Fast有多fast？中國天眼、智能算力，把宇宙天體當(dāng)作實(shí)驗(yàn)場，他的成果或許會改變?nèi)祟惖挠钪嬗^

·本期發(fā)布人：之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算平臺研究中心研究專家 馮毅

·本期發(fā)布內(nèi)容：FAST精細(xì)刻畫活躍重復(fù)快速射電暴（2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展）

層巒疊嶂，翠林如海。在我國貴州的大山之間，有一座恢弘大氣的球面射電望遠(yuǎn)鏡靜靜佇立。它帶著人類對宇宙的好奇和期待，仰望星空，探尋光年之外的射電信號。

它就是FAST，更多時(shí)候我們習(xí)慣叫它“中國天眼”。作為當(dāng)今世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST能夠在無線電波段搜索來自百億光年之外的微弱信號。

近日，浙江省科協(xié)“科技成果科普發(fā)布”活動再次走進(jìn)了之江實(shí)驗(yàn)室，這一次，之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算平臺研究中心研究專家馮毅帶來的成果，就來自于FAST捕獲的數(shù)據(jù)。

揭開快速射電暴的神秘面紗

什么是快速射電暴？

活動一開始，馮毅就給大家科普了這個(gè)并不常見的天文名詞。

“顧名思義，‘快速’指的是它的持續(xù)時(shí)間非常非常短，大概只有千分之一秒，比人眨眼還要快200倍；‘射電’指的是它目前只在射電波段被觀測到，‘暴’就是爆發(fā)，它的能量非常高，每次釋放的能量可能比太陽一年釋放的能量還要高，大概可以讓人類使用一萬億年。”

2007年，快速射電暴（FRB）首次被人類探測到，之后迅速成為全球天文科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)，可以說是天文領(lǐng)域的“網(wǎng)紅”。

這種宇宙中才會產(chǎn)生的極端爆炸，研究它的產(chǎn)生機(jī)制可能會對物理學(xué)和天文學(xué)產(chǎn)生革命性的影響。用馮毅的話說，“這是宇宙在幫人類創(chuàng)造天然的實(shí)驗(yàn)場所?！?/p>

而快速射電暴的起源和演化，至今仍然是個(gè)謎。在天文學(xué)界，有大概50個(gè)關(guān)于快速射電暴起源的理論——這個(gè)數(shù)字曾一度大于人類觀測到的快速射電暴的數(shù)量。

直到2019年，中國天眼FAST發(fā)現(xiàn)了世界首例持續(xù)活躍重復(fù)暴“20190520B”。“快速射電暴的命名一般是以它首次在人類的觀測設(shè)備中出現(xiàn)的時(shí)間”，這個(gè)在520這樣浪漫的日子被捕捉到的快速射電暴，就像一個(gè)宇宙送給天文學(xué)家的禮物，馮毅戲稱它為快速射電暴里的“卷王”。因?yàn)橐话闵潆姳┍l(fā)之后都會有一段休息期，而“20190520B”自其現(xiàn)身以來，對它的每次監(jiān)測都有一個(gè)或多個(gè)望遠(yuǎn)鏡探測到其爆發(fā)，也就是說它世界首例“持續(xù)活躍的快速射電暴”。

當(dāng)天文遇上了智能計(jì)算

FAST持續(xù)巡視著浩瀚宇宙，每天能產(chǎn)生高達(dá)300TB的數(shù)據(jù)——可以裝滿300臺個(gè)人電腦。面對這些浩如煙海的數(shù)據(jù)，如何從中獲取有效信息呢？

馮毅的答案是“算力+天文”。

2021年，之江實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合國家天文臺，打造了基于FAST的天文智能計(jì)算平臺FAST@ZJLAB。得益于智能計(jì)算與人工智能技術(shù)，過去需要十天完成的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在只需要不到一天。

馮毅通過對快速射電暴偏振的計(jì)算分析，首次提出重復(fù)暴偏振頻率演化的統(tǒng)一機(jī)制，即重復(fù)暴信號會經(jīng)歷其周邊復(fù)雜等離子體的多路徑散射，可由單一參數(shù)“RM彌散”描述。

馮毅的這個(gè)重要發(fā)現(xiàn)，和另外他深度參與的關(guān)于快速射電暴的兩項(xiàng)研究成果一道，入選了“2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”。這一系列重磅成果，或許還不能直接驗(yàn)證某個(gè)起源理論模型，但它們?yōu)榻沂究焖偕潆姳┑钠鹪刺峁┝岁P(guān)鍵證據(jù)，將為未來構(gòu)建有關(guān)快速射電暴的完整拼圖起到重要作用。

活動的尾聲，馮毅也引用了《三體》里的一句話，“整個(gè)宇宙將為你而閃爍”，雖然這句話講的是宇宙微波背景輻射，但同樣適用于快速射電暴。浩渺寰宇，繁星閃爍，這里面每時(shí)每刻都在發(fā)生奇妙的變化，也將產(chǎn)生無數(shù)新的科研成果。未來，還會有哪些新的發(fā)現(xiàn)？在馮毅看來，這是可以充滿期待的，“我們通過FAST的數(shù)據(jù)進(jìn)行的研究，未來可能會改變?nèi)祟惖挠钪嬗^”。

都市快報(bào)·橙柿互動 記者 翁丹妮