看到即賺到!10月27日,“科學無界”第二屆深圳北理莫斯科大學知識科學文化節開放周第三天,帶你透過中國“天眼”FAST去看透宇宙的奧秘,透過高清鏡頭潛入深海看清海底世界的神秘!一場視覺盛宴即將開啟,你準備好大飽眼福了嗎?
天眼“睜眼”!一眼望穿光年,向宇宙深處進發
“中國天眼工程全稱叫500米口徑球面射電望遠鏡……”10月27日下午5點,伴隨著日落的余暉,中國天眼FAST總工程師姜鵬走進3號教學樓的105教室帶來講座《中國天眼工程》。

▲姜鵬
姜鵬稱,從第一臺9.47米望遠鏡開始,望遠鏡的發展歷史就是追求靈敏度的歷史??茖W家們一直想要造更大口徑的望遠鏡,因為口徑越大,就意味著越大的收光面積,在探測暗弱信號方面有更強的能力。這樣,一方面可以極大地擴展可觀測樣本的數量,其中就可能孕育著一些重要發現;另一方面,也可以觀測到更早期或更遙遠的宇宙現象,對研究宇宙演化歷史有非常大的幫助。

姜鵬介紹到,20世紀的半個世紀以來,人類都難以突破大射電望遠鏡的百米工程極限,其中最成功的嘗試是直徑達305米的阿雷西博射電望遠鏡,“那么,這將是人類視野永遠的極限嗎?”姜鵬問道。隨著中國天眼FAST建設概念的提出,這一問題得到回答?!霸谝粋€300米的剖面,如果選擇合適的焦點,球面和拋物面偏離的最大距離只有0.47米,而這個0.47米就是FAST成立的基石。因此可以先建一個基準球面,在這個基準球面上布置一群微小驅動裝置,就可以在它局部形成300米的剖面?!苯i說道。

據悉,中國天眼FAST工程從2011年3月動工開建,2016年9月落成啟用,橫空出世的“中國天眼”刷新了世人對射電望遠鏡的認知極限:口徑500米,僅圈梁、索網和支撐饋源艙的6座高塔就用掉1萬多噸鋼材;反射面板總面積25萬平方米,相當于30個標準足球場,用掉2000多噸鋁合金。
中國天眼FAST的靈敏度是世界上第二大望遠鏡的三倍左右,這也是中國建造的射電望鏡第一次在靈敏度這個參數上達到了最高點。這為中國天文學的發展——包括科學家的一些重大發現,提供了可能。
中國天眼FAST究竟有多大?姜鵬比喻:“如果把它想象成一口鍋注滿水的話,那么全世界的所有人都可以在這里喝4瓶礦泉水。”說到中國天眼FAST的建造過程,姜鵬用超大型結構工程的體量、高精密設備的加工精度、復雜的地形地貌特征這三點來說明必須使用非傳統的施工方案?!拔覀儾捎昧撕芏嗖豢伤甲h的施工方式,比如反射面吊裝安裝。另外所有的樁基礎都是建在半山腰或懸崖峭壁,只能人工挖洞,最深挖了38米。挖洞需要兩個人配合,而這兩人要么是夫妻,要么是父子或兄弟,因為他們必須要互相信任?!?/p>
姜鵬介紹,中國天眼FAST的年度觀測時間穩定在5300小時左右,在過去的三年時間里全年無休,日夜堅守。拓展人類觀測宇宙的視野極限后,中國天眼FAST給人們帶來了諸多驚喜:發現800余顆新脈沖星、首次在射電波段觀測到黑洞“脈搏”、探測到納赫茲引力波存在的關鍵證據……
在已有的成就之上,FAST未來將何去何從?“我們期待在FAST周邊5公里建設20至30臺40米天線,來與FAST組成綜合孔徑陣列。這將大幅提高望遠鏡的分辨能力和成像效率,助力FAST持續保持領先優勢?!苯i表示:“讓我們期待,也許未來已來!”
深海視角!一眼潛入海底,探索水下世界文明
“海底很危險,潛水絕不是一件低風險的事,但為什么我還要去?因為水下實在是太太太漂亮了!”莫斯科大學生物實驗站首席工程師、潛水員部主任亞歷山大·謝苗諾夫,正興奮地向講座現場的聽眾分享自己鏡頭里絢麗的海底生物。10月27日,亞歷山大·謝苗諾夫帶來的講座主題是“看不見的世界”,透過亞歷山大·謝苗諾夫的鏡頭,聽眾們可以看到那些住在深海里的神秘生物,“這種蟲子很會用海底的石頭建房子,這種蟲子一碰就會立刻卷起來,這種生物是透明的,需要用手電筒照射才能拍攝到……”亞歷山大·謝苗諾夫一張張地分享清晰的圖片,仔細地介紹每一種海底生物的特征,如數家珍,聽眾們不時為這些從未見過的生物的魅力發出驚呼。


▲亞歷山大·謝苗諾夫
“海洋生物學家是不是就是每天潛水和坐在顯微鏡前研究?”面對大家對海底生物學家生活的猜測,亞歷山大·謝苗諾夫笑著說確實如此,但比起“會做研究的潛水員”,他更想用“渾身長鱗拿著海叉的海王”來形容海洋生物學家——因為潛水的時候,他們也全身穿戴著裝備,手里拿著攝像頭和鉗子?!拔乙呀洕撍吣炅?,每一次在水下見到那些海底生物或者向別人分享這些生物的美,都讓我非常興奮。”亞歷山大·謝苗諾夫活力滿滿地介紹,讓聽眾們心神俱醉,一位聽眾忍不住在現場感嘆:“我太羨慕你的工作了,今晚估計會羨慕得睡不著!”提問環節,聽眾們紛紛問起,要如何加入專業的團隊學習海洋生物知識,海洋生物學家的生活還有什么有趣的事……
科技發展日新月異,10月27日晚在湖畔舞臺的三場科普講座帶領聽眾探索前沿科技知識。物理與數學科學博士、SberAI前景技術發展部主任、AIRI人工智能研究所科學顧問塞門·布登尼向觀眾講述物理約束的人工智能用于新材料發現。


▲塞門·布登尼
在化學教育中,我們熟知的奧林匹克競賽扮演了什么樣的角色?活動上,俄羅斯科學院教授亞歷山大·格拉迪林在講座上分享了奧林匹克競賽在化學教育中的作用,帶領在座聽眾更進一步地了解化學教育。


▲亞歷山大·格拉迪林
而在隔壁教室,俄羅斯科學院通訊院士阿列克謝·庫茲涅佐夫,正以“基于金屬碎片設計新型無機化合物和材料的現代方法”為題開展講座,與聽眾交流和探討無機化合物和材料方面的研究與發現。


▲阿列克謝·庫茲涅佐夫
當晚注定是一場屬于化學愛好者的盛宴,化學科學家伊戈爾·普雷斯尼亞科夫,開展了一場名為“同步輻射:從過去到未來”的講座,臺下的聽眾們跟著這位經驗豐富的化學科學家深入化學的海洋,了解更多在化學領域的成果。


▲伊戈爾·普雷斯尼亞科夫