史上最大宇宙探索項目有望落戶西澳

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【大紀元2012年02月18日訊】(大紀元記者趙宇希、李曉宇澳洲珀斯綜合報導)平方千米陣(Square Kilometre Array)射電望遠鏡陣列項目被譽為21世紀最重要的科學工程之一,也是史上最大的國際天文學合作項目。科學家們經過多年的考察和篩選,剩下西澳與南非兩相角逐,最後花落誰家?還有幾週就將見分曉。

據今日西澳網報導,耗資將達25億澳元的平方千米陣項目最終建在西澳還是南非,4月就將揭曉。這個望遠鏡陣列將為天文學家觀察宇宙提供一個嶄新的視野,其主要目的之一是探索宇宙以及嘗試在外太空尋找智慧生命。

巨型射電望遠鏡陣 探索宇宙生命

平方千米陣(Square Kilometre Array,縮寫為SKA)是計劃中的下一代巨型射電望遠鏡陣列,在0.10–25GHz的波段之間工作,有效接收面積可以達到大約1平方千米,靈敏度將比目前世界上最大的射電望遠鏡還要高50倍。

平方千米陣將由上千台天線組成,覆蓋數千公里的範圍,呈螺旋形排列。平方千米陣預計能夠探測到宇宙大爆炸之後第一代恆星和星系形成時發出的電磁波、揭示磁場在恆星和星系演化過程中的作用、探測暗能量產生的種種效應,並可能接收到外星生命發出的無線電信號,以期回答物理學和宇宙學的一些根本問題。

平方千米陣計劃始於1993年。在國際無線電科聯在日本京都舉行的大會上,10個國家的天文學家聯合提議建造接受面積為1平方千米的巨型射電望遠鏡陣,目前已經有來自20個國家的70個科研機構加入建造這個大規模的、新生代的射電望遠鏡,它所探索的潛在宇宙範圍將大於現有設備的1萬倍。

項目初期選址有澳大利亞、南非、中國、阿根廷四個國家參加了角逐。2006年9月,中國和阿根廷的方案分別由於地理條件以及電離層不穩定而遭到否決。剩下南非與澳洲兩相競爭。平方千米陣將在2016年開始建造。

澳洲已經為該項目的投標從四個方面做了充分的準備,包括成立波西超級計算中心、默奇森射電天文觀測站、射電天文學國際研究中心和與新西蘭聯手。

8千萬澳元建波西計算中心

2009年8月27日,時任澳洲聯邦革新、工業、科學與研究部長卡爾(Kim Carr)宣佈,價值8千萬澳元的高性能超級計算機處理中心在西澳本特里科技園(Bentley’s Technology Park.)破土動工,為澳紐聯手競標25億澳元的國際天文學項目——平方公里陣(SKA)射電望遠鏡陣列邁出重要一步,中心取名為波西高性能平方千米陣科學計算中心(Pawsey High-Performance Computing Centre for SKA Science),簡稱波西中心。中心將以家喻戶曉的澳洲射電天文學之父波西(Joseph Pawsey,1908-1962)的名字命名,建成後將用於處理平方千米陣巨型射電望遠鏡從宇宙空間採集的龐大數據。

平方千米望遠鏡陣列每分鐘捕捉的數據量,超過1百萬張CD光盤存儲的數據量。計算中心的電腦要將這些數據進行及時的處理。

西澳得天獨厚 聯手新西蘭與南非競標

接受外太空電波需要安靜沒有干擾的環境,而西澳地廣人稀,非常符合這一要求,澳洲最核心的射電望遠鏡選址在西澳傑拉爾頓(Geraldton)東北部300公里處。

2009年8月20日,新西蘭加入澳大利亞組成21世紀的澳紐軍團,參與對平方千米陣項目的競標。

兩國希望聯手超越競爭對手南非而獲得項目的承辦權,澳大利亞和新西蘭的設想是:用多達4,000台天線,覆蓋5,000公里的範圍,創建一個深空聆聽設備,建成迄今為止同類設備中全球最強大的,將能夠偵聽到第一代恆星和星系的形成時發射的電磁波,同時尋找類似地球的外星球以及智慧的生命。將平方千米陣的配置擴展到新西蘭將大大增加該項目的科學成果,有可能會在新西蘭建立一個射電望遠鏡陣列和兩個分站。

默奇森的平方千米陣探路者

在基礎設施方面,西澳早已開始在默奇森地區建造居於世界射電天文學前沿的澳大利亞平方千米陣探路者射電望遠鏡(Australian SKA Pathfinder radio-telescope,簡稱ASKAP);CSIRO天文學與空間科學負責人菲爾.戴蒙德(Phil Diamond)說:「ASKAP實際上是SKA的小型版,可用於測試SKA的相關技術。」

戴蒙德介紹,西澳默奇森射電天文臺位於世界上最好的無線電靜默區之一,那裏沒有城鎮,只有160人居住,地曠人稀,是從事射電天文學的完美場所。如果西澳中標,SKA建建在這裡,戴蒙德介紹:「從這一地區再延伸到新西蘭,我們就能為獲取最佳圖像分辨率提供長達5500公里的基線。」

成立射電天文學國際研究中心

2009年9月1日,西澳正式成立射電天文學國際研究中心,向SKA的競標邁出最關鍵一步。研究中心由西澳大學和科廷科技大學合資建成,初期投資1億澳元,其中西澳政府贊助2,000萬澳元。中心將協調設有國內國際的射電天文學合作研究及產業夥伴關係。

為迎接4月份的最終競標,西澳的科學家們正在夜以繼日地工作,希望確保西澳能夠處理史無前例的數據存儲需求,從而應對平方千米陣產生的大量數據。他們目前正在解決研究中心主任奎因(Peter Quinn)提出的「數據氾濫」問題。他說:「全世界所有計算機整整一年中所產生的數據量,SKA的要求是在一天內存儲下來。」

本週末,埃文斯參議員和西澳科技廳長戴伊(John Day)將走訪中國和意大利,為4月份即將到來的國際投票提升澳洲競標能力。

來自西澳大學物理學院的史密斯(Lister Staveley-Smith)教授說,平方千米陣已經談了近20年了,它是天文學上一個極為重要的里程碑。

他說:「從一個天文學家角度來看,那意味著我們可以看到宇宙的某些部份,尤其是早期宇宙,那是以前無法探知的。對西澳來講,那將意味著(樹立)很高的科學聲望。」

他對西澳競標取勝南非充滿信心,南非的選址將跨越9個國家。

預計該項目會給西澳經濟至少注入1億澳元。SKA的目標成本約為25億澳元。花銷將由國際合作者支付,在該項目至少50年的生命週期中,每年經營預算是2億澳元。澳、新兩國政府已承諾將聯合出資5億澳元用於建設核心場地、修建展示望遠鏡、制定能源方案,以及研製滿足SKA數據要求的超速光纖。◇

(責任編輯:李曉宇)

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