叼炸天的中國天眼，霍金曾極力阻止，其作用竟然如此強大

地球人都知道霍金曾經警告過人類，不要去尋找外星人。

因為一旦真的找到了，雖然有可能與外星人促膝長談，對酒當歌，甚至科技交流技術爆炸，人類文明升級成神。

當中國計劃建造世界上最大射電望眼鏡的時候，有傳聞霍金曾在某大學演講時再次表示，不建議這樣做，這說明霍金了解這臺射電望遠鏡的威力它有多大，它意味著什麼？我們今天就聊聊讓宇宙之王霍金操碎了心的。

中國天眼（FAST）

這個話說天眼是中國神話中的神跡，是佛教中的五眼之一，所謂五眼出自佛家的經典《金剛經》，包括：肉眼，天眼，慧眼，法眼和佛眼。 》中有云：

於眼得色界四大造清淨色，是名天眼天，眼所見，自地及下地六道中眾生諸物若近若遠，若粗若細。諸色無不能照，意思是說天眼能夠透視六道遠近，上下前後內外以及未來等等，代表著洞察一切。

那麼中國天眼正是因此得名，中國現在的本名叫做500米口徑球面射電望遠鏡，簡稱fast。

20世紀天文學家的四大發現，脈衝星，類星體，宇宙微波背景輻射，還有星際有機分子，

都與射電望眼鏡有關。射電望遠鏡與光學望遠鏡不同，他沒有鏡片，而不是用來看的，或者替換聽的，說是一個超級大的雷達更為貼切。因為可見光的觀測在一定範圍內還可以，但是一旦超過範圍損耗遮擋等等這些限制實在是太大，無法去了解更遙遠更深邃的太空，而射電望遠鏡就可以接受到更遙遠的信號。

Fast項目2011年3月開工建設計劃計劃耗資是7.7億元人民幣，真正建成到運行，實際上花費了12億元人民幣，不過這點錢不算什麼，因為fast帶來的旅遊效應遠超人們的想像。僅僅2017年上半年半年發自所在的貴州平塘縣的旅遊觀光收入就達到了46億元人民幣，還是相當可觀的。

FAST望眼鏡是怎樣工作的？

fast反射面是由4450塊的反射面板組成。最後一塊面板在2016年的7月3日上午安裝落成，落成以後就超越了波多黎各的阿雷西博天文臺，成為了世界上最大的單面口徑球面可以發射到宇宙137億光年以內的信號，這個範圍意味著甚至可以捕捉到宇宙大爆炸初期的來自宇宙遙遠深處的無線電信號，而且它的靈敏度非常高，差不多是阿雷西博望遠鏡綜合能力的10倍左右。

就是說你現在站在月球上打個電話，fast也能夠檢測到，那麼他是怎麼工作的呢？我們看到快速整體像是一口大鍋的形狀，大國聚焦的地方懸著一個小東西，這個東西叫做饋源倉，

其實這個東西並不小，它足足有30噸重，fast將接收到的無線電信號反射到饋源艙裡，然後饋入源艙分離出有用的信號，並且將其放大，再傳輸給計算機系統，那麼天文學家就可以進行曲線進行分析，以及了解更多遙遠的宇宙中的信息。

搜尋外星文明

我們知道銀河系的盤面直徑大約為9.8萬光年，基於FAST的強大功能，直徑約15萬光年內，如果存在外星文明的話，換句話說就是說，如果銀河系內存在外星文明，他們的信息被據此國際科研項目SETI（搜尋外星人計劃）的首席科學家，最近向中方提出，希望在發射上加裝設備可以合作一起搜索外星人的信號。

之前我們講過setI就是專門尋找輪廓文明和引力波這樣的一個組織，它主要是通過分析各種來自遙遠宇宙的無線電信號來判斷是否存在外星文明。雖然項目至此還沒有發現任何真正的外星生命的信號，但是已經確認了幾個目標目標作為進一步的分析，其中最重要的預定信號就是2004年9月1日的無線電源，無線電源被命名為shGB02 + 14a

那麼天文學家西斯肖斯塔克在2004年曾經表示，基於德雷克方程，他預計會在2020年和2025年之間得到一個與外星文明接觸的決定性的信號，而快速的建成投入使用但實際上FAST可以搜索外星文明並對其探索任務的其中一項，而且並非主要的任務，其真正的首要任務是對於人類來講更加有實際意義，一會我們會詳細講到。

我們先來簡單的了解一下這個叼炸天的大鍋，擔任該項目首席科學家和工程師的是國家科學院的國家天文臺稱為南仁東先生，也是他提出了快速的建造構想。當時他在提出建造發射構想的時候，中國最大的射線望遠鏡口徑還不到30米，好多同行都覺得這個是不可能的，因為建造這樣規模的望遠鏡，其不足比我們想像要大得多。

首先選址你不可能選擇市中心人員密集的地方，因為FAST在工作的時候，必須保證周圍環境的無線電靜默，哪怕稍微一點點的信號，即使手機廣播電臺等信號，都會影響到它的正常運轉。因為射電望遠鏡接收的能量很多都是幾億數十億光年以外發出的，這信號在發出的時候雖然非常強大，強大到每秒鐘釋放的能量就能夠超越太陽能量總和的千億倍。

但是這些信號經過了不可想像的宏大的時間和空間的尺度到達地球以後，已經十分的微弱了。

具體有多微弱呢？

舉個例子，在一次國際社聯會議上，主辦方要求雙方在入口的時候拿一張a4的複印紙，在開會時主持人就說，各位拿紙所付出的能量比射電天文學出現到現在所接受的能量總能量還要多，因此靜默的環境就非常的重要。

其二，地勢上的選擇，首先要考慮的就是自然天氣帶來的影響，比如說一旦下雨，上千萬隻餃子也是填不滿這口30個足球場大的大鍋的，所以藍教授走遍了全中國，在300個多個區域中選擇了地球上獨一無二的位置。

我們知道貴州的喀斯特地形文明世界遍地是坑，而大窩凼的地貌最接近FAST的造型，同時喀斯特地形的特點就是天然的大漏鬥，天上下雨地下漏，再加上人工設置的排水系統，再大的雨也都不是問題。

我們知道太空進來的電磁波方向是無法確定的，我們不能只捕捉某個方向的信號或者某方向範圍的信號，

因此在設計之初就就打算設計了，FAST球面下有一套精巧的致使系統可以拉動支撐索網，使用調整反射面板，讓500米直徑的球面個數都可以局部變形為300米直徑的，這樣一來FAST就可以眼觀六路，耳聽八方。

FAST的主要任務

剛才我們講到探索地外生命只是其中一個功能之一，而FAST的最主要的任務是探索脈衝星。小夥伴可能會問尋找脈衝星有毛用，沒有尋找外星人刺激，其實對於我們人類來說有大用，遠比尋找外星文明更切合實際。

那麼什麼是脈衝星呢？目前天然氣普遍認為脈衝星是中子星的一種，我們知道中子星具有強磁場，

運動的帶電粒子發出同步輻射，形成與中子星一起轉動的射電平行，

這導致發射的電磁波穿過中子星的自轉，而且轉得非常快。而由於中子星的自轉軸和磁軸一般並不重合，每當射電光束掃過地球的時候就會接收到一個脈衝，表面現象看起來就是以脈衝的形式定期的向前我們發射。

中子星還有一種叫做磁星，顧名思義磁星就是磁場非常強大的中子星，它磁場能夠達到普通中子星的1000倍以上，去測量磁性具有大約10的11次方特斯拉的磁場，沒有概念？舉個例子，這個磁場的強度可以在地球和月球距離的正中間的位置上重疊地球上的一張卡片。

咱們接著說脈衝星，脈衝星是在1967年的10月，劍橋大學的卡文迪實驗室安東尼教授的一個學生研究生，24歲的喬斯林貝爾博奈爾他在檢測這個射電望眼鏡收到的信號當時，無意中發現了一些有規律的脈衝信號，那麼射電望眼鏡的相關工作其實是非常枯燥的，和仰望繁星，凝望銀河這種浪漫一點關係都沒有。也因此當時FAST在運行好招聘的工作人員是遇到困難。

博耐爾發現這些信號周期十分穩定的在1.337秒，很精確有固定的頻率，那麼起初他就以為這一定是外星人發來的信號。不過後來人們確認了這是一類新的天體，脈衝星，那麼脈衝星剛才我們也講了與類星體宇宙微波輻射背景，星際有機分子並成為20世紀60年代的天文學的四大發現。也因此教授安東尼就因為脈衝星的發現而榮獲了1974年的諾貝爾物理學獎，那是真正發現他的24歲的學生博耐爾成了炮灰，那麼天文界有好多人對此頗有微詞，其實這種情況很正常。

勞科院就有一個朋友，他是哈工大的在讀博士，平時都是導師來申請項目申請資金很大，學生們的出力，一切功勞都是導師的。那麼如果你覺得不公平，我有一個辦法，你自己努力成為更牛掰的導師。

好，繼續說脈衝星。脈衝中心的逃逸速度大概是在1萬到15萬公裡每秒之間，也就是說可以達到光速的一半，那麼物體落到其表面的速度也將能達到15萬公裡每秒。

這是一個什麼概念？比如說把我扔到一個脈衝星的表面上，我不僅僅是擲地有聲那麼鏗鏘，我撞擊脈衝型表面產生的能量相當於2億噸的TNT當量的威力，那是人類歷史上最大核彈沙皇炸彈的4倍。

在20世紀80年代，人們又發現了一類所謂的毫秒脈衝星，他們的周期也非常的短，只有毫秒量級，這意味著脈衝星是在高速的自轉，它的自轉周期非常短，已經可以有以毫秒來計算，脈衝星靠消耗自轉能量彌補輻射出去的能量，因而隨著能量消耗自轉就會逐漸的放慢，但是這種辯論的過程非常的緩慢。

我們知道原子鐘精度非常的高，可以達到誤差在2000萬年誤差一秒之內，而脈衝星號周期的精確度能夠超越原子鐘，

了這麼多脈衝星的奇特性質，那麼機智如特斯拉的你就一定明白了，探索脈衝星實用的意義就是導航，當然不是我們地球上的林志玲性感語音設置成功那一種，而是人類進行太空殖民或者星際旅行的時候，地球衛星已經無法再為我們提供太空導航，而脈衝星就能夠成為人們在宇宙中航行的燈塔，它可以為近地軌道深和星際空間飛行的太空飛行器提供自主導航信息服務。

那麼如果過幾年馬斯克殖民火星或者人類想要走出太陽系，甚至走出銀系的時候，如果我們能夠知道宇宙中很多脈衝星位置，就可以通過它來定位導航，而不至於迷失在太空中。所以你看尋找外星人最大的原因就是人類的好奇，而且這件事具有兩面性，就像霍金擔心的那樣，但是星際是人類科技發展的必達階段，因此探索脈衝星對於人類的科技發展是非常具有實際意義的。

另外脈衝星的磁層是一個包含了極端相對性、帶電粒子，超強的等離子體波和極強的磁場的這麼個奇異的混合物，這些條件是其他天體所不具備的。同時苛刻的極端物理條件也是在地球上無法模擬出來進行實驗研究的。因此脈衝星的研究為等離子體的極端物理學研究提供了一個非常好的機會。

因此FAST的首要任務就是在一年時間內發現數千顆脈衝星，並且建立脈衝星的計時陣，參與未來脈衝星自主導航和引力波的探測。除了觀測脈衝星， fast的另一大科學目標是巡視宇宙中的中性氫，FAST有能力將中性氫的觀測延伸至宇宙的邊緣，重現宇宙早期的圖像。當然了還有順便發現一下地外文明，滿足一下你和我的好奇心。我們一起來期待來自地外文明的聲音。