曾經的世界「天眼」射電望遠鏡,如今鏽跡斑斑像「廢棄垃圾場」

2020-12-21 天蠍財經

說起「天眼」,現在很多人都可能想到的是位於我國貴州省的射電望遠鏡FAST,FAST射電望遠鏡由天文學家南仁東於1994年提出構想,歷時22年建成,於2016年9月25日落成啟用,這個射電望遠鏡是由中國科學院國家天文臺主導建設,具有我國自主智慧財產權的射電望遠鏡,其口徑達到500米,是目前世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。

但在我國之前,實際上歐美一些國家早就建設了一些射電望遠鏡,其中全球最早的一個射電望遠鏡是位于波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡,其直徑達305米,於1963年建成投入使用,這個射電望遠鏡建成之後,在2016年之前一直是全球範圍內球面口徑最大的射電望遠鏡。

阿雷西博射電望遠鏡的建成為人類探索外太空提供了有力工具,利用阿雷西博射電望遠鏡,人類在外太空探索方面取得了不少喜人的成果,比如1974年,泰勒和赫爾斯利用阿雷西博射電望遠鏡發現第一個射電脈衝雙星系統PSR191316。泰勒教授利用阿雷西博射電望遠鏡進行上千次的觀測,獲得這顆脈衝星20年的軌道周期值,證明觀測結果與廣義相對論計算結果符合得很好,終於證實了引力波的存在。泰勒和赫爾斯一起榮獲1993年諾貝爾物理學獎。

再比如991年,天文學家沃斯贊和費雷爾用這個望遠鏡發現毫秒脈衝星PSR125712的行星系統,又一次轟動科學界。

但除了上面我們所提到這兩個事情之外,阿雷西博射電望遠鏡沒有取得太多的成績。

而在2016年中國射電望遠鏡發射的正式投入使用之後,阿雷西博射電望遠鏡也開始逐漸被遺忘,甚至被拋棄。

目前阿雷西博射電望遠鏡並不太樂觀,從各種影像錄像來看,阿雷西博射電望遠鏡已經鏽跡斑斑,很多地方都布滿了灰塵,有些地方已經出現損壞,看起來已經很久沒有人維護了,所以從遠的地方看過去,阿雷西博射電望遠鏡更像是一個垃圾場一樣。

那為何曾經的世界第一射電望遠鏡會落到今天這般田地呢?我覺得主要有幾個方面的原因:

第一、其他射電望遠鏡的出現

在阿雷西博射電望遠鏡之後,全球很多國家也建了其他射電望遠鏡,比如中國的FAST射電望遠鏡;比如位於美國新墨西哥州的甚大陣列(VLA);位於俄羅斯北高加索地區的RATAN-600;位於美國西維吉尼亞州的羅伯特·伯德綠岸望遠鏡;位於德國波恩的艾菲爾斯伯格射電望遠鏡;英國曼徹斯特大學的洛弗爾射電望遠鏡;位於上海的天馬望射電望遠鏡。

這些射電望遠鏡建成時間比阿雷西博射電望遠鏡射得更晚,而且分布在全球各地,這樣全球各國的科學家就不用老遠地跑到波多黎各去,這樣就減少了阿雷西博射電望遠鏡的使用頻率。

第二、阿雷西博士的望遠鏡技術比較落後

雖然阿雷西博射電望遠鏡的口徑非常大,達到350米,但是因為它建的時間比較早,所以技術相對比較落後,而且阿雷西博射電望遠鏡是一個固定望遠鏡,只能觀察一個方向,這是非常有局限性的。

而在阿雷西博射電望遠鏡之後,新建的很多射電望遠鏡技術和靈活性都要比阿雷西博射電望遠鏡更好。

比如中國的FAST的射電望遠鏡是世界上最靈敏的探測器之一,中國天眼可以「聽見」距離地球130億光年外的射電信號,而據透露,天眼的先進程度至少是阿雷西博的20倍以上。

正因為中國天眼技術比較先進,所以它取得的成就也是非常喜人的,在試運營期間,中國天眼就新發現了6顆脈衝星,其後,在12月又新發現了3顆脈衝星,截至2020年3月23日,已發現並認證的脈衝星就已經達到了114顆。

再比如美國的甚大陣列(VLA),它由27臺25米口徑的射電望遠鏡排成Y字型,是世界上最大的綜合孔徑射電望遠鏡,人們可以通過鐵軌移動單個望遠鏡,來改變望遠鏡間的距離,從而構成不同的陣型來滿足不同的觀測需要。

也正因為阿雷西博射電望遠鏡技術相對比較落後,觀測方向存在有很大的局限性,所以被其他射電望遠鏡替代也是不可避免的。

第三、阿雷西博射電望遠鏡維護成本比較高昂

作為曾經全球第一大射電望遠鏡,阿雷西博射電望遠鏡的維護成本是非常高昂的,阿雷西博自建成後到2011年為止一直由美國康奈爾大學負責管理和運行,此後由中佛羅裡達大學、楊企業和波多黎各城市大學根據與美國國家科學基金會的合作協議管理和營運,阿雷西博天文臺每年運行費用大約為1200萬美元。

這個經費之前主要由美國國家科學基金會(NSF , National Science Foundation)負責支出,但在2016年5月23日,NSF發表了聲明稿,稱這座天文臺可能對環境造成了巨大的影響,然後開始停止撥款,也正因為經費短缺,沒有人維護,所以阿雷西博射電望遠鏡就開始慢慢被廢棄了。

綜合以上各項因素之後,阿雷西博射電望遠鏡技術比較落後,成績一般般,再加上維護費比較高,所以美國沒有必要花大量的資金去維護這樣一個射電望遠鏡,所以乾脆就直接放棄了。

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