專家解讀世界最大規(guī)模射電望遠鏡陣列

□ 本刊記者 耳 東

目前，由中國、澳大利亞、意大利、新西蘭、荷蘭、南非、英國等全球20個國家的科學家們籌劃建造的，全世界最大規(guī)模的射電望遠鏡陣列（SKA）已經(jīng)進入倒計時。

據(jù)悉，SKA由3300個15米口徑拋物面天線和250個直徑約60米AA(Aperture Array)低頻孔徑陣組成，分布在3000千米范圍形成旋臂陣列望遠鏡，為人類認知宇宙提供了重大機遇。SKA致力于回答關(guān)于宇宙一些基本問題，如第一代天體如何形成？星系演化、宇宙磁場作用、引力本質(zhì)、地外理性生命、暗物質(zhì)和暗能量等。按照計劃，SKA項目工程將于2016年開工，在2020年底前完成第一階段施工，全部工程將在2024年完成。

尋找外星人成為其重要使命

“在茫茫宇宙中尋找智慧生命就是SKA項目的一項重要使命。”中國科學院國家天文臺研究員彭勃說，SKA投入使用后，其靈敏度將比世界上現(xiàn)存最先進的宇宙探測設備高出50倍，分辨率高出100倍，而其搜尋速度將會高出1萬倍。因此將來它可以更好地幫助科學家們進行宇宙暗能量的探秘，甚至還有可能對外星人進行監(jiān)聽，人類對于宇宙的探索肯定將會有更多激動人心的發(fā)現(xiàn)。

藝術(shù)家筆下的SKA低頻天線圖

最近10多年來，全球的科學家經(jīng)過不斷探索，已經(jīng)在太陽系以外發(fā)現(xiàn)了數(shù)目眾多的恒星系統(tǒng)以及類地行星。

“雖然截止到目前，我們還沒有發(fā)現(xiàn)地球以外的智慧生命，但是這并不能表明茫茫宇宙中僅僅只有地球上存在生命系統(tǒng)及智慧生命。與之相反的是，目前恒星系統(tǒng)以及類地行星的發(fā)現(xiàn)，表明像地球這樣條件的星球在宇宙中也是一個普遍存在的現(xiàn)象，地球絕對不應該只是個案。世界上的主流科學家也都認為，宇宙中除了地球以外應該還有智慧生命存在，只是因為探測技術(shù)的限制或者方法的偏差導致還沒有發(fā)現(xiàn)他們的蹤跡?！迸聿f，在這樣的背景下，未來這個巨大的射電望遠鏡陣將會擔當起繼續(xù)尋找宇宙中智慧生命的重任。

SKA碟形天線的靈敏度非常高，可以捕捉到50光年外一架飛機發(fā)出的雷達信號

用數(shù)學來考試外星人

“這臺巨型望遠鏡就像人類給地球安裝的大眼睛，能幫助我們看到視野更開闊的宇宙?！敝锌圃鹤辖鹕教煳呐_研究員王思潮告訴記者，它也能獲取更高分辨率的數(shù)據(jù)。

“而分辨率高，望遠鏡就會變得更加靈敏，也就有可能捕捉到更微弱的信號。當然，這也包括來自外星系生物體的微弱信號?！蓖跛汲备嬖V記者，一旦接收到來自外星體的信號，地球上的科學家們就會判斷它到底是不是來自外星人。要想判斷準確，可就要給外星人出道數(shù)學題。“因為宇宙中通用的工具就是數(shù)學。比如，我們給外星人發(fā)出一道數(shù)學題：29×31=？答案是899。我們會通過望遠鏡監(jiān)聽是否會傳來899個脈沖信號。也正是利用這個規(guī)律，人類可以辨別其他星體上是否存在生命。如果存在，科學家們就會繼續(xù)發(fā)送友好的信息。

在王思潮看來，人類抱著探索和友好的心態(tài)試圖去尋找外星人的蹤跡，是為了和更大的世界進行一場交流?！坝袀€大膽的設想，如果我們和外星體的生命建立起聯(lián)系，他們也許有更先進的技術(shù)甚至能源來加快人類文明的發(fā)展?！?/p>

彭勃告訴記者，其實，人類尋找外星人也具有一定的風險性，因為目前人類根本無法判斷可能存在的外星人究竟是敵還是友，也許發(fā)現(xiàn)的會是我們未來的敵人。

不過王思潮認為，如果外星人是不友好的，人類也會通過對外星系的監(jiān)聽，來提早進行自我保護和防御。

大型望遠鏡可以監(jiān)測太陽輻射，降低其對人們造成的傷害

“人類建造大型望遠鏡的目的，也是為了尋找更多的自然規(guī)律來造福我們的生活?！蓖跛汲睂τ浾弑硎?，天文觀測不僅僅是對宇宙未知的探秘，這就像我們用望遠鏡去監(jiān)測太陽的活動一樣，現(xiàn)在我們都知道太陽要進入活躍期，它的各種小動作會對地球的電網(wǎng)等通信設施形成一定干擾。為了減少它給人類生活造成的災難性影響，我們必須有預防意識，才能降低損失，更好地保護人類的生存。

由7座直徑16米的碟形天線組成的SKA項目原型正在南非卡魯沙漠中接受測試

在很多人看來，天文研究似乎和人類沒有關(guān)聯(lián)。實際上，天文研究對我們今天和明天的生活都有著一定影響。我們知道太陽輻射的高峰周期是11年。當高峰期到來時，如果人們?nèi)ズ＿?，患皮膚癌的幾率就會更大。如果我們通過監(jiān)測，進行及時的預報，就會降低太陽輻射給人類健康帶來的傷害。

靈敏度高的望遠鏡就像更優(yōu)質(zhì)的監(jiān)視器，還能幫助天文學家監(jiān)測小行星與地球是否有發(fā)生撞擊的風險性。就像6500萬年前的恐龍滅絕一樣，人類也有可能遭到毀滅性的打擊。而巨型望遠鏡的建造，可以幫助我們預警來自宇宙的災難。

中國為何要參與該計劃？

搜尋地外文明發(fā)出的信號

現(xiàn)在，中國正在貴州興建目前世界最大、口徑達500米的射電望遠鏡，該望遠鏡建成以后，很多人認為中國的宇宙觀測將進入世界先進國家的行列。因此，現(xiàn)在，中國參加S K A項目也讓不少人感到十分疑惑：既然中國現(xiàn)在已經(jīng)開始建造世界最大的射電望遠鏡，為何還要參加這一合作項目呢？

長期以來，中國的宇宙探索一直落后于世界一些先進國家，目前所造的望遠鏡設備系統(tǒng)比較落后，不僅口徑小，缺乏大型射電望遠鏡，其設備的靈敏度也比較差。

雖然貴州的射電望遠鏡建成以后，中國的單個望遠鏡口徑能達到世界之最，但其靈敏性如何現(xiàn)在還是一個未知數(shù)，此外我國的研究能力和發(fā)達國家相比還有差距，因此中國必須積極參與國際SKA這類大型項目的合作。

另外，彭勃也對記者透露，貴州的射電望遠鏡建設也是中國在參與SKA項目中醞釀出來的想法，如果中國不參與國際合作，就沒有這個項目的誕生。

記者了解到，SKA項目預計將耗資15億歐元(約合142億人民幣)。但是參與各國究竟該如何按比例投入，中國會承擔多少，目前還是一個未知數(shù)。

“我們還有將近5年的籌備時間，這其中需要有很多的談判，中國作為重要的參與國之一，我們會積極行動，要讓中國未來在該項目的研究中獲得盡可能多的利益和研究權(quán)限?！迸聿硎尽?/p>