比中國天眼還要強大？耗資150億，全球最大射電望遠鏡正式開建
耗資高達97億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）即将發射升空，它将用于接替NASA的另一架著名的太空望遠鏡——哈勃。韋伯有着無與倫比的觀測能力，它能穿越時間，回溯到極為早期的宇宙，看到宇宙中剛剛誕生的第一批星系。
然而，不管是以前的哈勃，還是未來的韋伯，它們隻能觀測到可見光波段附近的電磁波。這些光有着豐富的天體信息，可以讓我們看到壯美的宇宙景象。
但宇宙中還有豐富的射電源，它們發出的無線電波無法用哈勃或者韋伯觀測，這需要用到專門的射電望遠鏡。因為望遠鏡的角分辨率正比于波長/口徑，而無線電波的波長遠遠長于可見光，所以射電望遠鏡的口徑要做到足夠大，才有強大的分辨率和靈敏度。
為此，我國耗資7億元，建造了直徑高達500米的射電望遠鏡——中國天眼（FAST），這在當前全球填充口徑射電望遠鏡中位列第一。由于口徑非常大，中國天眼對于宇宙中的無線電波十分敏感。
一經“開眼”，FAST很快就發現了新的脈沖星。此外，FAST還接收到了來自宇宙深處的神秘無線電信号——快速射電暴（FRB），這種信号的強度極高，因為從數十億光年外傳過來還能被探測到。
快速射電暴大都是一次性的，突然出現在在天空中的某個位置，然後又消失，再也不會出現。但通過FAST，天文學家接收到一個罕見的快速射電暴，它在不到兩個月的時間内，重複出現了一千多次，距離地球30億光年。
這不禁引發了大家的猜想。既然是重複的無線電信号，很多人可能會先想到不是自然的宇宙現象，而是由高等外星文明發出的。但也有人反駁這種猜測，隻有像人類這樣等級不高的文明才會用無線電進行通信，高等外星文明也許早就不用這種低效的方式，改用引力波之類的通信方式。
即便這種信号真的是外星文明發出的，我們現在什麼也做不了，根本沒有能力回複。數十億光年的距離太遙遠了，信号傳播到如此遙遠的地方，需要極其巨大的能量，人類目前根本辦不到。不管怎樣，快速射電暴，尤其是重複出現的信号，它們的起源至今還是一個巨大的未解之謎。
由于結構的限制，想要再造出比FAST大得更多的射電望遠鏡不是一件容易的事情。天文學家另辟蹊徑，結合不同地方的射電望遠鏡接收到的無線電波，通過光的幹涉原理，大幅提高分辨率，這就是射電幹涉技術。
基于這樣的技術，單台射電望遠鏡的口徑不需要造得非常大，隻需要造得足夠多，距離隔得遠，形成射電望遠鏡陣列，其理論最佳分辨率取決于兩台相隔最遠射電望遠鏡之間的距離。這樣就能突破口徑限制，獲得超過光學望遠鏡的分辨率。此前，人類直接捕獲到的第一張黑洞照片就是通過射電望遠鏡，而非光學望遠鏡。
現階段，正在運行的射電望遠鏡陣列包括甚大天線陣（VLA）、阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALAM）。再過幾年，平方公裡陣列（SKA）将會成為最強大的射電望遠鏡陣列。
平方公裡陣列主要建在兩個地方，一個是南非，這裡将會建造2000個單盤抛物面天線；另一個是澳洲，這裡将會建造100萬個天線。結合如此多的天線，SKA的接收無線電波的面積可達1公裡，這使其有能力直接探測到宇宙誕生後産生的第一批恒星和星系。
中國是SKA的主要發起者之一，參與了望遠鏡的設計和研發，未來也會參與運行。目前，耗資預計高達150億元的SKA已經正式開始建造，預計在2027年可以全面投入觀測。除了研究宇宙的演化，以及在更高精度上測試愛因斯坦的廣義相對論，SKA也被寄望于找到外星智慧文明。
雖然以後有了SKA，但FAST的地位仍然是無可替代的。單口徑的好處是靈敏度高，信噪比高，可以接收到極其微弱的信号。而綜合孔徑的優勢在于分辨率，可以把觀測目标看得更清楚。
未來，我國還要在本土建造5台大型單口徑望遠鏡，尺寸都與FAST一樣大。每一台射電望遠鏡本身就已經有極高的靈敏度，由它們組成的巨型射電望遠鏡陣列更是會大幅提高靈敏度和分辨率，這足以讓我們領先全球多達50年。
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