世界最大口径望远镜 世界最大口径望远镜FAST，这只“天眼”到底厉害在哪里

世界上最大的单孔径球形射电望远镜——500米球形射电望远镜的最后一个反射面单元成功吊装，标志着FAST主体工程圆满完成。这个“观察天空的巨眼”预计将于今年9月完成，并开始探索宇宙深处的奥秘。

▲快速航空摄影

有朋友看到“世界上最大的”和“探索宇宙深处的奥秘”这两个字，莫名其妙地兴奋起来，但不清楚这个“第三只眼”能干什么，为什么能引起全世界的注意，为什么这么“牛”。BOBO会用“六问”带你到这个“天眼”的起源。

1什么是1FAST？

快，“快”？不要直译，因为人家是500米球面射电望远镜的简称。

慢慢努力。这个大项目是“十一五”国家重大科技基础设施建设项目。2011年3月开工，预计今年9月正式完工。这是中国历史上最大的天文工程。

500米球面射电望远镜是世界上最大的单口径射电望远镜，可以实现大面积、高精度的天文观测。它被称为“观察天空的巨眼”或“倾听宇宙信号的大耳朵”。

2 2FAST有多大？

FAST望远镜的主体结构——反射面，占地约25万平方米，面积相当于30个足球场，直径500米，超过了服役中的美国阿雷西博同类型望远镜，建成后将成为世界上最大的球形射电望远镜。

总共将使用4450块三角形面板，总重量超过2000吨，这是中国的一个新技术奇迹。

▲俯视FAST

7月3日，由4450块拼图组成的最后一块三角形面板拼在一起，巨型碗终于完成了。

3FAST是世界上最大的望远镜吗？

说起来，心里可能也有人打鼓。FAST是世界上最大的望远镜吗？哦，对不起，我不能给你一个简单的答案。因为不同种类的望远镜都有最大的。

在射电望远镜家族中，有一个家伙在口径上可以和FAST抗衡:前苏联的RATAN-600，直径576米。但RATAN-600是非常罕见的带状射电望远镜，在射电望远镜家族中并不是主流。虽然口径那么大，但影响不是很大。

▲RATAN-600

FAST和美国的阿雷西博是球形射电望远镜，他们在FAST完成之前获得了“最大球形射电望远镜”的第一名。

▲阿雷西博射电望远镜

但在射电望远镜家族中，数量铺天盖地，直径小得多，最大的绿岸只有110m。各种望远镜都有各自的特长，光圈和性能并不完全相关。天文史上有名的望远镜在当时不一定是最大的。

为什么4FAST建在那个小山坳里？

很多人不明白为什么要在贵州建FAST，那里没有晴天，没有三尺之地。

你要相信，这样一个庞大的项目，这样一个选址，一定有它考证的考量。贵州地处亚热带湿润季风气候区，沉积有厚层碳酸盐岩。受地质、气候和水文因素的影响，岩溶地貌十分发育，尤其是黔南地区，岩溶峰丛洼地大量发育。

虽然这种特殊的喀斯特地貌造成了地面坑洼，极大地影响了交通设施的建设，但洼地是FAST望远镜的理想位置:

一方面地形最接近FAST建模，工程开口最小，可以大大降低工程成本。

另一方面，岩溶地质条件可以保证雨水向下渗透，不腐蚀望远镜。

具体到FAST目前所在的黔南“大佛堂”地区，往往很难被专家考察和挑选。

根据卫星遥感图像，专家们首先从形态特征、水文、地质、气象和无线电波环境等方面对400多个备选洼地进行了初步评估

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通过工程填挖方计算机模拟，选择了30多个现场考察。

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最后选择了不太大、深度合适、形状圆润、适合施工的“大窝”。

山路崎岖，选址和调查过程极其困难。

5FAST能做什么？

如果说光学望远镜是人类观察天空的“眼睛”，那么FAST射电望远镜更像是一只巨大而灵敏的“耳朵”，科学家们会用这只“大耳朵”去发现宇宙中神秘而奇怪的物体，满足人类最本质的好奇心:宇宙是如何形成的？为什么会有星星？为什么会有我们？我们在宇宙中是孤独的吗？

利用FAST，人类可以观测到脉冲星、中性氢、黑洞等有关宇宙形成的信息，还有一件让朋友们好奇的事情就是捕捉外星生命的信号。

对于想要寻找外星生命的人来说，FAST可以比现在的设备走的更远，就是一旦接收到外星生命传送的信息，FAST就可以准确的指出他们来自哪个方向。

6FAST有什么优势？

除了以上用途，FAST还有哪些优势？让我们听听专家们对他的评价和期望:

国家天文台宇宙暗物质暗能量研究组首席科学家陈说:“我非常期待FAST。我们希望通过观察中性氢的分布来研究宇宙的膨胀率，计算暗能量的性质。”

奇怪的脉冲星强烈吸引着科学家。国家天文台无线电部首席科学家李伟说:“目前，人类已经发现了2000多颗脉冲星，我们期待着发现新类型的脉冲星。”

“脉冲星就像天体物理学实验室，许多最极端的现象都发生在那里。另外，引力波会改变脉冲的到达时间。如果我们能全天观测脉冲星，或者在某一方向观测多个脉冲星周期，就能探测到引力波。”陈对说道。

中科院院士吴相平表示，随着FAST的建立和加入国际引力波探测行列，我国将把脉冲星计时引力波探测灵敏度提高2到3倍，提高低频引力波探测概率。他预测在未来几年内这个领域会有重大突破。

另外，科学家们打算用FAST搜索识别可能的星际通信信号，收听来自外星文明的微弱广播。

国际知名的外星人搜寻计划SETI计划的首席科学家丹·沃西默(Dan Wosimer)最近访问了国家天文台，表示希望与FAST望远镜合作搜寻外星人。他说，通过在望远镜上安装设备，可以在进行其他科学观察的同时搜索外星文明的信号。

李伟说:“我们对寻找外星人的国际合作非常感兴趣。不过，具体的合作形式仍不确定，值得进一步研究。”

“FAST在寻找外星信号方面的优势在于，它更加灵敏，可以看得更远、更远。与SETI现有的望远镜相比，FAST可以看到弱10倍的信号，这意味着探测能力提高了10倍。”李薇说。

他说，美国提供的设备可以帮助中国提高FAST望远镜的科学能力。“通过合作，无论是寻找外星人，还是做其他科学研究，都可以站在巨人的肩膀上。”

“虽然搜寻外星人是一项科学工程，但它类似于科幻小说，是建立在现有知识和探索性扩展的基础上，因此它与其他基础天文学研究有很大不同。我们不知道外星人长什么样。出发点是假设外星人和地球人相似。科学家们发现了一些可疑的信号，但无法证实，因为它们没有重复。”李薇说。

虽然多年未见成果，但科学家在寻找外星人的过程中推动了射电天文学等技术的发展。“对未知世界的任何探索都是非常重要的。”李薇说。

他说寻找地外智慧生命很难，FAST的另一个重点是寻找宇宙分子，也就是在宇宙尺度上研究生命起源。“几乎可以肯定，再过两三年，科学家就可以直接在Tai 空中找到氨基酸了。我估计也很有可能发现地外生命，太阳系内外都有。”

李伟说:“国家支持我们建造FAST这样的大型望远镜，我们将代表人类需求继续探索未知世界。