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FAST发现的第一颗脉冲星 刚才我听主持人问大家问题的时候，开始放这个星座，我就开始比较紧张，因为我认识的星座就不多，但是他只放了两张，这个基本还是认得。那么我在本科是学核物理的，然后就去做这个射电天文，后来做过工程师，所以典型的理工男。所以我今天给大家主要就是看图。 首先先请大家聆听一下。这个是FAST发现的第一颗脉冲星，大概距离我们1.6万光年。所以你看到的每一个脉冲，都是FAST在2017年探测到的真实的信号，它大概每1.6秒重复一次，然后把它的信号的强度，转化成它的声音，这样它传达给我们的，就是来自太空的，一个非常奇异的天体。也是从2017年开始，开启了我们FAST发现的旅程。那一天可能就会像我第一个孩子出生一样，是我一生中印象最深的一天。从2017年8月，就真正觉得看到了新的信号，叫作候选体，然后到（2017年）9月，真正第一批就得到了印证，然后（2017年）9月13日的时候，我就给这个南老师，就写了一个很简短的邮件。因为那时候他一直也在休养治病。我至今不确切知道南老师，是不是看了这个邮件，因为他是就是在那一天，他是住到了ICU(重症加强护理病房) ，然后很快就过世了，但是我是希望他是看见这个邮件，而且他有理由像我们一样，为他一生的努力和奋斗，所能够取得的成就感到自豪。
人类是如何发现首颗脉冲星的？ FAST它的前身，叫做阿雷西博望远镜，它是300米，它从1963年建成之后，它一直保持了，这个世界最大口径望远镜的记录，大概是将近60年。在它60年代建成以后，那么射电天文，有了飞跃性的发展。那中间就有所谓四大天文发现，而这个其中可能现在对我们关系最大的就是脉冲星。脉冲星的发现是1967年，当时牛津大学的一个研究生。叫乔瑟琳·贝尔，然后她发现的这个东西，是完全没有预期到的东西。她的博士论文的专题，实际上是去找宇宙空间的超大质量黑洞。但她在处理射电信号的同时，她就发现这个信号里头有一些非常严格的周期性的信号，所以你们可以看到左边那张图，它就是她的原始数据，然后这数据，也不是记录在磁带上，也不是记录在磁盘上，它是记录在纸袋上。它就跟这个地震仪，是完全一样的，有一根针，然后这个信号来了以后，把它的这个强度就画在这儿。那后来她发现，有一些周期信号比较快，那么你的时间的采样率就要上去，对吧，就你的针就要画得快，那你针画得快，你的纸筒就要转得快，结果一晚上这一卷纸就不够用了，所以她要开车到望远镜那儿，就每隔两个小时，去换一卷纸，然后最终她住的那个宿舍的房间，就摆满了一个一个装鞋的盒子，每一个盒子里，就一卷纸一卷纸 这样。这个信号一找到，大家的第一个反应说，这个是外星人，所以她这个在公众媒体里，就《纽约时报》里报道，第一篇文章，管它叫LGM-1，就是Little Green Man第一号，但是后来又找到了很多这样的星。 特别是在这之后，一年之内，就1968年，就在蟹状星云里头，就找到了一颗射电脉冲星。那么它本身也是一颗光学的星，它的重要性在哪儿呢，因为蟹状星云是人类历史上，早期记载最完整的，而且确切知道的一个超新星爆炸。我们怎么知道，它是一个超新星爆炸呢。在宋史，但其他国家也有一些记载，但是在宋朝的记载就非常地完整，中间最重要的这一句，至和元年五月乙丑，这就告诉了它准确的时间是吧，年月日和它的时辰。出天关东南，这是它的位置，因为天关就是金牛座。下头就更重要了，它是可数寸，可数寸意思是说什么呢，就说你天上出现了，一个亮的一个新的现象，但它不是一颗星。因为它一下出来是一片，它可数寸，就是它是一个所谓的展源。然后下一句话也很重要，叫岁余稍没，就是它不是一瞬间出现，它也不是亘古不变的在那儿，它是持续了数月时间，大概不到一年的时间，然后慢慢地弱下去。这在我们专业术语里头，它还有一个光变曲线，实际上我们就明确地知道，有一个将近1000年以前的，一个超新星爆炸，而超新星爆炸的结果是什么呢，就产生了一个射电脉冲星。所以这个发现是1967年发表的，那么1974年，就非常地快，就得到了诺贝尔物理学奖。这个贝尔先生是吧，她打开的这扇窗口，那么大家当然就用世界上最先进的设备，去寻找各种各样的中子星，或者它的脉冲信号。实际上对于科学的探索，我们是站在人类探索和文明发展的金字塔的尖尖上。阿雷西博的成功呢，就推动了世界的其他的天文学家，去寻找下一代的概念。 直径500米的“大锅”是如何炼成的？ 中国在90年代的中期，主要就是天文台的南仁东老师以及邱育海老师，还有彭勃老师，他们就推动说，那么我们中国有类似于像阿雷西博望远镜那样的地貌，而且更加丰富，而且电磁环境更加地好，我们能不能用更为创新的概念，去实现一个比阿雷西博领先世界半个世纪的望远镜，这样更加大的一个概念。那么这个推动的过程是非常地艰苦，从90年代那么一直到2007年，这已经过了十几年才正式立项。 南仁东老师是跑遍了上千个有可能的台址，最后我们选了（贵州）平塘县。它除了它长得圆是吧，它这个大小合适，还一个重要的指标就是它偏僻，偏僻就是它没有电磁信号是吧，缺乏电视、手机。然后从2011年3月开工，大概用了一年的时间，是做现场的施工，然后到2015年的时候，你可以看到整个的钢架结构和索网结构，然后又用了将近一年的时间把面板铺下去，所以最终的竣工是在2016年9月底，所以整个工期是五年半。2016年9月19日，就是竣工典礼的前几天，因为竣工典礼的时候是9月25日，所以你要稍微体会一下，我们到9月19日我们才真正地整体的系统联调。9月19日的时候，就是当天第一次用整体的系统，然后测到了贝尔先生发现的人类知道的第一颗脉冲星。所以这样我们整个的系统就至少是可以工作了。确实是非常地感动和激动，这么复杂的一个机械，其中有相当多的是以前没有尝试过的，或者是在国际标准和国家标准里本来是达不到的，它实际上是一个带有相当多研发性质的这样一个工程。 试图去做一些看起来做不成的事情 我们从2017年到现在，现在已经找到了数以百计的所谓候选体。那么得到了不同望远镜或者是不同次观测认证的，是超过100颗新的脉冲星。天文的这个发现是这样的，它大量的重要的东西是没有办法预期的，但是你要做到这个基础的量。现在我们做到了百，它就已经开始有一些很有特殊意义的，像爆发现象，特别的中子星，现在也马上有一批成果需要出来。 FAST2011年开始开工，2016年建成，然后（2020年）1月11日，是正式的国家验收。我们11日之后，我们才真正地成为一个，国家大科学装置。那么是欢迎全中国的科学家都来申请使用，所以再往后你看这个字体，就越来越暗了。因为那就是看向未来，未来就很难预测。但是我们想今年和明年，想发现人类已知最远的脉冲星，然后想参与到低频引力波的探测中间去，然后逐步地揭示宇宙里头气体、星系的成分，一直到它真正重要的工作是我们现在可能还完全无法想象的，这种意想不到的发现。而我们所有这些展望，我们要感谢整个FAST团队的工程师，感谢像南老师、邱老师、彭老师几十年不懈的努力。 这是一张真实的照片，它是个延时摄影，你能看到它上头的星轨，但是这个镜子本身有一个红色的螺旋线，那也是真实的。大家谁能猜一下它是怎么来的，我们那个镜子上是没有灯的。它实际上它是有一辆卡车，它从底下有一个螺旋线的公路就开下去了。你能看到那个卡车的光说明什么呢？说明我们镜面是透明的或者是半透明，你看到500米，这4500面可动的反射单元它超过一半的面积是空洞，它实际上是空的。但它每一个空洞的大小大概是0.5个厘米。除了它光学效应，如果大家在风比较大的时候去呢，还能听见整个望远镜发出的一个很悦耳的，一个低频的风铃声，也欢迎大家有机会的时候去现场体验一下。我们整个的探索，从没有望远镜到有望远镜是吧，从我们前身的阿雷西博望远镜300米到这个FAST，那么它实际上是从20世纪人类的科学工程，转到了21世纪人类科学工程的一个奇迹。 我们经常说的，当年阿雷西博开始建的时候，它也是一个带有科学幻想的疯狂色彩的一个想法，所以我们不去做就不知道它是不是一定就做不成。所以我们在正确的时间、正确的地点有正确的准备，去做这些别人认为做不成的事情，我想这是我们不管是个人的探索或者国家的工程，这是我愿意分享给大家，可能也是我感触最深的就是，试图去做一些看起来做不成的事情。而且我们不要有恐惧，谢谢大家。 |
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