息也不一致！ 比如上文說明的中性氫波段是21CM左右，這跟可見光550nm差的可不止一星半點(diǎn)，因此再大口徑的望遠(yuǎn)鏡都看不到月球表面的物體！ 其次我們再來聊聊FAST收到外星人信號的話題 我們先給出答案，F(xiàn)AST從未受到外星人的信號！但事實(shí)上沒有接收到外星人信號完全是意料中的事，因?yàn)樯潆娦盘査p大，傳播速度慢，幾乎不會(huì)有超級文明將電磁波作為通訊載體！ 1、衰減跟距離的立方成反比 2、傳播速度為光速 從行星內(nèi)部的區(qū)域通訊來說，這是一種比較高效的技術(shù)手段，但它會(huì)被遮擋，會(huì)被吸收，甚至?xí)桓蓴_，是一種效率極低的通訊工具，如果人類真的解決了量子糾纏通訊，那么電磁波通訊可能會(huì)立馬被掃進(jìn)歷史的垃圾堆！ 為什么我們還能接收到如此海量的來自宇宙的電磁波信息？ 因?yàn)檫@些信號都來自于近乎天文數(shù)字功率的天體信號，比如太陽每秒所輻射的功率為10^26J，而太陽只是一顆G型光譜的黃矮星而已！而一顆超新星爆發(fā)將會(huì)釋放太陽在100億年內(nèi)所有能量的總和，而中子星與黑洞合并又將比超新星高數(shù)個(gè)數(shù)量級！人類搜尋外星人的信號就相當(dāng)于非洲東海岸丟一塊石頭，卻希望在美國西海岸發(fā)現(xiàn)這塊石頭激起的波浪，這無疑是癡人做夢！ 最后我們來說說一口固定不動(dòng)的鍋為什么會(huì)接收到多個(gè)方向的信號 這就是FAST的反射面為什么選擇球面的原因，我們來簡單了解一幅圖： 只要移動(dòng)中心接受平臺即可接收多個(gè)方向的信號，當(dāng)然這是以減少反射面積為代價(jià)的，但預(yù)期只能觀測天頂一小塊區(qū)域，不如移動(dòng)下來個(gè)多角度觀測，但它依然不能低空目標(biāo)，這是它朝天的結(jié)構(gòu)限制的！ 三、了解了各種幺蛾子話題之后，我們來看看FAST的成果
FAST網(wǎng)站最新工作截圖，各位也可以通過標(biāo)題了解下FAST的最新動(dòng)態(tài)！不過種花家還是有話要說，作為全球領(lǐng)先的射電望遠(yuǎn)鏡，關(guān)于FAST成果的展示實(shí)在有些偏少，當(dāng)然這并不是FAST沒成績，而是我們在宣傳領(lǐng)域上是在做的不夠，這可能是FAST團(tuán)隊(duì)最需要補(bǔ)齊的短板！ |
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