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海伦·凯勒自幼失明失聪,生活在无尽黑暗与寂静的世界里,所以更能体会“耳聪目明”对生命的可贵,写下了世人传颂的《假如给我三天光明》.然而,你能想象得到吗,我们人类在面对浩瀚的宇宙时,就像海伦·凯勒生活在无声的世界里一般,从来都是只能远观而不可聆听的.尽管望远镜越来越大,越来越灵敏,但它只能让天文学家“目明”而不能“耳聪”.我们对宇宙的认识一直是寂静一片.
其实,人类目光所及之外的太空混杂着各种声音,这些遥远的声音在数亿年之前甚至更早时发出,仿佛水面上荡起的时空涟漪,飘摇在宇宙间.这些声音微弱至极,如雷声中的蝉鸣,需要特殊的设备才能捕获.
在我国贵州省平塘县,一个被称作“FAST”的“听天神器”———500米口径球面射电望远镜即将建成,它是长在地球上的一个超级灵敏的大耳朵,不停地分辨宇宙深处传来的声音.利用它,科学家们可以不断地探索宇宙深处的秘密.
天坑里架起超级“大锅”当电视收不到信号时,屏幕上不是一片空白,
而是雪花闪烁并且发出“刺啦刺啦”的声响,这其实就是来自太空的射电信号.
射电跟光没有太大区别,都是电磁波.光,只是能刺激眼睛的一种电磁波.从肉眼看不到的伽马射线到能将皮肤晒黑的紫外线,从可见光再到红外线和射电,为了检测这些电磁波,人类发明了各种各样的望远镜.FAST 射电望远镜就是其中之一.它的工作原理跟接收卫星信号的“天线锅”是一回事,通过“锅”的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号都聚拢到一个点上.
为了能更清晰准确地辨认信号传来的方位,天文学家想出一个办法,就是让许多“天线锅”对准同一个目标,通过对比得出结果.但是想接收更微弱的信号,唯一的办法就是把“天线锅”造得更大.
造更大的“天线锅”谈何容易！“大锅”必须要有“头发丝粗细”的精度,但在平地上建百米以上的“天线锅”,光是自重就会造成变形.一阵风吹来,“大锅”也会受到影响.于是,有天文学家提出了新的思路：在喀斯特地形中常见的“天坑”里造“锅”.
我们从遥感地图上可以看到,中国西南地区有无数个喀斯特地貌的凹坑,但选出一个形状最圆、深度和尺寸恰到好处的坑为FAST 安家落户,就耗费了中外科学家十多年的时间.最终,云贵高原上的一个圆形洼地———大窝凼（d伽ng）,成了最有力的竞争者.它的周围有三座山峰,每两座之间的距离都在500 米左右,中间的洼地犹如一个天然的“锅架”,刚好稳稳地盛下FAST 这口“大锅”.
科学家解释道,“凼”是水在石灰岩上削出来的直径几百米的水坑,底部都会有一个至少浴缸大小的水洼,积水可以从坑底渗透出去,不至于淤积和危害天线.而且,如果不依托天坑建这口“大锅”,不光造价承担不起,也无法满足精度的要求.大山深处的精确定位
云贵高原地处中国大陆的西南边陲,人烟稀少,大窝凼附近也都是电波稀少的自然村落.钻过几百米的漆黑山洞,一座世外桃源出现在眼前.天坑底部种着蔬菜和庄稼,几栋木房子散落其间,万籁无声,令人心旷神怡.射电望远镜正需要这么一处静土.科学家们希望尽量减少周边人类活动,因为最灵敏的天线相当于最娇弱的耳膜.中国的天文学家打了个比方：在月亮上打手机,FAST 也能听得一清二楚.
为了避免人为制造电磁干扰,未来在FAST 现场工作的科学家需要控制电器的使用.监听中心要设在两道山之外,获取的信号通过光纤传输到监听中心,再传到外界,全程不能使用无线装置,以保持绝对的电波静默.
除了安静,FAST 的另一个挑战是将超大望远镜的钢架、索网、接收器等每一个部分的位移都控制在毫米级别.不然,望远镜就无法监听到宇宙中微弱的射电信号.
FAST 的“天线锅”在工作时,具有“变形金刚”的能力！它的钢索网联系着边框以及天坑中的2000多个小电机,这些电机相互配合,就像水手扯动缆绳控制风帆的朝向一样,控制着钢索网的形状,来转换天线的方向.而在索网的上空,高高悬挂着一个类似于神舟飞船大小的信号接收装置,里边装着世界上最金贵的接收器.这个接收器内部有六条伸缩“腿”,负责把覆盖30 个足球场面积的信号,聚集在药片大小的空间里.
比起现在世界上非常领先的“埃菲尔斯伯格”望远镜（德国于1972 年建成,性能先进,率先在毫米波段观测到脉冲星的辐射）,FAST 的灵敏度将提高10 倍.这意味着,远在百亿光年外的射电信号,FAST 也有可能听到.
竖起耳朵监听外星生命在静谧的云贵高原装一个灵敏的大耳朵,人类用它来干什么呢？没错,就是要寻找“一黑二暗三起源”的故事.
“一黑二暗三起源”是科学家经常使用的俗语,用来形容天文望远镜的科学使命.一黑是指黑洞,二暗是指暗物质和暗能量,三起源指的就是天体、宇宙和生命的起源.
FAST 能探测宇宙中遥远的信号、物质,比如发现更多的脉冲星.这种星星是在1976 年被发现的,因为它总是发出规律的信号,一开始被科学家误认为是外星人.现在,科学家们普遍认为,已发现的脉冲星是一种高速旋转的中子星,就像海边的灯塔,旋转的光柱扫过地球.已经被侦测到的脉冲星都在银河系内,而在银河系之外,想必还有更多奇特的脉冲星等着人类去了解.
FAST还可能观察到早期宇宙的蛛丝马迹———中性氢云团的运动.本来我们从远处是察觉不到中性氢的存在的,但是当中性氢中的电子磁极罕见地倒转了,一种微弱的电磁波就跑了出来.FAST 有能力捕捉这种电磁波,从中获得星系之间互相“打闹”的细节,为揭示宇宙怎样逐渐长成现在的模样提供线索.
如果幸运,FAST 还将尝试接收外星生命发来的电波.如果宇宙中的生命体或者高智商的外星人真的存在,那么一二十年后,他们放出的信号被地球监听到,那肯定是FAST 的功劳.
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