專家解讀世界最大規模射電望遠鏡陣列

□ 本刊記者 耳 東

目前，由中國、澳大利亞、意大利、新西蘭、荷蘭、南非、英國等全球20個國家的科學家們籌劃建造的，全世界最大規模的射電望遠鏡陣列（SKA）已經進入倒計時。

據悉，SKA由3300個15米口徑拋物面天線和250個直徑約60米AA(Aperture Array)低頻孔徑陣組成，分布在3000千米范圍形成旋臂陣列望遠鏡，為人類認知宇宙提供了重大機遇。SKA致力于回答關于宇宙一些基本問題，如第一代天體如何形成？星系演化、宇宙磁場作用、引力本質、地外理性生命、暗物質和暗能量等。按照計劃，SKA項目工程將于2016年開工，在2020年底前完成第一階段施工，全部工程將在2024年完成。

尋找外星人成為其重要使命

“在茫茫宇宙中尋找智慧生命就是SKA項目的一項重要使命。”中國科學院國家天文臺研究員彭勃說，SKA投入使用后，其靈敏度將比世界上現存最先進的宇宙探測設備高出50倍，分辨率高出100倍，而其搜尋速度將會高出1萬倍。因此將來它可以更好地幫助科學家們進行宇宙暗能量的探秘，甚至還有可能對外星人進行監聽，人類對于宇宙的探索肯定將會有更多激動人心的發現。

藝術家筆下的SKA低頻天線圖

最近10多年來，全球的科學家經過不斷探索，已經在太陽系以外發現了數目眾多的恒星系統以及類地行星。

“雖然截止到目前，我們還沒有發現地球以外的智慧生命，但是這并不能表明茫茫宇宙中僅僅只有地球上存在生命系統及智慧生命。與之相反的是，目前恒星系統以及類地行星的發現，表明像地球這樣條件的星球在宇宙中也是一個普遍存在的現象，地球絕對不應該只是個案。世界上的主流科學家也都認為，宇宙中除了地球以外應該還有智慧生命存在，只是因為探測技術的限制或者方法的偏差導致還沒有發現他們的蹤跡。”彭勃說，在這樣的背景下，未來這個巨大的射電望遠鏡陣將會擔當起繼續尋找宇宙中智慧生命的重任。

SKA碟形天線的靈敏度非常高，可以捕捉到50光年外一架飛機發出的雷達信號

用數學來考試外星人

“這臺巨型望遠鏡就像人類給地球安裝的大眼睛，能幫助我們看到視野更開闊的宇宙。”中科院紫金山天文臺研究員王思潮告訴記者，它也能獲取更高分辨率的數據。

“而分辨率高，望遠鏡就會變得更加靈敏，也就有可能捕捉到更微弱的信號。當然，這也包括來自外星系生物體的微弱信號。”王思潮告訴記者，一旦接收到來自外星體的信號，地球上的科學家們就會判斷它到底是不是來自外星人。要想判斷準確，可就要給外星人出道數學題。“因為宇宙中通用的工具就是數學。比如，我們給外星人發出一道數學題：29×31=？答案是899。我們會通過望遠鏡監聽是否會傳來899個脈沖信號。也正是利用這個規律，人類可以辨別其他星體上是否存在生命。如果存在，科學家們就會繼續發送友好的信息。

在王思潮看來，人類抱著探索和友好的心態試圖去尋找外星人的蹤跡，是為了和更大的世界進行一場交流。“有個大膽的設想，如果我們和外星體的生命建立起聯系，他們也許有更先進的技術甚至能源來加快人類文明的發展。”

彭勃告訴記者，其實，人類尋找外星人也具有一定的風險性，因為目前人類根本無法判斷可能存在的外星人究竟是敵還是友，也許發現的會是我們未來的敵人。

不過王思潮認為，如果外星人是不友好的，人類也會通過對外星系的監聽，來提早進行自我保護和防御。

大型望遠鏡可以監測太陽輻射，降低其對人們造成的傷害

“人類建造大型望遠鏡的目的，也是為了尋找更多的自然規律來造福我們的生活。”王思潮對記者表示，天文觀測不僅僅是對宇宙未知的探秘，這就像我們用望遠鏡去監測太陽的活動一樣，現在我們都知道太陽要進入活躍期，它的各種小動作會對地球的電網等通信設施形成一定干擾。為了減少它給人類生活造成的災難性影響，我們必須有預防意識，才能降低損失，更好地保護人類的生存。

由7座直徑16米的碟形天線組成的SKA項目原型正在南非卡魯沙漠中接受測試

在很多人看來，天文研究似乎和人類沒有關聯。實際上，天文研究對我們今天和明天的生活都有著一定影響。我們知道太陽輻射的高峰周期是11年。當高峰期到來時，如果人們去海邊，患皮膚癌的幾率就會更大。如果我們通過監測，進行及時的預報，就會降低太陽輻射給人類健康帶來的傷害。

靈敏度高的望遠鏡就像更優質的監視器，還能幫助天文學家監測小行星與地球是否有發生撞擊的風險性。就像6500萬年前的恐龍滅絕一樣，人類也有可能遭到毀滅性的打擊。而巨型望遠鏡的建造，可以幫助我們預警來自宇宙的災難。

中國為何要參與該計劃？

搜尋地外文明發出的信號

現在，中國正在貴州興建目前世界最大、口徑達500米的射電望遠鏡，該望遠鏡建成以后，很多人認為中國的宇宙觀測將進入世界先進國家的行列。因此，現在，中國參加S K A項目也讓不少人感到十分疑惑：既然中國現在已經開始建造世界最大的射電望遠鏡，為何還要參加這一合作項目呢？

長期以來，中國的宇宙探索一直落后于世界一些先進國家，目前所造的望遠鏡設備系統比較落后，不僅口徑小，缺乏大型射電望遠鏡，其設備的靈敏度也比較差。

雖然貴州的射電望遠鏡建成以后，中國的單個望遠鏡口徑能達到世界之最，但其靈敏性如何現在還是一個未知數，此外我國的研究能力和發達國家相比還有差距，因此中國必須積極參與國際SKA這類大型項目的合作。

另外，彭勃也對記者透露，貴州的射電望遠鏡建設也是中國在參與SKA項目中醞釀出來的想法，如果中國不參與國際合作，就沒有這個項目的誕生。

記者了解到，SKA項目預計將耗資15億歐元(約合142億人民幣)。但是參與各國究竟該如何按比例投入，中國會承擔多少，目前還是一個未知數。

“我們還有將近5年的籌備時間，這其中需要有很多的談判，中國作為重要的參與國之一，我們會積極行動，要讓中國未來在該項目的研究中獲得盡可能多的利益和研究權限。”彭勃表示。