“真的希望有一天和外星人建立聯(lián)系，希望這一天真的早日到來。”中科院2022年跨年演講直播中，武向平院士表示，他相信外星人存在，原因是兩個月以前澳大利亞科學家在比鄰星上收到一個信號，這個信號被排除了人為干擾。

“FAST（中國大射電望遠鏡）收到的信號里也很可能有外星文明信號，只是我們現(xiàn)在還沒有時間去識別。”中國科學院FAST重點實驗室主任、國家天文臺研究員彭勃也說。

要搜尋外星文明信號，射電望遠鏡是非常重要的工具，它可以拍攝數(shù)十億甚至上百億年前的宇宙圖像，幫助人類了解宇宙起源，探測引力波等。2020年12月，美國阿雷西博射電望遠鏡徹底崩塌后，位于貴州省黔南平塘縣的“中國天眼”FAST已成為世界上最大的單天線射電望遠鏡。

日前，作為歷時20多年的親歷者，彭勃出版了《天眼工程：大射電望遠鏡FAST追夢實錄》一書，全程記錄“中國天眼”的誕生歷程。

“天鍋”有30個足球場大

千百年來，人類主要通過可見光波段觀測宇宙，實際上來自宇宙天體的輻射覆蓋了整個電磁波譜。其中，發(fā)現(xiàn)歷史只有90年的無線電波，是人類“聽”宇宙的重要方法。1932年，美國貝爾實驗室的卡爾·央斯基意外發(fā)現(xiàn)了來自銀河系中心的無線電輻射，標志著射電天文學的誕生。

彭勃說，通過觀察位于大熊座方向、距離地球1200萬光年的M81星系群的兩張照片，可以明顯發(fā)現(xiàn)射電望遠鏡的優(yōu)勢。在光學望遠鏡拍攝的照片中，這些星系群是三個孤立的星系，而射電望遠鏡拍的照片則顯示，三者之間存在一定關系，“也就是說，射電觀測能‘看到’光學不可見的星系之間的微弱聯(lián)系，提供宇宙天體的‘全息照片’。”

1993年，在日本京都舉行的國際無線電科學家聯(lián)合大會上，包括中國在內(nèi)的與會天文學家聯(lián)合倡議，在地球電波環(huán)境被徹底毀壞之前，要看一眼宇宙原初模樣，于是決定建造新一代大射電望遠鏡陣列LT（Large Telescope）。而在那之前，世界上最大的單口徑望遠鏡是美國著名的阿雷西博射電望遠鏡。它建于1965年，建成時口徑有305米，后來擴大到350米，其身影在《007之黃金眼》等電影中出現(xiàn)過，是人類“20世紀十大工程”之一，排名甚至在阿波羅登月計劃之前。

1994年，在科學家南仁東、彭勃等牽頭下，建造中國射電望遠鏡的計劃也列上了議程。經(jīng)過長期反復戶外考察，科學家們發(fā)現(xiàn)貴州喀斯特洼地很適合球反射面形望遠鏡陣的建設，最終將選址敲定在黔南布依族苗族自治州平塘縣。2016年9月，F(xiàn)AST終于落成啟用，面積相當于30個足球場，“假設它是一口能裝酒的大鍋，地球上每人能分到4瓶貴州茅臺”。

“最早參與項目的時候，我估計要10年或者更長時間，因為大合作的大科學工程都是長期的，比方說哈勃望遠鏡、人類登月計劃，而且有機會當一回‘世界老大’，哪怕做一輩子都值得。”彭勃說。

已發(fā)現(xiàn)509顆脈沖星

FAST投入使用后，很快取得耀眼的科學成果，截至2021年12月20日，已發(fā)現(xiàn)509顆脈沖星，是世界上所有其他望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的4倍以上。

脈沖星是一種高速旋轉(zhuǎn)的中子星，是巨大的恒星爆炸后形成的星體。地球自轉(zhuǎn)一周要24小時，而脈沖星每秒旋轉(zhuǎn)能達到上萬次。脈沖星是20世紀60年代天文學“四大發(fā)現(xiàn)”之一，其研究也是天文學前沿，1974年劍橋大學卡文迪許實驗室教授安東尼·休伊什即因脈沖星的發(fā)現(xiàn)而榮獲諾貝爾物理學獎。

彭勃說，脈沖星的磁場超過地球磁場10萬億倍，這種超強磁場在天然實驗室中根本無法造出來。科學家通過FAST對脈沖星進行觀測后發(fā)現(xiàn)，引力波、黑洞等榮獲諾貝爾物理學獎的重大突破，都與脈沖星有直接或間接關系，將來引力波很可能像現(xiàn)在的電磁波一樣使人類受益。

FAST不僅可以搜索星際通信，還可以尋找地外文明。迄今為止，人類已發(fā)現(xiàn)超過4500顆太陽系外行星，在木衛(wèi)二、火星和土星上都發(fā)現(xiàn)有地外水。此外，地球上的生命生存極限環(huán)境也在不斷改寫。位于加利福尼亞南部科爾特斯海深3800米處，有數(shù)百個熱液噴口，周圍的溫度達到287攝氏度，但科學家在里面仍然發(fā)現(xiàn)了微生物，其中一種藍色微生物還是首次被人類發(fā)現(xiàn)。2012年，一個國際科學家團隊用地球深部探測船“地球號”，對日本青森縣水深1180米的海底進一步向下挖掘了2466米后進行地層分析時發(fā)現(xiàn)，每一立方厘米沉積物中含有100個以下的極小的微生物細胞。

彭勃說，地球上和太陽系外的這些新發(fā)現(xiàn)，都使得地球外存在生命的可能性不斷得到支持，“FAST收到的信號里也很可能有外星文明的信號，只是我們現(xiàn)在還沒有時間去識別，美國上世紀60年代就在做了”。

萬一真找到了該怎么辦？

雖然射電望遠鏡只是被動接收信號，不發(fā)射無線電信號，但探索地外文明一直是其使命之一。而科學界對是否該做地外文明探索也有分歧，分歧核心集中在是否應對外太空主動發(fā)射無線電。

科學史學者穆蘊秋和江曉原合寫的《地外文明探索：從科學走向幻想》一書中就提到，1974年11月16日，第一個星際無線電信息通過阿雷西博射電望遠鏡發(fā)往M13球狀星團后，當年的諾貝爾獎獲得者、射電天文學家賴爾（Martin Ryle）就發(fā)表反對聲明，他警告“外太空的任何生物都可能是充滿惡意又饑腸轆轆的”，并呼吁針對地球上任何試圖與地外生命建立聯(lián)系和向其傳送信號的行為頒布國際禁令。

賴爾的觀點幾十年來一直都有支持者，在科幻電影和小說中尤為常見。電影《異形》中長相恐怖的外星生物來到地球后，給人類帶來無數(shù)夢魘；小說《三體》中，葉文潔不顧外星人警告不斷向太空發(fā)射信號，最后引來三體人，地球也被文明更為強大的三體文明降維打擊。《地外文明探索》中還提出，在尋找外星文明這件事上，對人類來說更重要的問題應該是：萬一真找到了該怎么辦？

“事實上，阿雷西博射電望遠鏡發(fā)往M13球狀星團的信號是發(fā)射到25000多光年之外去的，所以討論它是否會引來外星人有點‘杞人憂天’，這也是人類在近鄰宇宙尋找地外文明的原因。”彭勃說，而且近鄰宇宙中諸如小行星撞擊地球等事件的概率還是頗大，就更需要天文學發(fā)揮作用了。

2021年10月31日，武向平還透露，中國將建設另外五臺同級望遠鏡，和現(xiàn)在的FAST組成巨大陣列，屆時，中國的天文探索將領先世界50年。

《天眼工程：大射電望遠鏡FAST追夢實錄》

彭勃 著

上海科技教育出版社2021年9月版

標簽： 天文學 天文望遠鏡 天眼工程