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当初的世界“天眼”射电望远镜,为什么如今却像个废弃垃圾场?

    相信很多朋友是被这个标题带进来的,天眼怎么会变成垃圾场?但今天我们要说的不是贵州大水凼的FAST天眼望远镜,而是曾经世界第一口径的天眼望远镜,它有过无限辉煌的过去:向外星人发射无线电信号,证明了引力波存在,发现水星上有水,测量行星准确距离等等!

    垃圾场一样的阿雷西博射电望远镜

    但现在却可能要被取缔拆除,尽管它现在还在工作,但为它奋斗的科学家和工程师却看不到未来,整天需要担心下一笔资金什么时候会到位,它的写照,也许预示着某个国家的衰落!

    德雷克和他的阿雷西博信息

    自1963年,波多黎各的阿雷西博射电望远镜建成以来,到2016年7月中国贵州的FAST射电望远镜竣工为止,在53年的时间里,这个口径达300米的大锅一直是世界上最大的单孔射电望远镜。当然我们不说这些没有营养的,在它的历史上发生过几次惊心动魄的大事!

    第一次是阿雷西博信息

    说起这个事情有一个人是绝对绕不开的,那就是美国天文学家法兰克·德雷克,他在担任阿雷西博射电望远镜扩建之前,已经在1960年实施了奥兹玛计划,目的是利用射电望远镜来接收可能的外星文明无线电信号,尽管一无所获,但他认为时间不够,搜索的天区也没有全部覆盖,所以一直想找机会将规模扩大!

    所以在阿雷西博射电望远镜扩建完成后,德雷克就迫不及待的将一个蓄谋已久的信号,加载在阿雷西博射电望远镜上向武仙座M13发射了出去!因为阿雷西博不仅是一台接收设备,同时它在数个波段上有着MW和TW级别的发射功率,极其强大!

    这个信号包括了人类文明的等级、地球的位置以及DNA螺旋等详细信息,直接引爆了科学家们的讨论,有科学家直接指出这会断送了地球文明的未来,不过也没人理会,因为它发射的方向是M13,距离地区2.5万光年,信号来回需要5万年!也就是说,即使那里的外星人接收到信号又马不停蹄的光速赶到也需要2.5万年

    第二次是1974年证明了引力波的存在

    很多人可能会非常好奇,引力波不是2015年9月14日才被LIGO发现么?为什么1974年就被证明了?其实是这样的:1974年普林斯顿大学物理学家拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒在在天鹰座天区发现了一颗脉冲星!

    但这颗脉冲星非常奇特,这颗脉冲星一秒钟自转17次,即脉冲周期约为59毫秒,但它的脉冲信号有时快于预期理论时间到达,有时候又比预期理论时间慢。这种变化平滑并且重复,周期为7.75小时,因此两个物理学家都认为有一颗伴星在干扰这个信号,分析后发现这颗脉冲星有一颗大约为1.4个太阳质量,最远距离为4.8个太阳半径的中子星互为伴星!

    PSR B1913+16公转周期的缩短。[4]红点为实际观察到的值,和广义相对论所预测的缩短值抛物线相符合

    它的存在使得信号周期性出现变化,而赫尔斯和泰勒对这个脉冲双星系统的深入研究发现,其公转周期存在变小的趋势,这种轨道衰减可以用爱因斯坦的广义相对论中的引力波来解释,它们的半轴每年缩短3.5米,大约在3亿年后合并。

    得益于这项伟大的发现,两位科学家获得了1993年的诺贝尔物理学奖!

    当然这还没完,1991年,天文学家沃斯赞和弗雷尔用这个望远镜发现毫秒脉冲星PSR125712的行星系统,又一次轰动科学界。这是天文学家首次发现的太阳系外的行星系统!

    第三次测量行星距离和发现水星有水

    其实这两项并不值得惊讶,因为阿雷西博射电望远镜有着无与伦比的发射功率和接收精度,所以拿它来测量精确行星距离简直就是小题大做,还有经典的案例是1991年阿雷西博望远镜在水星两极监测的回波中发现水冰特征,而且这个厚度还不小,面积大约有整个华盛顿特区大小,而厚度则高达3.2千米!水星还真颗名副其实!

    阿雷西博天文台发现的水星的北极地区图片

    其实阿雷西博望远镜的大新闻远不止此,除了在科学界大出风头外还在影视剧中也颇有影响力,卡尔萨根经典科幻小说改编的《超时空接触》和007电影《黄金眼》都有大片幅展示,《黄金眼》的后半部分外景地几乎都在阿雷西博射电望远镜上!

    两次灭顶之灾,名副其实的天眼垃圾场

    自进入新世纪以来,阿雷西博望远镜就开始走下坡路,主要和多个超大望远镜阵列投入使用有关系,而它的结构庞大,功能单一也限制了它的发展,尽管在2001年被列入IEEE里程碑列表中(美国电气和电子工程师协会(IEEE)认定在电机工程领域上重要的发明与贡献),在2008年阿雷西博射电望远镜则被列入美国的国家史迹名录,但仍然无法改变它暗淡的未来!

    2016年5月23日,NSF发表了声明稿称这座天文台可能对环境造成了巨大的影响,打算拆除!2017年9月21日,飓风玛莉亚带来的强风导致430MHz线路馈送断裂并掉到主镜盘上,损坏了38,000块铝板中的约30块!

    此后阿雷西博一直为它捉襟见肘的经费而发愁,尽管数次都在即将关门大吉时获得了资金支持,但每次的都在生死边缘被拯救回来的感觉一定不好,尽管阿雷西博还活着,但它已经年久失修,反射盘面上脏兮兮的,看起来就像一口烧了几十年却没洗过一次的大锅,实在让人惋惜!

    更让人揪心的是2020年8月10日,由于支撑缆绳断裂,阿雷西博望远镜的的反射盘面上裂开了一道30米长,十几米宽的口子,大量反射面板损坏,真是屋漏偏逢连夜雨,阿雷西博此次损坏,不知道什么时候维修完毕了!而据SPACE.COM的新闻显示,至少在6天前时仍然没有调查清楚那根固定的钢缆为什么会断裂!

    正值中国FAST天眼射电望远镜一个接一个取得突破时,昔日的射电界霸主阿雷西博却即将关门大吉,实在不胜唏嘘!

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