核心提示：位于貴州省平塘縣的FAST望遠(yuǎn)鏡在9月25日正式啟用，這架巨大的天文望遠(yuǎn)鏡被世界譽(yù)為“中國(guó)天（da）眼（guo）”。這口“大鍋”意義遠(yuǎn)不僅如此，F(xiàn)AST將應(yīng)用于眾多基礎(chǔ)研究鄰域，尋找和研究宇宙中脈沖星等方面。
位于貴州省平塘縣的FAST望遠(yuǎn)鏡在9月25日正式啟用，這架巨大的天文望遠(yuǎn)鏡被世界譽(yù)為“中國(guó)天（da）眼（guo）”。FAST 為 Five hundered meters aperture spherical Telescop 的縮寫，直譯過(guò)來(lái)就是“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”的簡(jiǎn)稱。
FAST，到底是什么呢？
恩，它就是下面的那口大鍋，口徑為500米，是國(guó)際上最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡，它相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)大的接收面積，是國(guó)際上目前最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡。該望遠(yuǎn)鏡不僅在尺寸規(guī)模上創(chuàng)造新世界紀(jì)錄，而且在靈敏度和綜合性能上具備世界最高水平。那簡(jiǎn)而言之就是FAST現(xiàn)在以及將來(lái)的10-20年都會(huì)保持世界一流設(shè)備的地位。
圖1：FAST 望遠(yuǎn)鏡實(shí)景
那為什么要做FAST項(xiàng)目？
FAST是射電望遠(yuǎn)鏡，顧名思義，望遠(yuǎn)鏡，是將遠(yuǎn)方的景物放到近的眼前，從而讓我們可以看清原本肉眼看不清的東西。那么射電望遠(yuǎn)鏡就是可以看清未知宇宙，幫助我們探索星際的工具。射電輻射是天體無(wú)線電波段的輻射，而無(wú)線電波可以穿透宇宙中大量存在而光波又無(wú)法通過(guò)的星際塵埃物質(zhì)，因而射電望遠(yuǎn)鏡可以透過(guò)星際塵埃，觀測(cè)更遙遠(yuǎn)的未知宇宙。
圖2：宇宙概念圖
建設(shè)FAST，這樣一個(gè)高科技的“望遠(yuǎn)鏡”的目的到底是什么？難道僅僅是為了觀測(cè)太空？
這口“大鍋”意義遠(yuǎn)不僅如此，F(xiàn)AST將應(yīng)用于眾多基礎(chǔ)研究鄰域，尋找和研究宇宙中脈沖星等方面。（主要作用如下）
將中性氫觀測(cè)延伸至宇宙邊緣，觀測(cè)暗物質(zhì)和暗能量，探索宇宙的起源與演化。
研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)矩，建立基于脈沖星的自主導(dǎo)航系統(tǒng)
發(fā)現(xiàn)奇異性和夸克星物質(zhì)
發(fā)現(xiàn)中子星-黑洞雙星，無(wú)須依賴模型精確測(cè)定黑洞質(zhì)量
探尋識(shí)別可能的星際通信信號(hào)，尋找地外文明
發(fā)現(xiàn)高紅移的巨脈澤星系，實(shí)現(xiàn)銀河系外的第一個(gè)甲醇超脈澤的觀測(cè)突破
作為最大的臺(tái)址加入國(guó)際甚長(zhǎng)基線網(wǎng)，為天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)成像：利用VLBI，可提供深空測(cè)軌技術(shù)服務(wù)。
通過(guò)精確測(cè)定脈沖星脈沖的到達(dá)時(shí)間來(lái)檢測(cè)引力波
那脈沖星是什么？
這些作用當(dāng)中比較核心的就是尋找脈沖星，脈沖星就像天體物理實(shí)驗(yàn)室，可以研究一些特殊天體物理和宇宙演化現(xiàn)象。字義上來(lái)說(shuō)，脈沖星就是發(fā)射脈沖的星星，但我們?nèi)庋劭吹降拈W閃的星不一樣，脈沖星是因?yàn)樽陨淼妮椛浜瓦\(yùn)動(dòng)的特性，導(dǎo)致會(huì)不停地閃。它是直徑大約10到15公里之間，質(zhì)量卻比太陽(yáng)還大的中子星。
附錄會(huì)有點(diǎn)辣眼睛，有興趣的同學(xué)可以讀一讀，是天文學(xué)上著名的“燈塔模型”，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是脈沖星從南北磁極發(fā)出如果燈塔光束般的強(qiáng)大輻射束，一圈圈掃向四周。
附：中子星繞著自身的自轉(zhuǎn)軸不停地旋轉(zhuǎn)，和地球很相似，有南北兩個(gè)磁極。中子星磁極的磁場(chǎng)十分強(qiáng)大，一般有10^12到10^15高斯，而相比之下我們地球磁極的磁場(chǎng)強(qiáng)度僅有0.6到0.7高斯左右。電子被中子星磁極的強(qiáng)磁場(chǎng)加速，導(dǎo)致磁極處發(fā)出很強(qiáng)的輻射。在自轉(zhuǎn)軸和磁軸不重合的情況下（如同地球地理南北極和地磁南北極不重合一樣），隨著中子星的旋轉(zhuǎn)，從其南北磁極發(fā)出來(lái)的強(qiáng)大輻射束就會(huì)如同燈塔的光束一樣，一圈圈掃向四周。當(dāng)某顆中子星的輻射束掃過(guò)地球的時(shí)候，我們就會(huì)看到一個(gè)不斷眨眼睛的脈沖星。
那為什么需要FAST來(lái)觀測(cè)脈沖星呢？
首先學(xué)術(shù)上來(lái)說(shuō)，前文說(shuō)了中子星的輻射很特殊，本身很暗，但是兩極的輻射束卻很強(qiáng)大，于是只能通過(guò)觀測(cè)輻射束來(lái)觀測(cè)它。而中子星的輻射束大多數(shù)都只射在電波段，所以只能用射電望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀測(cè)這些中子星。而即便是在可見光波段有輻射的脈沖星，由于它們發(fā)射脈沖的速度太快，人眼也是幾乎不可能看到的。
目前為止，人類找到了2500余顆脈沖星，這其中的一大部分都是由澳大利亞的一口“大鍋”觀測(cè)到的！澳大利亞的大鍋如下：
圖3：澳大利亞 Parkes 射電望遠(yuǎn)鏡
由于脈沖星的特殊性，所以要用巨大的“鍋”去觀察，那么觀察脈沖星的意義呢？這個(gè)星到底為什么值得各個(gè)國(guó)家花這么大的代價(jià)去“炒”呢？廣義中二地來(lái)說(shuō)，這關(guān)乎整個(gè)人類的未來(lái)。
到現(xiàn)在為止，脈沖星已經(jīng)拿了兩個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)，其一是1967年發(fā)現(xiàn)第一課脈沖星，證實(shí)了中子星的存在和1974年發(fā)現(xiàn)雙脈沖星系統(tǒng)，此發(fā)現(xiàn)為后期發(fā)現(xiàn)引力波的理論奠定了基礎(chǔ)。
從諾貝爾獎(jiǎng)上就能看出脈沖星對(duì)宇宙研究的貢獻(xiàn)之大，為各領(lǐng)域的星際研究都提供觀測(cè)的途徑。它質(zhì)量大，自轉(zhuǎn)穩(wěn)定，短脈沖，線偏振等特點(diǎn)導(dǎo)致其在天文學(xué)中有至關(guān)重要的地位。舉個(gè)栗子，可以通過(guò)觀測(cè)脈沖星來(lái)探測(cè)引力波，測(cè)量銀河系的磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)宇宙中的暗物質(zhì)等等。
當(dāng)然脈沖星的意義遠(yuǎn)不止這些基礎(chǔ)物理的研究，如果我們能知道它的具體位置，就如同在宇宙中安插了燈塔和時(shí)鐘。理論上有4顆脈沖星，就能在宇宙中為我們定位。這對(duì)未來(lái)的星際探索，航天飛行，都能作為指引方向和控制時(shí)間的工具。
這么一說(shuō)，我們的“大鍋”是不是特別厲害？這還都是通過(guò)我們已有的知識(shí)去推測(cè)的，宇宙中還有億萬(wàn)的可能和萬(wàn)一等著人類去開發(fā)。所以說(shuō)，這不僅僅是中國(guó)的“大鍋”，是全人類在宇宙探索當(dāng)中又邁出的堅(jiān)實(shí)的一步，為未來(lái)的星際旅程提供后臺(tái)的支持。也許、萬(wàn)一，F(xiàn)AST不久之后的發(fā)現(xiàn)能顛覆現(xiàn)在人類對(duì)宇宙的認(rèn)知呢？
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