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戈壁滩“收音机”已收到宇宙天籁之音 国家天文台研究员王有刚:初步成果11月发布|70年•天路行
2019-09-26 18:41 来源:封面新闻

 

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戳文字,看封面VR丨走进国家天文台观测站

在祖国西部边疆大漠、高寒无人区。

有这样一群人,在山脊,在戈壁,顶着严寒酷暑,研究着前沿基础科学。

还有这样一群人,在边疆、高原,忍受孤独寂寞,卫国戍边,守望烈士。

即日起,请跟随封面新闻一道,见证前沿基础科学研究的壮丽未来,聆听执守者不忘初心牢记使命的动人故事。

封面新闻“70年•天路行”特别报道组发自新疆巴里坤

2019年9月7日,“未来科学大奖”在北京揭晓,共有4名科学家获得总金额为300万美元的奖励。

该奖项的揭晓,再次激起了人们对科学的好奇——未来科学,究竟是什么?

事实上,在国内,有很多人正在做着前沿基础科学的研究。

2014年,一个天文科学家团队,便来到了新疆巴里坤大红柳峡乡的茫茫戈壁滩,顶着酷暑与严寒,建造一台由射电望远镜阵列组成的“收音机”,期待听到宇宙“天籁之音”。

这个团队名为“中国科学院国家天文台暗物质与暗能量研究团组”

2019年9月14日,封面新闻“70年•天路行”采访组,来到红柳峡观测站,对话中科院国家天文台研究员王有刚。

王有刚透露,射电望远镜列阵,在首席科学家陈学雷眼里,形如一部收听宇宙天籁之音“收音机”,目前已经接收到宇宙信息400TB,初步分析成果预计今年11月份,面向全球发布。

王有刚同时认为,“宇宙中存在外星人的可能性比较大”。“如果与外星人联系上,我第一句话应该是‘外星人,你好’。至于他听不听得懂,又是另外一回事了。”

它是啥东西?

暗能量引发宇宙加速膨胀

巴里坤的九月,阳光炽烈。

这座位于天上脚下的县城,超过一半的区域,是山地和戈壁。

从县城出发,沿着省道穿越茫茫戈壁和无人区,180公里后,抵达大红柳峡乡。

乡卫生所背后,有一片新建的彩钢瓦房。这就是中科院国家天文台红柳峡观测站。

站内设有小型厨房、会议室、宿舍和数字机房、模拟机房,各种设备正在运转。

“数字机房和模拟机房,负责接收探测仪收集到的数据。”中科院国家天文台研究员王有刚,是这个研究团组的成员之一。

最近一段时间,他和同事正在北京忙着分析观测站从宇宙收集到的信息。

离观测站12公里外的无人区里,还安装一排类似于电视信号接收机的“锅盖”,以及一排大型的柱状“钢床”,形成矩阵,矗立在荒漠中。

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戳图片,看封面实景丨3d看国家天文台观测站↑↑

“这两种设备,实际上都是射电望远镜。它们面向北极,用来接收宇宙暗物质和暗能量信息。搜集到信号以后,传回观测站数字机房进行处理。”

王有刚介绍,宇宙中有一种物质,看不见摸不着,但是它占了宇宙密度的70%,并促使宇宙加速膨胀。这种物质,天文学界称其为暗能量。

但是截至目前,人类还不清楚这种能量的根源是什么。他们就是希望通过设在戈壁滩里这两种不同的射电望远镜,找到它的本质。

“目前的巡天方式是望远镜固定,在地球自转的作用下,射电望远镜扫视整个天区。”王有刚说。

站址选哪里?

历经四年落户新疆戈壁滩

为什么会把观测基地,设在茫茫戈壁滩中?

王有刚介绍,宇宙中的大部分射电信号比较微弱,我们要选择电磁干扰少、地质构造稳定、水电及其它补给相对方便的地方。

“为了选出优良的站址,我们从2009年就开始。一直持续到2013年,前后找了整整4年,足迹踏遍新疆、青海、西藏、内蒙、贵州、陕西、吉林以及北京周边等地区,选出了200多个候选地址。”

在王有刚微信朋友圈,他分享了一篇自己写的选址回忆文章:

贵州选址很消耗体力,因为那里地无三分平,很多候选站址是四面环山的窝凼,没有通行道路,需要步行。这种地形可以屏蔽干扰,但窝凼山势陡峭,我们背着仪器爬过山顶,再下到窝凼底部,做完试验以后再原路返回。窝凼一般没有路,偶尔有些羊肠小道,但也是荆棘丛生。有时需要雇佣向导,拿着砍刀在前面开路……

我们首次前往新疆选址是2011年春节前的一个星期……记得当时正值寒冬,在乡间土路上车陷入了雪中,我们用铲子铲了半天雪也未能奏效,眼看天快黑的时候,终于等来一辆路过的哈萨克牧民的拖拉机,把我们拉出了困境……

最终,经过4年的选址,2014年底,研究团队将观测站定在了哈密市巴里坤县大红柳峡乡。

研究暗能量与暗物质计划,也被这群拥有9名天文科学家的团队,取了一个动听的名字——“天籁计划”。

首席科学家、项目领头人陈学雷曾表示,“籁”字泛指“声音”,“天籁”就是“宇宙的声音”。

“如果做个形象点的比喻,就是我们在新疆的戈壁滩中放了一个收音机,用来接听来自宇宙的声音。”他说。

研究有何用?

短时间内无法帮助人类

选址如此艰难,对于普通大众来讲,暗能量更是一个烧脑的话题。研究它,意义何在?

王有刚表示,天文研究都是基础研究,短时间内,可能对国民生产以及其他的发展没有经济效益,但从长远看,它会取得其他方面的一些突破。

“举一个简单例子,我们现在用的WIFI,其实就是天文学家在提取微弱信号时采取的一种办法,后面被广泛使用,让人们上网进入无线时代”。

经过三年的运行,红柳峡观测站已从宇宙中搜集数据400TB。

王有刚透露,目前,研究团队正在对这个庞大数据做着分析,初步成果预计今年11月份向全球公布。

为啥建天籁?

所看天区比天眼大

中国天文学界,关于收集宇宙信息,最耀眼的明星,要数位于贵州的天眼。红柳峽站射电望远镜矩阵“天籁”与贵州“天眼”有何区别?

“事实上,‘天籁’和‘天眼’虽然有共通之处,但是,它们是两个不同的项目。”王有刚说,“天眼”在国际射电领域中低频测量来说,属全世界最灵敏的望远镜。

但尺有所短、寸有所长,“天籁”虽然没有“天眼”灵敏,最大优势却是一次可看到的天区,要比天眼大很多,巡天速度也很快。

“而且‘天籁’和‘天眼’一样,都可以做快速射电报的探测,但是单从快速射电报的寻找来说,‘天眼’的效率是赶不上‘天籁’的。”

真有外星人?

存在的可能性比较大

提到快速射电报,有科学家认为,这是外星人向地球发出的信号。

对于这种说法,王有刚予以否认。

“快速射电报是宇宙中一种很强的信号,快速出现又快速消失,科学家们通过一些测量手段,对他们的一些性质有了初步了解。从历史上的种种天文发现的事例来看,说它是外星人给地球发来的信号的可能性几乎为零”。

“但是,我个人认为,外星人存在可能性是极大的。”王有刚表示,宇宙实在太大,存在一些其他生命,是有可能的,只是现在人类还没有跟他们取得联系。

“如果跟外星人联系上了,我第一句话会说,‘外星人,你好’。至于他能不能听懂,是另外一回事了。”

对于国外有人在“出售”前往火星的飞船票,但是没有返程票一事,王有刚认为,尽管这是一种玩笑,但人类登陆火星的距离也不会太远。

“没有返程票是受一些技术局限,但我觉得,我们的国内外同行们,正是在为这张返程票做着努力。”

编辑:肖川 责任编辑:张洋
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