【视频】| FAST 我们都爱仰望星空，那里没有平庸，只有无垠的新奇-玩转文综
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我总不愿意相信是因为南仁东先生逝世时间与娱乐圈的“多事之秋”时间重合，FAST项目才终于引起了大众的关注的。
不过，从来无法蹭到热度的丽丽，终于可以借机再向大家安利一位科学界的泰斗，和他的事业了。
FAST=Five-hundred-meterApertureSpherical radioTelescope 即500米口径球面射电望远镜
关于FAST，中国国家天文一直都在介绍。作为非专业人士，丽丽为大家重点推荐以下两篇略作了解：
FAST：射电望远镜的世界之最
独家专访 | 没有南仁东，就没有FAST
这个采访视频更是推荐的重中之重：
（为方便观看，丽丽尽力将视频采访编辑成文字稿并指出对高中地理学习者而言的重点内容）有流量的同学可以视频配文字；没流量的同学可直接下拉看文字。
记者：南老师跟我们说说这个望远镜为什么要建到500米，有什么功能？
南：一个望远镜嘛，你让我回答，为什么不是499，而是500。这个我讲，不大科学。就是，望远镜有一个指标，就是它的灵敏度。而灵敏度呢，是和接收面积是成正比的。口径越大，你这个技术面就越大。你就能，看到更暗弱的天体，能够看到更深远的宇宙普埃尔塔，你就可能看到更多的天体。你有更多的天体，你就可能在这些天体里面，发现新的天文现象。
记者：南老师刚才我们也说到了，美国的望远镜跟这里的有不同点。在中国的这个望远镜，它在科技上、或者用途上，有什么特点，或者是不同点？
南：您说美国的望远镜是Arecibo（注：阿雷西博望远镜，位于美国波多黎各岛）那个300米的是吧？一般望远镜——我要先说——也不是Arecibo那个300米，也不是FAST那个500米这种，都是像我们地面的雷达天线或者微波地面站里面的抛物面天线，它是一口锅，就可以随便地调整它，指向你感兴趣的天区。
这个望远镜（指向FAST工地），和美国Arecibo的300米望远镜，都是球反射面望远镜，而他们的球面本身，不能够实现自主的指向跟踪。所以你必须有其他的附属机构宗立成，来保证这台设备能像其他望远镜那样的工作钊晟灏。
我们和它（注：指Arecibo）最大的区别是什么呢？你能看到整个的这一圈儿，这个直径是0.5公里，500米对吧通天仙道。Arecibo的是300米，那么你想这个口径，我们就要大了接近一倍。
还有一个，望远镜反射面，它的口径是500米，那么上面要有接收机。接收机和望远镜之间，要有刚性连接，就是它的几何位置要非常精确地确定。Arecibo是怎么确定的呢？它有三个塔，水泥塔。你们可以看一下，它的那个照片、那个图像。
美国阿雷西博（Arecibo）天文台
那三个水泥塔，用钢丝绳拉紧一个平台。这个平台呢，大致能有1千吨，一个三角形的平台。平台大概，它那个叫维度，就是它的大小是80米左右宜兴茗茶。我们这个500米，就不可能在接收机——就是空中那个接收机——和地面的反射面呢，建设一个刚性的、不变形的结构皮什切克。太远了，几百米的长度，要保证在不同的环境温度下，它的精度要达到毫米量级，那是，工程上是根本不可行的。
所以我们就用了，你看，建了六个塔，这六个塔上面呢，有六根钢索，一直拉到望远镜的中间，中间有一个馈源舱，装着接收机。这个馈源舱，只有30吨。你这样比较啊：Arecibo是1千吨，如果我们效仿那种结构菊花台钢琴谱，我们要有1万吨，我曾经给你讲过和敌(⊙_⊙没听懂）的立方之间的关系。那么我们的接收机的平台变得很轻，有六根绳子就可以拖动了。但是这六根绳子，在风的载荷下，它要震动，要颤动的。要保持这个精度呢，我们一定要有一个二次调整装置，这个就是一个机器人，我们叫Stewart的平台。在这个平台上呢，放着接收机前端，它就可以把接收机的空间位置定位到公分量级的精度，这就满足了望远镜的需要。
贵州大窝凼 FAST望远镜
南：再有一个，这个反射面和Arecibo的300米的区别，这个反射面是主动的反射面，它能变形的。你能看见下边，这大致有接近7千根、7千段这样的钢索，看到没有，这个钢索。这个钢索，6根牵在一个节点上。你看那儿有一个节点嘛。
记者：对。
南：节点的下面，你还能看到一根钢索，白色的、很细的钢索——看到没有——拉到地面。拉到地面呢，在每一个水泥地锚墩上，要有一个驱动索的装置，我们叫促动器，actuator双牌天气预报。观测的时候呢，这个促动器就往复运动，就拉着这个钢索呢，使得这个索网变形，使得它在300米范围内，索网能变成一个抛物面，抛物面就是点汇焦的了，就像一般传统望远镜银时代官网。用6根绳子，把这个接收机丹阳房产网，拖到变形以后的300米抛物面的焦点上，这就是变成一个传统的望远镜。你就可以指向天空，你喜欢的那个方向，就可以进行天文观测了。
第三个特点是什么东西呢。其实这个就是别人想做，做不了的事儿，就我们有一个特别好的天然洼坑。你看到这个洼坑没有，这个洼坑，绿颜色，看到没有，绿颜色大部分是没有被挖掉的，只有这个黄颜色的才是被开挖掉的部分，非常非常浅，所以我们的工程量呢，相对比较少。当然，你500米的坑，要把它修圆了，实际上，还是需要接近百万立方米的土石方量，所以工程巨大。可是，如果没有这样一个现成的天然洼坑，那你就根本干不了。
（注：经多方调研考察后，FAST项目最终建设在贵州平潭县大窝凼，一个喀斯特圆坑之中。）
南：再有一个，这个洼坑的底部，有一个马桶结构，sinkhole，一个下水道。来了洪水以后，大雨以后，水很快就流入漏水口保鲁夫拉姆，就排到地下的暗河和溶洞里面。
丽丽有话说：此处要掌声鼓励云贵高原得天独厚的喀斯特地貌。在别的地方，圆坑不好找，喀斯特地区却比比皆是，众所周知的天坑、蓝洞等，就都是喀斯特地貌哟~
但是这么巨大，且几乎呈正圆形的自然大坑，还是需要南老师带领团队花费无数精力才能找出来的。
那么问题来了，喀斯特地貌是怎么形成的呢？（提示：多雨水的石灰岩山区）
典型喀斯特：地表崎岖不平，地下暗河溶洞相连。
南：所以，FAST望远镜和Arecibo相比呢，有三项比较独特的部分：一个它用了一个又大又圆又深的喀斯特洼地作为台址；第二，它的反射面是能够主动变形的，是能变成一个抛物面的；第三，它的指向跟踪系统，是由6根绳子拖动的，所以是一个轻型的指向跟踪系统。大概我能介绍的（就是这些）。
记者：最后有一个问题就问说，这个FAST的形状是一个碗形的，这个碗形有什么效果呢？
南：所有的望远镜，如果你不精确的比喻，都是碗形的。为什么呢？因为碗形的、也就是抛物面的望远镜，它就是个碗、bowl、like a bowl，But it's dish，But it's not dish，it's paraboloid，一个抛物面。抛物面，来了平行光以后，它就会汇聚到一点。就像，比如说新町点烟盘，我们比如探照灯，探照灯当然是另一个方向了，光源在焦点，照到反射面，发射一束平行光。这个平行的电磁波，落到了碗形的反射面上，它就汇集到一点。为什么要主动变成抛物面呢？抛物面是能汇集到一点的，球是不能汇集到一点的，球是汇集到一条线上的。这就是太阳灶呢，也一定要做成抛物面，你才能把这个光线，汇集到一点，把能量集中。
↑抛物面将光线汇集到一点 示意图↑
记者：南老师我想要问，你觉得为什么中国需要这样子的工程？
南：因为我们做这个事情，它第一个呢，它并不是一个风景，它实际上是根据天文国际射电天文界，和国内的射电天文界，我们的射电天文同行们，对于目前天体物理学在射电天文波段的热点方向来讨论确定的。比如我们现在有很多重要的难题、问题，需要我们天文学回答。这些问题呢，比如说，暗物质和暗能量的本质是什么夸河套。
再有一个就是现在有一个非常前沿的热点课题就是脉冲星——我不知道（你）听说过脉冲星没有——就是一颗死去的恒星。由于它有保持了原来恒星的搅动量，转得非常非常快，每秒钟快得可以转到700圈这么快。而它的质量呢，有太阳那么大。所以这样大的一个天体，这么重的天体，这么快速的旋转，而且在它的两级发出了两簇电磁波。这脉冲星是现在特别热的一个热点，现在国际上发现了有2千多个脉冲星。
脉冲星是一个天空的极端物理条件的实验室。因为脉冲星它有最高的密度、最强的磁场，应该说，有最大的转动惯量，所以我们地面呢，想做这样的一个实验室，我们做不出来的，朱青阳但是天体为我们提供了这样一个实验室。
现在发现呢，有2千颗，据估计，这个望远镜如果开光之后，我们应该至少把这个数加倍。加倍以后就有一亿了。你可能就，比如说你可能发现了黑洞双星啊，或者是，甚至于自旋更快的脉冲星，那说不定就是大家期盼已久的夸克星之类的。
（注：暗物质、暗能量、脉冲星、黑洞、黑洞双星、夸克星 这几个名词丽丽也就是模糊了解，实在解释无能，大家自行百度o(╥﹏╥)o）
所以我们大概就是两个例子，这两个例子，一个是寻找暗物质、寻找暗能量，主要是通过巡视中性氢的办法来做的；第二个呢就是巡视更多的新的脉冲星，这是国际、国外、国内、同行，大家评审说你这个最，叫top priority，就是最高级别的科学目标。
接着这个还可以做很多东西，比如说，你们听过甚长基线干涉测量吗？它可以作为甚长干涉测量的一个台寨(？！)，和国际上其他的望远镜做联网观测，完了获得非常高的角分辨率，这个当然也非常有意义。
第四项比较重要的呢，就是它可以观测很多太空中的分子弧线，就是发现新的太空分子。这些太空分子在低频段，有一些呢，它有非常长的，包括碳原子组的链，这些分子，可能和生命的起源都是相关联的。
那么最后一个呢，我们有一些天文学工作者，希望用这个最灵敏的，这样一个雷达设备，去监听地球之外、太阳系之外，其他文明社会可能发射的电磁干扰、电磁波、广播。这个就是，可能，中国公众啊，目前也相当普及了。这个科学项目，叫SETI，就是寻找地外理性生命、寻找地外文明。
等等等等这都是我们这个FAST建设的科学目的。
当然，FAST建设本身呢，它给我们提供了很多工程难题。比如说，高精度、大尺度的钢结构建设；比如说，运动的光纤信号传播；再比如说，像下边的这些总线设备，总长要超过150公里；还有像这个钢索材料本身的高强度、疲劳特性如何获得，这些都是潜在的工程建设，可能对国家、甚至世界的高科技和工业发展能做出的贡献。
当然，因为有了这样一个大设备，使得相对落后的贵州，应该变得更加开放。它像一扇窗户，使贵州人民能更多地瞭望外部的世界，除了天文之外。
当然我们也能吸引很多公众，包括来自世界各地的研究者或者是年青学生。所以我们相信，这台科学设备的建成一定对于青少年一代，他们能建设更完整的科学体系，增强他们对于自然探索的兴趣，应该有很大的帮助。
这是一个美丽的风景，科学风景。将来欢迎你们到，建成之后，2016年9月，到建成的望远镜来看一眼。
那么问题又来了：在这里建设这样的项目，会对当地可持续发展产生哪些影响呢？
提示：1工业技术创新、设备制造；
2科学文化园建设与旅游业发展；
3经济收入、就业、对外联系等；
4周围区域工农业活动全停，
减少生态破坏和环境污染；
……
国际射电天文科普旅游文化园展示
记者：南老师您会觉得这个项目，也是有点像在进行几千年的一个传承？想想古代中国人都是很喜欢读天体的秘密（注：听不太清）。
南：对。我们国家是，其实我们在古代，我们国家的天文学应该是最先进的，是不是？比如400年之前，至少是这样。因为我们有自己的司天官，是专门去观察这个斗转星移，来占卜未来过完冬季。所以他们在朝廷里也是高官厚禄的。比如说你到北京看元大都的那个观象台。所以中国人本身有一个传统，中国文化总是把人类社会或者我们自身的命运和天体连在一起。当然在古代，包括射电天文出现之前，人类观察天文的窗口就是可见光。
可见光，这您知道，就是能见到的光线，波长呢，从4000i到7000i。射电天文呢，它管天体实际辐射的电磁波呢，覆盖整个的电磁波谱，从高频的γ射线、X射线、紫外线、可见光；接着是红外；接着是亚毫米波、毫米波，接着是厘米波、分米波一直到米波，那就是无线电波段的。
所以我们这个望远镜，它的工作频率呢，是从700个麦克赫兹，700兆，一直到3个G。700兆什么意思呢，就是我们比较低的电视卫星频道的频率；3个G呢，比我们手机工作的频率略微高一点。就是这样一个比较狭窄的窗口，而这个窗口呢，蕴藏了大量的发现机遇。
所以我们谈，我们古代曾经有过辉煌的天文学研究历史。我们有很多自己的、中国的观天设备对不对？像浑天仪，你见过的是吧，对天体的定位，对它的东升西落都有非常精确地观察。而且，对于我刚才说的脉冲星，宋朝时代，1054年，我们观测到了一个客星，就突然天空大放光芒，实际就是一个超新星。那颗超新星，它坍缩成了一颗脉冲星，这颗脉冲星现在还在。我们这个望远镜开光之后，可能我们选的第一个目标，就是看一眼那个东西。当然那个是已经被发现的。这就是现代、未来和我们久远的历史之间的关联。
丽丽不是专业人士，虽仔细查证过，但手打输入可能依然有错字错词，请留言指正。
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