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上部 說史 十一 射電望遠鏡之最

上部 說史

十一 射電望遠鏡之最

30多歲的德雷克此時已經練就了一身的武藝,但他卻一直在尋覓一件稱手的兵器。俗話說:「沒有金鋼鑽,攬不了瓷器活。」德雷克精通射電天文學的理論,但如果沒有一台威力強大的射電天文望遠鏡,那麼不管有多好的理論都沒用。
是不是看上去有點眼熟呢?對的,007系列的《黃金眼》就是在這裏拍的外景,如果你看過這部大片的話,對這裏應該有點印象。除了《黃金眼》還有好幾部電影在這裏拍攝,包括本書一開始就提到的那部講搜尋地外文明的影片《超時空接觸》(Contact)。
此時的德雷克畢竟還只有30歲出頭,他還需要再苦心修鍊10年,才能重新啟動奧茲瑪計劃。在德雷克練功的這10年中,發生了三件重要的事情是必須要記錄下來的。

圖1-8 阿雷西博射電望遠鏡
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到了1963年,這台射電望遠鏡終於建成,它至今仍然是全球口徑最大的射電望遠鏡,口徑達到305米,在足足有10個足球場那麼大的拋物面上貼了38萬片純鋁製成的瓦片,取名叫「阿雷西博」。從衛星照片上看,阿雷西博就像一口無比巨大的鋁鍋。隨後,美國人評選出了人類20世紀十大工程,排名首位的就是阿雷西博,不過這個評選是在登月之前,顯然選得有點早,登月工程可比這個要牛多了。讓我們來一睹它的尊容:
那麼,影響射電望遠鏡靈敏度的關鍵因素是什麼呢?那就是天線,也就是那口「鍋」的直徑,直徑越大則靈敏度越高。為了探測到從遙遠的宇宙中發射過來的微弱電磁波,這隻鍋做多大都不嫌大。
阿雷西博射電望遠鏡一建成便穩居兵器譜頭把交椅。直到40多年九九藏書後,一群中國人向它發出了挑戰,兵器譜的頭把交椅將在阿雷西博落成的半個世紀之後落到後起的中國人手中。
這個地方被發現以後,全世界的天文學家都興奮死了,因為這個地方簡直就是為建造射電天文望遠鏡訂製的。於是在多個國家的關心和資助下,2007年8月28日,國家「十一五」重大科學工程——500米口徑球面射電望遠鏡「FAST」項目獲國家立項批准。目前FAST正在緊鑼密鼓的建設中,預計2016年建成。當這台超級射電望遠鏡建成后,它將毫無懸念地成為世界上最大口徑的射電望遠鏡,接收面積足足有30個足球場那麼大,比起阿雷西博,FAST的綜合性能將提高大約10倍,估計至少能把這個世界第一的地位保持20至30年。讓我們來看看它建成后的示意圖:
我們期待著FAST能夠順利建成,讓大窩凼成為全世界天文觀測的聖地之一,這也是本書中為數不多的能讓咱九_九_藏_書們中國人露露臉的地方。而建造FAST最重要的的目的之一就是搜尋外星文明發射的無線電波。
從阿雷西博的照片中我們可以看出,建設這種超大型射電望遠鏡的關鍵問題還不是技術,而是要找到這樣一個山谷,一旦找到一個這樣合適的山谷,就可以節省巨大的成本。這時候,咱中國地方大而且多山的好處就體現出來了。從1994年開始,我國就派出考察隊在全國範圍內尋找一個合適的山谷,我們也要建設超大型射電天文望遠鏡。整整找了12年,終於在貴州省的喀斯特窪地,南州平塘縣的一個叫做大窩凼(dàng)的地方找到了一個非常合適的山谷。你聽聽這個名字「大窩凼」就像那麼回事,凼就是水坑的意思。如果有個地方叫做「大鍋谷」的話,估計會更合適。讓我們看一下這個地方長啥樣:

圖1-9 大窩凼衛星圖
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但是,這種超大型的射電望遠鏡卻有著不能轉動朝向同一時間、只能接收一個頻率和受建造施工限制的缺點。人類要解決這些問題仍然需要20多年的時間,更新型的強大武器要在80年代才能誕生。在這20多年中,阿雷西博是毫無疑問的「天下第一劍」,大俠德雷克將用這天下第一劍干下兩件轟動天下的大事。
但有一個麻煩的問題是,由於受到材料本身的限制,這口鍋做不了太大,大到一定程度以後,材料的自重就會把整個鍋給壓垮,無法維持住這種優美的弧形。於是人們想到了一個辦法,那就是在地上刨一個鍋形的大坑,然後把金屬材料貼在大坑的表面,這樣就形成了一口巨大的固定在地面上的天線。用這個辦法,理論上這口鍋想造多大都可以,但是從成本的角度考慮,最省錢的方法是利用現成的近似鍋形狀的山谷,九九藏書這樣只要經過簡單的挖掘處理,就可以方便地造出一口鍋來。不過你也不要以為這樣的地方很容易找。首先,這個山谷的外形必須得是天然的鍋形,然後必須遠離喧鬧的城市,周圍人煙越稀少越好,這樣無線電干擾就最少,最好連手機信號也不能有。然後,這個地方的透水性必須要好,否則一下雨,積水要是滲漏不掉,這天線成了魚池,就別談什麼搜尋外星人了。美國人在20世紀50年代為了尋找一個這樣的地方,費了好大的力氣,最後還是在南美洲的波多黎各找到一個合適的山谷,各方面條件都符合。於是,美國的康奈爾大學出錢把這個地方買下了,開始建造一口巨大的射電望遠鏡。德雷克正是這個計劃的發起人之一。

圖1-10 FAST望遠鏡示意圖