中英8國合建最強望遠鏡「巨眼」 探索宇宙起源尋外星生命

由中國、英國、澳洲、南非等8個國家聯合籌資和合作建造的平方公里陣列射電望遠鏡(SKA),周一動工興建,將成為全球最大規模的望遠鏡,預計2028年落成。項目選址在南非和澳洲,總部設在英國,而中國是項目創始成員國之一。SKA被形容為「遙望宇宙的巨眼」、「強大的時間機器」,可讓科學家回望宇宙的黎明,包括觀測宇宙大爆炸後如何形成第一個恆星和星系;甚至用來尋找外星生命,解答「人類在宇宙中是否孤獨?」

領導該項目的八個國家代表團,周一分別在西澳洲偏遠的默奇森和南非北開普省的卡魯,參加動工儀式。這是21世紀最大型科學項目之一。目前SKA的成員國有中國、南非、澳洲、英國、意大利、荷蘭、葡萄牙和瑞士。法國、西班牙、德國已申請參加,加拿大、印度、瑞典、南韓和日本也有意加入。SKA項目組織理事長戴蒙德教授表示,SKA發展已有30年歷史,第一個十年用於概念構想,之後的10年用於技術開發,最後十年則是關於具體設計、保護選址、籌集啟動資金等。

在西澳洲將為SKA項目裝設的低頻天綫。網圖
在西澳洲將為SKA項目裝設的低頻天綫。網圖

 

SKA是世界最大規模綜合孔徑射電望遠鏡,集大視場、高靈敏度、高分辨率、寬頻率範圍等卓越性能於一身。兩個選址分別位於南非及非洲南部八國、澳洲西部的無綫電寧靜區域。望遠鏡的初始架構將包含接近200個拋物面天綫或碟形天綫SKA-Mid;以及13.1萬個天綫SKA-Low(以其對低頻無綫信號敏感而得名),其整體外形象聖誕樹。

上周五,中國科技部與平方公里陣列天文台(SKAO)政府間國際組織,成功舉辦SKA中頻天綫結構實物貢獻協議綫上簽署儀式。中頻天綫結構是SKA中頻陣列的核心設施,也是SKAO目前最大的單筆實物貢獻採購任務。

12月5日,人們在Carnarvon鎮外觀看南非的中型望遠鏡原型盤,同一天在SKA聯合主辦國澳洲亦舉行了類似的儀式。路透
12月5日,人們在Carnarvon鎮外觀看南非的中型望遠鏡原型盤,同一天在SKA聯合主辦國澳洲亦舉行了類似的儀式。路透

 

建成後可解宇宙謎題

據報SKA建成後,將比目前最大的射電望遠鏡陣列靈敏度提高約五十倍,巡天速度提高約1萬倍,將幫助人類填補對於宇宙基本認知的空白。SKA作為遙望宇宙的巨眼,必將為人類帶來全新的宇宙訊息,取得一系列重大科學發現。其關鍵目標包括對愛因斯坦的理論進行最精確的測試;觀測宇宙大爆炸後如何形成第一個恆星和星系;通過觀測前所未有的細節,幫助科學家了解被稱為暗能量的神秘力量本質,還有我們最渴望得知的——人類在宇宙中是否孤獨。

南非北開普省的卡魯動工興建「遙望宇宙的巨眼」。
南非北開普省的卡魯動工興建「遙望宇宙的巨眼」。

 

SKA為觀測從大爆炸直到今日的宇宙演化過程提供強而有力的觀測手段,有望為解開宇宙起源、暗能量與暗物質之謎等重大宇宙學難題提供重要綫索。氫元素佔宇宙普通物質總量的76%,通過觀測宇宙氫原子產生的譜綫,即中性氫巡天,SKA可以繪制出不同時期的宇宙三維圖像,從而展示宇宙中的物質是怎樣在引力作用下,從早期的均勻分布逐漸演化形成非均勻的星系大尺度結構。而通過對大尺度結構的精密測量,又可以分析暗物質和暗能量的性質,以及宇宙早期初始狀態的訊息。

SKA作為遙望宇宙的巨眼,必將為人類帶來全新的宇宙訊息,取得一系列重大科學發現。
SKA作為遙望宇宙的巨眼,必將為人類帶來全新的宇宙訊息,取得一系列重大科學發現。

 

在宇宙中,簡單的原子分子最終形成孕育生命的星球。在太空環境中,複雜有機分子最終形成生命,這個過程中到底有何種因素起決定性作用,這也是科學家希望利用新一代望遠鏡回答的問題。SKA亦可以檢測非常微弱的外星人(若有)信號。

SKA最終建設上千面反射面天綫和100多萬個低頻天綫。據悉,該項目最終建設預算為20億歐羅(約164億2000萬港元)。

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