2020年,当全世界都被突如其来的病毒所困扰时,有这样一个为人类做出过巨大贡献的“老者”悄然离世,它正是在上世纪开启人们搜索地外文明之路的阿雷西博望远镜。
位于波多黎各岛的阿雷西博望远镜
这个耗资2.6亿建成,曾拥有全球最大望远镜之称的阿雷西博望远镜,如今却遍地杂草无人问津。
那么,阿雷西博望远镜到底经历了什么?它现在还能正常使用吗?接下来,就让我们一起来看看吧!
阿雷西博望远镜如今已是锈迹斑斑
阿雷西博望远镜的“陨落”
自从上世纪人们开启太空探索之窗之后,就一直在试图寻找地外文明的踪迹,而想找到地外文明光用“眼睛”看是肯定不行的。需要注意的是,这里所说的用眼睛看,指的是传统的光学望远镜。
如果想看到遥远的星系,找到更多的信息,势必要将搜索范围扩展到可见光以外。就这样,阿雷西博望远镜等来了诞生的契机。
阿雷西博望远镜的结构示意图
要知道在上世纪六十年代的时候,射电天文学的飞速发展,让不少人都感觉到射电望远镜在未来肯定会成为必不可少的观测设备,为什么这么说呢?
就以上世纪六十年代天文学的四大发现来说吧,在脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子的观测当中,都有射电望远镜做出的贡献。因此,当时太空各领域科技都异常关注的美国,立即投入重金开始建设阿雷西博望远镜。
1963年,建造中的望远镜天文台
阿雷西博望远镜的正式名称是阿雷西博天文台,它是在1963年11月1日正式建成并且投入运行的。根据资料来看,它原本的口径为305米,后来扩建到了350米,自建成以来,曾经历过多次的维修与升级,总耗资达到了2.6亿左右。
更重要的是,在中国天眼出现之前,阿雷西博望远镜一直都是全球最大的单口径射电望远镜。
曾经备受欢迎的阿雷西博望远镜
从阿雷西博诞生的历史不难看出,它算是真正意义上的“老人家”了,因为它曾是美国阿波罗登月计划当中的重要部分,参与了无线电信号的传输与通讯,也因此荣登20世纪十大科技工程之首。这个漫长的时间跨度,都快赶得上一个人的一生了。
资料显示,阿雷西博射电望远镜80%的工作时间用于射电天文观测,大气研究占15%,剩下的5%用于雷达天文学的研究。
成功将人类送上月球的阿波罗登月计划
可是,大抵是岁月不饶人吧,曾有过辉煌历史,被认为美国光荣与梦想代表的阿雷西博望远镜就在2020年时遗憾退场,未得善终。
根据资料来看,在2020年8月时,阿雷西博就已经因为支撑馈源平台的钢缆断裂,导致反射面被砸坏。
后来又接连发生了钢缆断裂砸伤反射面的情况,最终在2020年12月1日,美国国家科学基金会宣布阿雷西博望远镜在受到多次砸伤之后已经很难继续使用,所以宣布它正式退役。
钢索断裂给望远镜造成了严重的创伤
终于,这个曾为人类观测宇宙做出巨大贡献的老者,还是在自己57岁零1个月时走向了生命的终点。
在宣布其正式退役并将在合适时间拆除的消息后,阿雷西博望远镜算是真正体会到了人走茶凉是什么意思。因为从前被无数科学家、参观者甚至电影制片人造访的地方,如今却杂草丛生无人问津,确实让人十分感慨。
值得一提的是,其实阿雷西博望远镜的退役是早有征兆的,因为自从进入二十一世纪之后,美国就将目光转向了其他太空探索项目上,比如一直备受关注的“最强鸽王”韦伯望远镜。
推迟了近15年才发射的韦伯望远镜
在这种情况下,垂垂老矣的阿雷西博望远镜收到的维护费用一年比一年少,到最后都几乎没有了。
在这种情况下,钢缆断裂也很正常,毕竟没有维修费用,人们也没办法为爱发电去维护一个这样巨大的装置。
那么,阿雷西博望远镜在工作的这50多年当中,都发现了什么,做出过怎样的贡献呢?
阿雷西博望远镜残破的钢索
阿雷西博望远镜的贡献
根据资料来看,阿雷西博望远镜最早取得的发现是与太阳系行星相关的,比如水星和金星。最初人们认为水星的自转和公转是一样的,都是88天。
可是阿雷西博望远镜的观测数据却给了大家不一样的答案,原来水星的自转周期大约是58.646天,这就代表其上并不是永远一面白天、一面黑夜。
水星的自转周期与公转周期
此外就是对脉冲星的探索。熟悉脉冲星的人都知道,这家伙是宇宙中当之无愧的“舞王”,因为它的一生都处在高速旋转当中,会不断地向外发出电磁脉冲信号。
而1968年时,科学家就利用阿雷西博望远镜,发现在蟹状星云中心存在的脉冲星。在这之中,又接连发现了多颗脉冲星,并且协助科学家发现了脉冲双星系统。
脉冲双星的模拟图
这个脉冲双星系统的发现虽然惊喜,但是并没有那么重要。问题就是在科学家对其进行持续观测之后,发现二者的轨道周期在不断减小。
而这个事实,非常符合爱因斯坦广义相对论当中脉冲星以引力波发射能量的论述,间接证实了引力波的存在。不难看出,阿雷西博望远镜在证实引力波存在这件事之上,贡献是不可忽略的。
脉冲双星系统的引力波示意图
除了以上这些以外,阿雷西博望远镜还首次明确证实存在地外行星系统、捕捉到了快速射电暴、探测到了星际物质等等,这些都是它的荣誉勋章。
值得一提的是,阿雷西博望远镜不仅承担过帮人们搜寻地外文明的任务,还做过一件惊人的事情,那就是向外星发射信号。说到这儿,许多人可能也没想到《三体》当中的情节竟然在现实当中上演了。
会有外星人接收到我们发出的信号吗?
根据资料来看,早在1974年,人们就利用阿雷西博望远镜朝着银河系武仙座球状星团M13发送了一段信息。这段信息是由1600多个二进制数字组成的电码图,其中包括了数字、人类DNA的基本构造以及地球在太阳系中的具体位置等等。
不难看出,在如今不少科学家还在争论探索地外文明时应该高调出头还是低调行事的时候,阿雷西博望远镜早在上世纪就已经把诸多重要信息发出去了。
不过,鉴于M13星系距离地球长达2.5万光年,所以这段信息的接收和回复也需要几万年的时间。在这种情况下,我们好像也不必过于担心了。
向太空发射的阿雷西博信息
当然,人类的探索并不会因阿雷西博望远镜的退役而终止,中国天眼的建成并投入使用,无疑给大家吃了一剂定心丸。
中国天眼拿过“接力棒”
中国天眼自从建成以来,就备受关注,尤其是在阿雷西博望远镜遭遇不测之后,人们对中国天眼寄予的希望就更大了。
而从现实来看,中国天眼也确实没有辜负大家的期望,不仅在短短几年当中发现了200多颗脉冲星,接收到了多次快速射电暴,还有序开放给全球有需要的研究小组使用,展示了我国的“大国风范”。
有人说中国天眼是二代阿雷西博望远镜,这种形容并不贴切,因为二者在设计上有着巨大的区别。并且从中国天眼的选址和建造上,就能看出中国科技进步的影子。
坐落在喀斯特洼坑中的中国天眼
咱们就以阿雷西博望远镜退休的原因来说,它的钢缆由于长期承受巨大的重量,所以不可避免地要“疲劳坚持”,让断裂事故的风险变大,从而最终影响到整个望远镜。
而中国天眼在设计时就考虑到了这一点,不仅增加了支撑塔,还将望远镜的结构设计得更为轻巧。
资料显示,当时南仁东等FAST早期建设者认识到,如果FAST的结构模仿阿雷西博,那么其馈源接收系统的重量将高达3000t,这是一个无法准确进行移动操作的庞然大物,因此必须寻找其他巧妙的设计方案,以减小支撑系统的压力。
工作人员正在对中国天眼进行维护保养
因此惋惜阿雷西博望远镜退役的同时,别忘记夸夸咱们的中国天眼,毕竟从科技史的角度来说,中国天眼是第四代工业革命的成果,它的出现预示着人类在朝着新时代迈进!
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