上部 说史 十一 射电望远镜之最
30多岁的德雷克此时已经练就了一身的武艺,但他却一直在寻觅一件称手的兵器。俗话说:“没有金钢钻,揽不了瓷器活。”德雷克精通射电天文学的理论,但如果没有一台威力强大的射电天文望远镜,那么不管有多好的理论都没用。
那么,影响射电望远镜灵敏度的关键因素是什么呢?那就是天线,也就是那口“锅”的直径,直径越大则灵敏度越高。为了探测到从遥远的宇宙中发射过来的微弱电磁波,这只锅做多大都不嫌大。
但有一个麻烦的问题是,由于受到材料本身的限制,这口锅做不了太大,大到一定程度以后,材料的自重就会把整个锅给压垮,无法维持住这种优美的弧形。于是人们想到了一个办法,那就是在地上刨一个锅形的大坑,然后把金属材料贴在大坑的表面,这样就形成了一口巨大的固定在地面上的天线。用这个办法,理论上这口锅想造多大都可以,但是从成本的角度考虑,最省钱的方法是利用现成的近似锅形状的山谷,这样只要经过简单的挖掘处理,就可以方便地造出一口锅来。不过你也不要以为这样的地方很容易找。首先,这个山谷的外形必须得是天然的锅形,然后必须远离喧闹的城市,周围人烟越稀少越好,这样无线电干扰就最少,最好连手机信号也不能有。然后,这个地方的透水性必须要好,否则一下雨,积水要是渗漏不掉,这天线成了鱼池,就别谈什么搜寻外星人了。美国人在20世纪50年代为了寻找一个这样的地方,费了好大的力气,最后还是在南美洲的波多黎各找到一个合适的山谷,各方面条件都符合。于是,美国的康奈尔大学出钱把这个地方买下了,开始建造一口巨大的射电望远镜。德雷克正是这个计划的发起人之一。
到了1963年,这台射电望远镜终于建成,它至今仍然是全球口径最大的射电望远镜,口径达到305米,在足足有10个足球场那么大的抛物面上贴了38万片纯铝制成的瓦片,取名叫“阿雷西博”。从卫星照片上看,阿雷西博就像一口无比巨大的铝锅。随后,美国人评选出了人类20世纪十大工程,排名首位的就是阿雷西博,不过这个评选是在登月之前,显然选得有点早,登月工程可比这个要牛多了。让我们来一睹它的尊容:
图1-8 阿雷西博射电望远镜
是不是看上去有点眼熟呢?对的,007系列的《黄金眼》就是在这里拍的外景,如果你看过这部大片的话,对这里应该有点印象。除了《黄金眼》还有好几部电影在这里拍摄,包括本书一开始就提到的那部讲搜寻地外文明的影片《超时空接触》(Contact)。
阿雷西博射电望远镜一建成便稳居兵器谱头把交椅。直到40多年后,一群中国人向它发出了挑战,兵器谱的头把交椅将在阿雷西博落成的半个世纪之后落到后起的中国人手中。
从阿雷西博的照片中我们可以看出,建设这种超大型射电望远镜的关键问题还不是技术,而是要找到这样一个山谷,一旦找到一个这样合适的山谷,就可以节省巨大的成本。这时候,咱中国地方大而且多山的好处就体现出来了。从1994年开始,我国就派出考察队在全国范围内寻找一个合适的山谷,我们也要建设超大型射电天文望远镜。整整找了12年,终于在贵州省的喀斯特洼地,南州平塘县的一个叫做大窝凼(dàng)的地方找到了一个非常合适的山谷。你听听这个名字“大窝凼”就像那么回事,凼就是水坑的意思。如果有个地方叫做“大锅谷”的话,估计会更合适。让我们看一下这个地方长啥样:
图1-9 大窝凼卫星图
这个地方被发现以后,全世界的天文学家都兴奋死了,因为这个地方简直就是为建造射电天文望远镜订制的。于是在多个国家的关心和资助下,2007年8月28日,国家“十一五”重大科学工程——500米口径球面射电望远镜“FAST”项目获国家立项批准。目前FAST正在紧锣密鼓的建设中,预计2016年建成。当这台超级射电望远镜建成后,它将毫无悬念地成为世界上最大口径的射电望远镜,接收面积足足有30个足球场那么大,比起阿雷西博,FAST的综合性能将提高大约10倍,估计至少能把这个世界第一的地位保持20至30年。让我们来看看它建成后的示意图:
图1-10 FAST望远镜示意图
我们期待着FAST能够顺利建成,让大窝凼成为全世界天文观测的圣地之一,这也是本书中为数不多的能让咱们中国人露露脸的地方。而建造FAST最重要的的目的之一就是搜寻外星文明发射的无线电波。
但是,这种超大型的射电望远镜却有着不能转动朝向同一时间、只能接收一个频率和受建造施工限制的缺点。人类要解决这些问题仍然需要20多年的时间,更新型的强大武器要在80年代才能诞生。在这20多年中,阿雷西博是毫无疑问的“天下第一剑”,大侠德雷克将用这天下第一剑干下两件轰动天下的大事。
此时的德雷克毕竟还只有30岁出头,他还需要再苦心修炼10年,才能重新启动奥兹玛计划。在德雷克练功的这10年中,发生了三件重要的事情是必须要记录下来的。