2.6亿白花了!美国修建全球最大“天眼”,如今却彻底沦为垃圾场

宇宙天文馆 2024-06-21 15:17:11

1963年,被誉为“美国之眼”的阿雷西博射电望远镜落成,耗资2.6亿美元。

往后几十年,阿雷西博为人类探索宇宙立下汗马功劳,但如今,阿雷西博彻底沦为垃圾场。这又是怎么回事呢?难道2.6亿白花了?

阿雷西博射电望远镜

在射电望远镜问世之前,光学望远镜一直作为观测宇宙的主要工具。

19世纪60年代,麦克斯韦和普朗克发现宇宙中天体散发的电磁辐射,不仅仅只有可见光波段,很有可能存在不可见光的部分。

奈何于当时的技术不足,普朗克的发现并未得到证实。

直到1930年,美国贝尔电话公司的工程师央斯基成功接收到宇宙射电信号,人们这才意识到光学望远镜是有局限性的。

从那以后,人类开始对于宇宙的探索有了进一步的认识,创造出射电望远镜,开始用它来探索宇宙。

不过,阿雷西博射电望远镜的作用可不仅仅是用来探索宇宙天体,更多的目的是用来搜寻“外星文明”。

说起来,这还与1959年英国自然杂志上的一篇《寻找星际通讯》的有关。

在这篇文章中,作者完整阐述了外星文明存在的可能性,并提出在1420MHz附近区别自然信号和“外星文明信号”的方法。

也就是从这开始,人类仿佛打开了一个全新的大门,掀起了“搜寻外星文明”的浪潮。也就是在这个背景下,1963年,阿雷西博射电望远镜问世了。

它由美国国防部高级计划研究局和康纳尔大学共同承建,有着305米直径的反射镜、上空还悬挂着还有一个通过18根钢缆和三座高塔牵引的重达900吨的接收器平台。

从高空看,坐落在美国波多黎各的山谷中的阿雷西博射电望远镜,宛如一只眼睛从地球向浩瀚星空注视着。

充满未来科技元素的建筑样式,使它一经问世受到了人们的青睐,来自世界各地的游客络绎不绝,都想一睹“地球之眼”的风采。

不仅如此,它甚至成为了许多著名电影的取景地,例如《007:黄金眼》中泻水后逐渐暴露出的巨大天线反射面就是阿雷西博望远镜。

阿雷西博的辉煌历史

不过,相对于娱乐,它带给人们更多的是天体研究方面的贡献。

刘慈欣先生《三体》中,叶文洁使用红安基地巨型天线向宇宙发射包含人类文明的信息的情节的场景。

其实在人类历史上曾经真实发生过,并且事件的“主人公”就是阿雷西博射电望远镜,史称阿雷西博信息。

1974年11月16日,依据阿雷西博观测天区,科学家们将1679个最易破解的二进制数字编码,通过阿雷西博以无线电的方式,传送给距离地球25000光年、星球密度最高的球状星系——武仙座M13,试图借此方式与外星生物建立联络。

无线电信息中包含了人类文明的方方面面,有数字1-10、构成人类生命的5种化学元素、人类DNA基因结构,以及太阳系行星等等。

直到今天,阿雷西博信息以光的速度传递到46光年之外,按理论来算,它还需要22200年才能到达M13。

当然传播人类文明不是它所做的唯一贡献,在它长达半世纪的工作时光里,它也为天体物理作出了斐然的贡献。

阿雷西博卫星发射之后的同一年,罗素·胡尔斯(Russell Hooles)与约瑟夫·泰勒(Joseph Taylor)使用阿雷西博首次发现了人类历史第一个脉冲双星。

由此间接证实了广义相对论预测的引力波的存在,两人因此在1993年共同荣获诺贝尔奖。

它的贡献还不仅仅如此,1981年,科学家们利用它首次获得了金星表面的雷达图像。

2008年,首次在星系中找到了构成氨基酸的必需元素——甲胺和氰化氢分子,甚至在它垂垂老矣的暮年时期,它还在为人类积极工作着。

阿雷西博射电望远镜的陨落

毫无疑问,阿雷西博射电望远镜做出的贡献是巨大的,但它也在长达半世纪的风雨飘摇中留下了岁月的伤痕,已然变成一位垂垂老矣的“老者”。

进入21世纪后,由于地震和飓风等灾害的影响,以及缺少维修经费,阿雷西博的阿雷西博望远镜长期处于一种年久失修的状态。

最终2020年8月10日,阿雷西博望远镜的一条辅助钢索因为承受不住压力而断裂,更不幸的是,脱落的钢索在阿雷西博射电望远镜的主反射板上切开了一道长达30米的缺口。

紧接着12月1日,吊塔的剩余钢缆不堪重负先后断裂,最终失去支撑的数百吨操作平台重重砸到了反射面上。

随后负责阿雷西博射电望远镜的美国国家科学基金会(NSF),立即展开了损坏情况评估,它们一致认为阿雷西博射电望远镜由于损坏过于严重,难以修复。

于是,美国直接宣布放弃对阿雷西博射电望远镜的修复,并后续对高危部分进行拆除,至此,阿雷西博射电望远镜彻底消失在了历史的长河之中。

有人曾这样评价道它,阿雷西博的消失虽然没有卡西尼号沉归土星那么壮烈,也没有机遇号沉睡火星那么感伤。

反而更像一个独居在深山中的退休老人,在一个偶然的清晨聆听着飞鸟的啼鸣永远闭上了双眼,带着他那辉煌壮烈的一生离开了我们。

接起“接力棒”的FAST

“沉舟侧畔千帆过,病树前头万木春”,阿雷西博射电望远镜的陨落无疑是人类探索宇宙之路上的一个巨大损失。

不过,值得庆幸的是,2016年9月我国在贵州省黔南布依族苗族自治州建造了500米口径的“天眼”射电望远镜(FAST),值得一提的是,FAST的诞生与阿雷西博射电望远镜有一定的关系。

20世纪90年代,中国科学家曾受邀前往美国参观阿雷西博射电望远镜,其中天文学家也是“FAST”总负责人的南仁东当时也在其中。

当时在阿雷西博带给南仁东等人很大的震撼,也就是从那时候开始,在他们心中种下了一颗研究一台属于中国的射电望远镜的种子。

或许是冥冥中天有注定,FAST在2020年1月正式投入使用,而阿雷西博射电望远镜恰恰在2020年12月退役。

落成后的FAST就像一个后生从前辈中接过接力棒,取代阿雷西博射电望远镜成为了世界上最灵敏的射电望远镜。

如今,FAST已经成功代替阿雷西博射电望远镜为人类探索宇宙披荆斩棘,在快速射电暴、脉冲星、纳赫兹引力波等取得了系列成就,为中国、世界的天文学的发展作出了巨大的贡献。

历史的车轮滚滚向前,人类对于宇宙的探索永无止境,未来,FAST将会继续带领人类探索宇宙,造福全世界。

不过话说回来,虽然说科学无国界,但从中美两国来看FAST和阿雷西博射电望远镜的对比,就好像如今两国之间的科技发展之间的一个缩影,一个蓬勃发展,一个停滞不前,在这样的发展情况下,相信在不远的将来,我国科技将会全面超越美国。

参考资料:

[1] 再见,阿雷西博![J].发明与创新:大科技,2021(1):52-53

[2] 张承民,崔翔翰,杨佚沿,王德华.从阿雷西博到中国天眼射电望远镜:工业革命的接力[J].科技导报,2021,39(11):9-15

[3] 《巨目观天——中国天眼的故事》[J].中国科技教育,2023(6):80-80

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