六月以來(lái)，美國(guó)天文界哀音縷縷，305米口徑的阿雷西博（Arecibo）——全球現(xiàn)役最大球面射電望遠(yuǎn)鏡，因?yàn)榻?jīng)費(fèi)不足，恐遭關(guān)閉之虞。而與此同時(shí)，中國(guó)天文界凱歌高奏，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），在7月3日就將拼好最后一塊反射面板，坐穩(wěn)球面射電望遠(yuǎn)鏡的頭把交椅。老炮唱罷，新腕登場(chǎng)，河?xùn)|河西的輪轉(zhuǎn)，或許憑此可見(jiàn)一斑。


（阿雷西博望遠(yuǎn)鏡）



（FAST）

    十幾年籌備，五年半施工，這口金屬大鍋從科學(xué)家的大腦到貴州省的山坳，已經(jīng)淵默如海地孕育了二十多年。今年九月，修滿出山，巨鼎開(kāi)鍋，鋪天蓋地的宇宙電磁波就要涮起來(lái)了。這部長(zhǎng)篇的斷章誰(shuí)都略曉一二，不過(guò)你想不想趕在九月竣工，媒體再次蜂擁前，給飯局提供一些更加有形有款，有里有面的談資呢？比如：
      ·FAST是最大的射電望遠(yuǎn)鏡嗎？
      ·FAST即將拼好的“主動(dòng)反射面”究竟是什么？如何極富創(chuàng)意？
      ·除了科研價(jià)值，大型天文工程還能為普通民眾帶來(lái)哪些好處？
    好了，聊完這三點(diǎn)，你在飯局上的知性達(dá)人形象估計(jì)就基本樹(shù)立了。閑言少敘，錦囊如下。

是最大的，也不是最大的
    按口徑尺寸給望遠(yuǎn)鏡排座次，評(píng)出最大，以示博識(shí)，此舉在飯局上確實(shí)頗受垂青。然而，萬(wàn)一又有人人云亦云地說(shuō)“FAST是全世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡”，甚至加上一句，“之前最大的是阿雷西博”，坐在角落里的你，千萬(wàn)不要忘了補(bǔ)刀。
    你只需幽幽地說(shuō)：“其實(shí)，最大的單個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡是前蘇聯(lián)的RATAN-600，直徑576米。”不過(guò)，也別忘加上一句：“當(dāng)然，F(xiàn)AST是球面射電望遠(yuǎn)鏡里最大的。”
    不同種類的望遠(yuǎn)鏡，各有最大。有時(shí)話說(shuō)快了容易忽略種類限定，專業(yè)人士都難免。RATAN-600是十分罕見(jiàn)的帶形射電鏡，非主流，影響小，但口徑確實(shí)夠大。FAST和阿雷西博也是少見(jiàn)的球面射電鏡，但主流，影響大。更多的射電鏡是拋面的，口徑要小不少，最大的綠岸（Green Bank）也只有110米。

（RATAN-600）

（綠岸望遠(yuǎn)鏡）

    除了這些探測(cè)無(wú)線電射電鏡，還有探測(cè)可見(jiàn)光的光學(xué)鏡，口徑就更小了。此外，單個(gè)望遠(yuǎn)鏡還能被連起來(lái)，綜合數(shù)據(jù)，組成陣列，形成一個(gè)虛擬的超大望遠(yuǎn)鏡。這種陣列，有些縱橫寰球，形成的虛擬鏡，比起RATAN-600，又大得不可以道里計(jì)。


（望遠(yuǎn)鏡陣列）

    各類望遠(yuǎn)鏡各有專攻，口徑和性能并不完全相關(guān)，名垂天文史冊(cè)的望遠(yuǎn)鏡也不一定是當(dāng)時(shí)最大的。
    總之，錦囊之一：FAST不是最大的射電望遠(yuǎn)鏡，但是最大的球面射電望遠(yuǎn)鏡。

一個(gè)巨碗，滾在一口大鍋里
    找一個(gè)山谷，架起一口鍋，在金屬的巨耳里，聽(tīng)宇宙的呼吸。這些話拿到飯局上聊，似乎已經(jīng)缺乏燃點(diǎn)。誰(shuí)沒(méi)看過(guò)《007·黃金眼》、《超時(shí)空接觸》，甚至《異種》之流的香艷科幻片呢？阿雷西博望遠(yuǎn)鏡架在波多黎各的青山翠谷中，已經(jīng)五十余年，路人皆知。FAST有什么，不就是一口大了200米的鍋？
    不，不止于大，坐在角落里的你一定要說(shuō)：“那口鍋是死的，這口鍋能動(dòng)。”
    同樣是在大圓坑邊豎起圈梁，掛下支撐索網(wǎng)，再在索網(wǎng)上鋪設(shè)幾千塊反射板，形成一個(gè)半球面。


（FAST的圈梁）


（FAST的支撐索網(wǎng)）


（FAST的反射面板拼接進(jìn)行中）


（FAST的反射面板拼接完成）

    然而，阿雷西博的球面不能動(dòng)，但FAST的能。
    這有什么區(qū)別嗎？
    區(qū)別很大。拋面不同于球面：電磁波平行入射進(jìn)來(lái)，拋面將其聚于一點(diǎn)，球面卻只能聚于一線。而只有聚焦處，才能用饋源接收信號(hào)。
    于是，不能動(dòng)的阿雷西博先用了一根巨棍狀的饋源，沿焦線接收，效果不佳，后來(lái)升級(jí)為穹頂狀的饋源，通過(guò)復(fù)雜的光路，將焦線間接聚為焦點(diǎn)接收，效果不錯(cuò)，卻足有好幾百噸重。


（《007·黃金眼》中阿雷西博的棍狀饋源）


（《超時(shí)空接觸》中阿雷西博的穹頂狀饋源）

    這種麻煩，F(xiàn)AST沒(méi)有，因?yàn)镕AST的球面下，有一套精妙的促動(dòng)器系統(tǒng)，像從地面生出的2000多只大手，拉動(dòng)支撐索網(wǎng)，也就拉動(dòng)了反射板，讓500米直徑的球面各處，都可以局部變形為300米直徑的拋面。


（FAST的促動(dòng)器）

    于是，F(xiàn)AST動(dòng)起來(lái)了，眼觀六路，視角不小，而且接收信號(hào)輕松很多，只用一個(gè)30噸重的小饋源就好。


（FAST的紅頂饋源）

　　此即所謂“主動(dòng)反射面”技術(shù)，世所未見(jiàn)，是FAST的三大自主創(chuàng)新之一。
    總之，錦囊之二，套用FAST項(xiàng)目科學(xué)家的名言：“主動(dòng)反射面”，就是讓一個(gè)300米的碗，滾在一口500米的鍋里。

英雄遲暮，美人初妝
    美人初妝的FAST尚未登場(chǎng)，科學(xué)家早已興沖沖地告訴你：有了它，我們可以探測(cè)脈沖星、中性氫、黑洞吞噬小天體，探索星體演化、宇宙起源、外太空智能生命，還能和遍布祖國(guó)各地的其它射電鏡組成陣列，形成虛擬的超大望遠(yuǎn)鏡……
    可是等等，飯局上肯定有人說(shuō)：“除了外星人，都聽(tīng)不懂，這些大型天文工程，到底和我們這些平頭百姓有什么關(guān)系？”
    不妨再看看英雄遲暮的阿雷西博吧。它發(fā)現(xiàn)雙脈沖星，間接驗(yàn)證引力波，榮膺諾貝爾獎(jiǎng)，以及更多天文學(xué)的豐功偉績(jī)姑且不提，多少激動(dòng)過(guò)普通人心靈的電影、劇集、唱片、旅行圖冊(cè)都借助了它史詩(shī)般的恢弘，已不勝枚舉。
    如今資金難覓，阿雷西博面臨退役，極端 意見(jiàn)甚至包括爆破炸毀。在波多黎各，無(wú)數(shù)曾因它改變?nèi)松壽E的年輕學(xué)生為此痛心，一個(gè)在阿雷西博城長(zhǎng)大的非專業(yè)人士說(shuō)：“我長(zhǎng)大的過(guò)程中，一直知道，城南的山里，有偉大的科學(xué)正在完成。”
    它是一個(gè)國(guó)家的靈感和驕傲。
    總之，錦囊之三：相信這也是FAST將帶給我們每個(gè)人的。

FAST即將竣工 帶你看觀天巨眼

圖文簡(jiǎn)介

500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），在7月3日就將拼好最后一塊反射面板，坐穩(wěn)球面射電望遠(yuǎn)鏡的頭把交椅。一起來(lái)學(xué)習(xí)如何在飯局上正確談?wù)撍桑?/p>