Η κατάθλιψη Dawodang στην κομητεία Pingtang, Qiannan Buyi και Miao Αυτόνομη Νομαρχία της επαρχίας Guizhou, περιβάλλεται από βουνά και πράσινα δάση όπως η θάλασσα. Το σφαιρικό τηλεσκόπιο διαφράγματος πεντακοσίων μέτρων (FAST), γνωστό ως "Κινεζικό Sky Eye", περιβάλλεται από βουνά, σαν ένα γιγάντιο μάτι στη γη, ατενίζοντας ήσυχα τον ουρανό, αναζητώντας ραδιοσήματα δεκάδες δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Από την έναρξη λειτουργίας του στην Κίνα τον Ιανουάριο του 2020, με τη βοήθεια ολοκαίνουργιων σχεδιαστικών ιδεών, μοναδικής θέσης και παραβίασης του ορίου του έργου των 100 μέτρων του αστρονομικού τηλεσκοπίου, το "China Sky Eye" έχει ανακαλύψει μέχρι στιγμής περισσότερα από 300 πάλσαρ και βρίσκεται σε γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις. Σημαντικές ανακαλύψεις έχουν γίνει στον τομέα της έρευνας. Στις 31 Μαρτίου του τρέχοντος έτους, αυτή η σημαντική υποδομή επιστημονικής έρευνας με τα ανεξάρτητα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας της χώρας μου εξέδωσε επίσημα πρόσκληση σε αστρονόμους σε όλο τον κόσμο να διασώσουν από κοινού περισσότερα "παρασυρόμενα μπουκάλια" στο σύμπαν.
"Μεγάλο μάτι" κοιτάζοντας το σύμπαν
Στέκεται στην πλατφόρμα προβολής και κοιτάζει προς τα κάτω, η μεγάλη επιστημονική συσκευή με διάμετρο 500 μέτρα χτισμένη στο "tiankeng" στην περιοχή Karst μοιάζει με ασημένιο "καζάνι", το οποίο ανεγείρεται στους γύρω 6 πύργους στήριξης με ύψος μεγαλύτερο από 100 μέτρα.
Ο επικεφαλής επιστήμονας της FAST Li Di είπε ότι η συσκευή είναι σήμερα το μεγαλύτερο και πιο ευαίσθητο ραδιοτηλεσκόπιο ενός διαφράγματος στον κόσμο. Η ικανότητα παρατήρησης είναι 10 φορές αυτή του τηλεσκοπίου 100 μέτρων στη Βόννη της Γερμανίας και 2,25 φορές αυτή του τηλεσκοπίου 300 μέτρων στο Arecibo των Ηνωμένων Πολιτειών.
Ακριβώς όπως ο ναυτικός που τραβά το καλώδιο για να ελέγξει την κατεύθυνση του πανιού, η FAST αλλάζει την κατεύθυνση του ταψιού της κεραίας τραβώντας το δίχτυ σχοινιού καλωδίων, το οποίο ελέγχεται από περισσότερους από 2.000 μικρούς κινητήρες που συνδέονται με το δίχτυ σχοινιών καλωδίων. Η όλη διαδικασία αλλαγής κατεύθυνσης βαθμονομείται από το σύστημα εντοπισμού λέιζερ. Η αιωρούμενη καμπίνα τροφοδοσίας ζυγίζει 30 τόνους και ανυψώνεται από έξι χαλύβδινα καλώδια μήκους 400 μέτρων με κινούμενη εμβέλεια έως 200 μέτρα. Η μετατόπιση κάθε τμήματος του διχτυού καλωδίων χάλυβα και του δέκτη της καμπίνας τροφοδοσίας πρέπει να ελέγχεται σε επίπεδο χιλιοστών, έτσι ώστε οι μεγάλες επιστημονικές συσκευές να μπορούν να λειτουργούν κανονικά.
Όταν ο άνεμος είναι δυνατός, οι άνθρωποι μπορούν να ακούσουν τις μελωδικές «καμπάνες του ανέμου» από ολόκληρο το FAST-που είναι ο ήχος χαμηλής συχνότητας που παράγεται από τη δόνηση της μονάδας αντανάκλασης του. Στο αόρατο υπόγειο, υπάρχουν περισσότερες από 100.000 οπτικές ίνες θαμμένες για να παρέχουν εγγύηση για τη μετάδοση δεδομένων.
Η γέννηση του FAST μπορεί να εντοπιστεί πίσω στη δεκαετία του 1990, όταν ο αστρονόμος Nan Rendong πρότεινε την κατασκευή του γιγαντιαίου ραδιοτηλεσκοπίου της Κίνας. Το 1994, άρχισαν επίσημα οι εργασίες επιλογής χώρων. Ο Nanren Dong και η ομάδα του χρησιμοποίησαν περισσότερους από 300 χάρτες για 12 χρόνια για να ταξιδέψουν περισσότερες από 1.000 καταθλίψεις στη νοτιοδυτική χώρα μου και τελικά επέλεξαν την κομητεία Pingtang, την επαρχία Guizhou, η οποία έχει φυσική τοπογραφία ασβεστόλιθου, κατάλληλο μέγεθος και απρόσιτη για τους ανθρώπους. Οι επιστημονικές εγκαταστάσεις "εγκαταστάθηκαν" εδώ.
Η διαδικασία κατασκευής της μεγάλης επιστημονικής εγκατάστασης είναι επίπονη. Ερευνητές και οικοδόμοι ζουν σε σπίτια με πλάκες. Δεν υπάρχει ζεστό νερό ή τουαλέτες σε εσωτερικούς χώρους και υπάρχουν όλοι οι χωματόδρομοι σε εξωτερικούς χώρους. Ακόμα και αν ο δρόμος είναι ασφαλτοστρωμένος, θα συνθλιβεί από βαριά φορτηγά που περνούν.
Στις 19 Σεπτεμβρίου 2016, το σύστημα FAST ενσωματώθηκε με επιτυχία και αποπαρήγησε. Για πρώτη φορά, η ομάδα εντοπισμού σφαλμάτων χρησιμοποίησε το συνολικό σύστημα για να ανιχνεύσει το πρώτο πάλσαρ σήμα που ανακαλύφθηκε προηγουμένως από τον άνθρωπο, πράγμα που σημαίνει ότι η συσκευή μπορεί να λειτουργήσει κανονικά. Ο Li Di αναστέναξε, παρακολουθώντας το FAST βήμα προς βήμα από μια ιδέα σε μια πραγματικότητα, είναι πραγματικά ένα θαύμα.
Στις 27 Αυγούστου 2017, η ομάδα πέτυχε την παρακολούθηση και την παρατήρηση ενός συγκεκριμένου στόχου για πρώτη φορά και έλαβε σταθερά το ραδιο σήμα της πηγής-στόχου, πράγμα που σημαίνει ότι ο "βολβός του ματιού" του FAST μπορεί να γυρίσει, και σηματοδοτεί επίσης τον πιο δύσκολο και πιο επικίνδυνο λειτουργικό εντοπισμό σφαλμάτων του τηλεσκοπίου.
"Μετά από αυτό, το FAST μπορεί να ξεπεράσει την περιστροφή της γης και να παρακολουθεί την πηγή ουράνιων αντικειμένων. Η ευαισθησία του τηλεσκοπίου δεν σχετίζεται μόνο με την περιοχή λήψης, αλλά σχετίζεται και με το χρόνο παρακολούθησης. Ακριβώς όπως το ανθρώπινο μάτι, αν απλά το κοιτάξετε, μπορείτε να το κοιτάξετε μόνο με τραχύ περίγραμμα. Αν θέλετε να δείτε τις λεπτομέρειες, πρέπει να κοιτάξετε προσεκτικά τον στόχο. Αυτή είναι επίσης η πιο σημαντική λειτουργία της συσκευής»,δήλωσε ο Jiang Peng, επικεφαλής μηχανικός fast και ερευνητής στο Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών.
Κατοχή σούπερ "δύναμη ανακάλυψης" σε πολλούς τομείς
Στις 10 Οκτωβρίου 2017, η FAST ανακοίνωσε την πρώτη αστρονομική ανακάλυψη: ένα πάλσαρ με περίοδο 1,9 δευτερολέπτων, 16.000 έτη φωτός μακριά από τη γη. "Εκείνη η μέρα ήταν η πιο αξέχαστη μέρα της ζωής μου, σαν να γεννήθηκε ένα παιδί που είχε συλληφθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα." Ο Λι Ντι είπε.
Τον Φεβρουάριο του 2018, μια μεγάλη επιστημονική συσκευή ανίχνευσε το πιο αδύναμο πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου στην ιστορία. Στην πραγματικότητα, αυτό το πάλσαρ έχει «κοιτάξει» πολλές φορές από πολλά αστρονομικά τηλεσκόπια στη Γη, αλλά δεν έχει «ανακαλυφθεί», γεγονός που αποδεικνύει πλήρως το πλεονέκτημα του FAST από την άποψη της ευαισθησίας.
Από την πρώτη ανακάλυψη ενός νέου πάλσαρ μέχρι την ανακοίνωση της ανακάλυψης περισσότερων από 100 πάλσαρ στο τέλος της δοκιμαστικής επιχείρησης, μέχρι την ανακάλυψη 300 πάλσαρ με τη μία... Ο αριθμός των πάλσαρ που ανακαλύφθηκαν από το FAST δεν υστερεί σε τίποτα στις τάξεις της παγκόσμιας ομάδας αναζήτησης πάλσαρ, καθιστώντας τον σημαντικό παράγοντα της ανακάλυψης του πάλσαρ.
Τον Ιανουάριο του 2021, η ομάδα έκανε νέες ανακαλύψεις, χρησιμοποιώντας δεδομένα του 2018 για να βρει 4 νέες γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις. "Υποθέτοντας ότι το σύμπαν γεννήθηκε κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης, μέχρι στιγμής, μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα στάδια: παιδική ηλικία, εφηβεία, νεολαία και μέση ηλικία. Οι τέσσερις γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις που ανακάλυψε η FAST αυτή τη φορά βρίσκονται όλες στα εφηβικά χρόνια του σύμπαντος, γεγονός που μας κάνει να εξερευνούμε την προέλευση του σύμπαντος έχει προχωρήσει ένα βήμα παραπέρα.» Ο Λι Ντι είπε.
Να γίνει μια «παγκόσμια σκηνή» για την εξερεύνηση του σύμπαντος
Στις 0:00 της 31ης Μαρτίου 2021 ώρα Πεκίνου, η FAST απηύθυνε πρόσκληση σε αστρονόμους σε όλο τον κόσμο να προσκαλέσουν αιτήσεις για παρατηρήσεις. Όλα τα προγράμματα ξένων αιτήσεων θα συμμετάσχουν στην αναθεώρηση. Τα αποτελέσματα της αναθεώρησης θα ανακοινωθούν στις 20 Ιουλίου του τρέχοντος έτους και ο χρόνος παρατήρησης θα ξεκινήσει τον Αύγουστο.
Ο αρμόδιος υπεύθυνος του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών δήλωσε ότι το FAST είναι πλήρως ανοιχτό στον κόσμο και καταδεικνύει την έννοια της πλήρους συνεργασίας μεταξύ της Κίνας και της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας. Σε ανοιχτή συνεργασία, η επιστημονική δομή της Κίνας θα αποδώσει καλύτερα, θα προωθήσει την παραγωγή σημαντικών επιτευγμάτων και θα συμβάλει στην εξερεύνηση και την κατανόηση του σύμπαντος για όλη την ανθρωπότητα.
Μετά από χρόνια κατασκευής και ανάπτυξης, το FAST έχει εξελιχθεί από το τίποτα σε σταδιακά αναπτυσσόμενο σε μια «παγκόσμια σκηνή» για τους επιστήμονες να εξερευνήσουν το σύμπαν.
"Πριν από την ίδρυση του FAST, δεν υπήρχε μεγάλο αστρονομικό τηλεσκόπιο στον κόσμο που θα μπορούσε ταυτόχρονα να παρατηρήσει την απεικόνιση του ατομικού υδρογόνου και την αναζήτηση πάλσαρ." Χρησιμοποιώντας μια μεγάλη επιστημονική συσκευή, ο Li Di και η ομάδα του σχεδίασαν πολλαπλούς επιστημονικούς στόχους για να ερευνήσουν τον ουρανό ταυτόχρονα, συνειδητοποιώντας τον σε μια παρατήρηση με απεικόνιση αερίου, αναζητώντας γαλαξίες αερίου, συλλαμβάνοντας πάλσαρ και γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις. Η ομάδα αναμένει να αποκτήσει 1.000 νέα πάλσαρ, 500.000 νέους γαλαξίες, 10 δισεκατομμύρια ουδέτερα αστέρια με τρισδιάστατα εικονοστοιχεία και 50 νέες γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις. "Οι ταυτόχρονες έρευνες πολλαπλών επιστημονικών στόχων θα βελτιώσουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα της επιστημονικής μας παραγωγής".
"Ο κ. Nan Rendong είπε κάποτε ότι το FAST δεν αντιπροσωπεύει μόνο τις φιλοδοξίες των επιστημόνων στον τομέα της ραδιοαστρονομίας, αλλά και μια προσπάθεια στην αστροφυσική και την επιστήμη της αστρονομίας της Κίνας από το να φτάσει μέχρι να ξεπεράσει." Ο Li είπε ότι τα επόμενα δύο χρόνια, η FAST θα δεσμευτεί να ανακαλύψει το πιο μακρινό πάλσαρ γνωστό στην ανθρωπότητα, θα συμμετάσχει στην ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων χαμηλής συχνότητας και θα αποκαλύψει σταδιακά τη σύνθεση του αερίου και των γαλαξιών στο σύμπαν. Γύρω από τους δικούς της επιστημονικούς στόχους, οι προσπάθειες της FAST μόλις ξεκίνησαν. "Η περιέργεια είναι η ευχαρίστηση των επιστημόνων και είναι επίσης απαραίτητη για την ανθρώπινη επιβίωση. Η συνεχής εξερεύνηση των άγνωστων μυστεριών του σύμπαντος θα επιτύχει περισσότερα αποτελέσματα που δεν μπορούμε καν να φανταστούμε.»
