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中国天眼又一次登上了热搜，缘由是因为它发现了银河边缘的脉冲星，这对于中国对于世界意味着什么呢？
“你我相逢在黑夜的海上， 这是诗人徐志摩的《偶然》，不过这也只能是诗人的浪漫，要是照他的方法去航海，可就难免船毁人亡了，要想纵横四海，单单是靠交会时互放的这点光亮是远远不够的，我们还需要灯塔。 在还没有完备的导航设施之前，灯塔是人们航海的路标，可以说就是“黑夜的海上”的保护神，可是当我们迈向星辰大海时，灯塔在哪里呢？ 这个灯塔还是有的，不过并不是人们自己建造的，而是宇宙赐予我们的，这个宇宙的灯塔就是脉冲星。  脉冲星是中子星的一种，其实就是快速旋转的中子星，快速旋转的中子星会发出强烈的电磁脉冲，在宇宙航行中就可以作为灯塔了。 2.脉冲星的由来 对于磁场我们都很了解，我们的家园地球就有地磁场，我们的指南针就是依靠地球的磁场指引方向的，还有候鸟也是靠地球的磁场来规划回家的路线的，既然地球都有磁场，那么是不是每个星星都有磁场呀，是的，不管恒星还是行星都有自己的磁场，既然有磁场那么随着星球的自转就会产生电磁波，就是说每个星星都会发出电磁波，可是为什么只有快速旋转的中子星才叫脉冲星呢？ 因为几乎所有星星发出的电磁波都太弱了，都弥散在茫茫太空中了，这就好像是我们晚上看到的漫天星星一样，它们大部分都要比太阳还要亮，可是离得我们太远了，就变成了微弱的星光。 星星发出的电磁波足够强烈，则必须要足够小而质量足够大，这就只能是中子星了，为什么中子星就体积足够小质量足够大呢，这还要从原子说起了。 我们都知道原子是由原子核和核外电子组成的，而原子核是由质子和中子构成，相当于原子核原子非常大，两者相差5个数量级，打个比方吧，要是原子有水立方那么大，那么原子核就只有一只蚂蚁那么大，而这只蚂蚁则集中了原子的几乎所有质量，要是一个星球完全由中子构成的话，那么这个星球的质量就大的不可想象，而中子星又不可能太大，太大的话就变成黑洞了，而黑洞连光都无法逃逸，自然就不能发出电磁波了，所以中子星只要快速旋转就能发出强烈的脉冲电磁波。  中子星的概念是由著名的朗道提出的，他在查德威克发现中子后不久就提出了中子星的设想，不过这只是个设想啊，真正从理论上论证中子星存在的还是奥本海默，对的，就是“原子弹之父”奥本海默，原子弹只是奥本海默一生中一个贡献，他最大的贡献还是在天体物理学上。 奥本海默计算出当一个恒星的质量大约为0.75个太阳质量时，这个恒星最后就会变成中子星，注意了啊，奥本海默是说出了恒星最终变成中子星是有质量条件的，不过他的计算结果是错误的，现在一般认为是1.5—2个太阳大小的恒星最终会变成中子星，这被称为奥本海默极限，要是恒星质量大于奥本海默极限呢，那最终就会变成黑洞，顺便说一句，奥本海默也是黑洞研究的先驱，现在大名鼎鼎的霍金算是他的晚辈。  现在只是在理论上证明了中子星的存在，对于物理学家来说这远远不够，必须要亲自观测到中子星的存在那才算数，这个问题在1967年被女学生贝尔解决了。 3.小绿人的呼唤 1967，英国剑桥大学卡文迪许实验室一年级研究生乔瑟琳.贝尔通过“红岸一号”，不，是行星际闪烁阵列射电望远镜，观测到一个奇怪的信号，这个信号有严格的周期性，每隔1.33秒出现一次，每天出现的时间都大约提前4分钟，无论怎么看这都是一个地外文明发出的沟通信号，难道是某个还没有顿悟“黑暗森林”的文明发出的作死信号，又或者是某个“猎人”文明发出的诱捕信号，如果刘慈欣在场，一定会高呼“不要回答”，不过贝尔没有刘慈欣的想象力，他们还给这个信号取了一个萌萌哒的昵称——“”小绿人一号”，看来他们真的以为这是地外文明的呼唤了。  不过贝尔并没有回答，一则是没有能力回答，二则贝尔很快就发现这不是小绿人的信号，而是脉冲星。 脉冲星的发现被认为是上世纪六十年代天文学的四大发现之一，并且获得了1974年的诺贝尔奖，不过很遗憾的是真正的发现者贝尔女士并没有站在领奖台上，不过贝尔女士的贡献是不会被人们忘记的。 霍金在《时间简史》中明确指出脉冲星的发现者就是贝尔女士，在电影《超时空接触》中，女主破译了来自外星人的信号，可是在确定和外星智慧接触的人选时她却没有入选，这一情节也被认为是在影射贝尔女士没有获得诺贝尔奖。 还是来看一看刘慈欣对脉冲星的想象吧。 “但死星1999A距我们只有8光年，当它的残骸在它爆发后的51小时开始辐射电脉冲时，太阳系所接收到的能量是巨大的，而地球，就淹没在这能量的海洋中。这种能量是以电磁脉冲形式出现的，脉冲的每秒钟出现54次，所以，地球表层空间里充满了频率为54赫兹的强大的交变磁场，世界电力网的所有线路均处于这个交变磁场中，所以感应出了强大的交流电。电流感应主要发生在较长的高压输电线上，经各级变电系统变换后输送到世界的每一个角落。有很多变电系统烧毁了，但大部分都适应了超新星送来的电流，重新驱动了这个世界。强大的电流向所有的发电厂反送，把这些人类在过去百年间建成并赖以生存的能源设施大部分烧毁了。但这实在算不上什么损失，以后的世界再也用不着发电机了，只要架设一条足够长的线路，就可直接从空间取得电能。死星杀死了地球上三分之二的人，却给以后的人类带来了无尽的能源。 但这充满空间的强大交变磁场也带来了很大的问题，虽然这些问题与它带给人类的利益相比微不足道，也足以让孩子们头疼很多年。比如铁路，同高压输电线一样是很长的感应体，在1999A的电磁脉冲到来之时，铁轨立刻变成两条携带着强电流的导线，铁轨接头处迸出的电火花使漫长的铁路线变成一条望不到头的火龙，在各个车站中，通入强电流的内燃机车相继起火爆炸……” 这是大刘在《超新星纪元》第二版中对脉冲星的描述，但脉冲星是什么样的，现在我们还是只能靠分析电磁波谱，这就要用到我们的“中国天眼”了。 4.中国天眼 2016年，美国天文学界感到了来自东方的神秘力量，由于经费不足，世界上最大的射电望远镜阿雷西博望远镜可能关闭，而在神秘东方，9月25日，被称为“天眼”500米口径球面射电望远镜（FAST）在中国贵州平塘县大窝凼落成启用。  从此后，宇宙观测的接力棒将交到中国手中。 首先选址好，贵州俗称“地无三尺平”，喀斯特地形闻名世界，遍地是坑，而大窝凼的地貌最接近FAST的造型，想想在平地上挖那么大一坑需要多大工程量吧，当然大窝凼不是完全吻合FAST，但只是修修补补得省多少钱啊，虽然现在咱不缺钱，可也不能胡花。 作为天下第一锅，最怕的就是下雨，要是下雨灌满了FAST这口大锅，大约有三十个足球场那么大，那得需要多少羊肉啊，而喀斯特地形就是一天然漏斗，天上下雨地下漏，再加上人工设置的排水系统，雨水根本就不是问题。  为南先生不平的人们都喜欢引用“将军枯骨无人问，戏子家事天下知”这句话，其实这已经无形中拉高了那些戏子的地位，那些人是不能和南先生这样伟人相提并论的，更何况南先生又何时求过世俗的名声，FAST就是他最好的墓碑。 “我们从古以来，就有埋头苦干的人，有拼命硬干的人，有为民请命的人，有舍身求法的人，……虽是等于为帝王将相作家谱的所谓“正史”，也往往掩不住他们的光耀，这就是中国的脊梁”，鲁迅先生的这段话就是南仁东先生最好的悼词。 我们已经错过了千帆相竟的大航海时代，在百舸争流的大航空时代，借助南先生的FAST，我们一定会冲在最前头，毕竟，我们的征途是星辰大海。 5.AI的作用 “中国天眼”FAST投用使用后，曾有过一个这样的新闻，当时招聘研究人员，开出年薪十万的“高薪”，这确实有点讽刺，虽然我们一直强调科学家的奉献精神，但是也不能让科学家流汗再流泪吧，何况天眼地处偏僻，这基本上研究人员与世隔绝了，但是就算研究人员不计较个人得失，就如同南仁东先生一样，那么也是力有未逮。 中国天眼每小时产生500G的数据，这样一周会产生3000万张图表，脉冲星的信号就隐藏在这3000万张图表之中。 要是一秒看一张的话，也得8333小时，而一周只有168小时，这就需要大约50天，注意这已经不是996了，而是不眠不休，就这样还是看不过来，当然了可以增加人手，不过话说回来，也不可能一秒看一张呀，总而言之，要是单凭人工看的话肯定是看不过来了。 这就要用到AI了。 AI在寻找脉冲星中的应用有两种。 一种就是传统的方法，由科学家先把脉冲星的特征数据提取好，然后把这些特征数据告诉AI，让AI用数据进行深度学习建立自己的模型，接下来就可以用这种模型去分析大数据了，当初阿尔法狗就是这么下围棋的。 还有一种方法就是“懒方法”，就是把特征图直接扔给AI，让他们自己去找，这有点象我们现在使用的人脸识别。 这次采用的就是后一种“懒方法”，用这种方法天眼一周产生的数据，AI三天就可以分析清楚，研究人员轻松了许多。 现在，中国天眼已经发现了已发现350多颗脉冲星，其中还包括大批极难被发现的银河系边缘数万光年外的暗弱脉冲星，这其中AI可谓功不可没。 |
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