阿雷西博望遠(yuǎn)鏡坍塌，科學(xué)界傳奇遺憾謝幕

近日，位于美屬波多黎各的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)生坍塌。此前，負(fù)責(zé)管理該望遠(yuǎn)鏡的美國國家科學(xué)基金會(huì)宣布，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡將退役，并以可控方式拆除。但拆除計(jì)劃尚未實(shí)施，就發(fā)生了坍塌事故。阿雷西博望遠(yuǎn)鏡是什么？它為什么會(huì)坍塌？它的坍塌又會(huì)帶來怎樣的影響呢？接下來讓我們一起了解一下。

一、什么是射電望遠(yuǎn)鏡

射電望遠(yuǎn)鏡的外表與光學(xué)望遠(yuǎn)鏡大不相同，它的主體包括接收天線和射電信號(hào)接收、處理系統(tǒng)，是用來觀測(cè)和研究來自天體的無線電波的設(shè)備，實(shí)際上與電視、通信設(shè)備相似，是一種無線電接收裝置。天體輻射的不只是可見光，許多天體還會(huì)發(fā)射較強(qiáng)的無線電波，或是以輻射無線電波為主，它們也被稱為射電天體。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不能接收天體的無線電輻射，因此想要觀測(cè)這些射電天體，就需要用到射電望遠(yuǎn)鏡。

二、阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡

阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡依托波多黎各的喀斯特地貌而建，它于1963年建成，最初的口徑為305米，后擴(kuò)建至350米。在500米口徑的中國“天眼”2016年9月建成前，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡一直是世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。它是為了研究電離層而建立的，但數(shù)十年來科學(xué)家們一直在使用它來研究遙遠(yuǎn)的射電天體及系外行星，發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)小行星，并尋找可能存在的地外生命。

三、阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的歷史

阿雷西博望遠(yuǎn)鏡1963年建成之后經(jīng)歷過兩次升級(jí)改造，第一次在20世紀(jì)70年代早期，第二次在1992年~1997年。近年來，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡開始出現(xiàn)各種異常狀況。2020年8月和11月，望遠(yuǎn)鏡的輔助鋼纜和主鋼纜先后斷裂并傷及反射鏡面。11月19日，美國國家科學(xué)基金會(huì)進(jìn)行評(píng)估后，宣布阿雷西博望遠(yuǎn)鏡即將退役。12月1日，接收平臺(tái)突然坍塌，嚴(yán)重砸毀下方球形反射面。

過去的57年里，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡見證了眾多的“人類第一次發(fā)現(xiàn)”： 1964年4月7日，測(cè)量出水星自轉(zhuǎn)周期為58.8天；1974年，赫爾斯（Hulse）和泰勒（Taylor）發(fā)現(xiàn)第一個(gè)脈沖星中子星雙星系統(tǒng)，隨后的持續(xù)觀測(cè)促成了引力波的間接驗(yàn)證；1974年，向球狀星團(tuán)（M13）發(fā)送“阿雷西博信息”；1982年，發(fā)現(xiàn)第一顆毫秒脈沖星；1989年8月，首次用雷達(dá)對(duì)小行星4769進(jìn)行了三維成像觀測(cè)，這也是天文學(xué)家首次用雷達(dá)對(duì)小行星進(jìn)行成像；1992年，發(fā)現(xiàn)脈沖星-行星系統(tǒng)，這是人類首次發(fā)現(xiàn)系外行星；2016年，發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)重復(fù)的快速射電暴。直到今年8月6日的最后一次使用，它一直在為科學(xué)做出貢獻(xiàn)。

四、坍塌的原因與影響

阿雷西博望遠(yuǎn)鏡自建成以來遭受了數(shù)次颶風(fēng)、地震沖擊，加上近年來日常檢修和維護(hù)費(fèi)用常常無法及時(shí)到位，它開始出現(xiàn)各種異常狀況。2017年波多黎各遭受了颶風(fēng)“瑪麗亞”的重創(chuàng)，造成阿雷西博望遠(yuǎn)鏡鋼纜第一次斷裂，此后鋼纜多次出現(xiàn)斷裂。在8月6日最后一次使用之后數(shù)日，鎖扣輔助鋼纜的一個(gè)接頭又發(fā)生故障。11月6日，另一根鋼纜斷裂。12月1日，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡因結(jié)構(gòu)失控發(fā)生坍塌，三座吊塔上的殘余鋼纜無法支撐重約900噸的儀器平臺(tái)，整個(gè)平臺(tái)墜落在直徑為305米的反射面板上。

阿雷西博望遠(yuǎn)鏡曾幫助天文學(xué)家取得了眾多驚人的科學(xué)成就，它的坍塌對(duì)科學(xué)界來說是一個(gè)巨大損失。它還是地球上少有的幾個(gè)行星雷達(dá)之一，可以讓科學(xué)家更好地觀察附近的天體，失去阿雷西博對(duì)行星防御（識(shí)別和緩解小行星撞擊地球之威脅）的影響很大。除此之外，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡在過去幾十年一直都是人類科學(xué)探索精神的象征，它不僅是波多黎各的熱門旅游景點(diǎn)，還曾是幾十部電影的取景地。阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的坍塌將使周邊的酒店、餐飲等行業(yè)面臨經(jīng)濟(jì)損失。

參考資料：

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[7] “老探索員退役” 美國阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)生坍塌.央視新聞客戶端.2020.12.02

[8] 阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡垮塌受關(guān)注.人民日?qǐng)?bào).2020.12.11

[9] 再見，阿雷西博！百秒緬懷昔日“射電王座”.光明網(wǎng).2020.12.03

[10] 結(jié)構(gòu)失控！美國阿雷西博望遠(yuǎn)鏡發(fā)生坍塌 現(xiàn)場(chǎng)畫面公布.央視新聞客戶端.2020.12.04

[11] 失去阿雷西博望遠(yuǎn)鏡，人類將更容易受到太空巖石的傷害.新浪科技.2020.12.03

[12] 68秒丨現(xiàn)場(chǎng)畫面曝光！地球“兩大眼睛”之一美國阿雷西博望遠(yuǎn)鏡坍塌.閃電新聞客戶端.2020.12.05