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

它就是FAST，更多時(shí)候我們習(xí)慣叫它“中國(guó)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的直徑達(dá)到了500米，相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)那么大。這使得它能夠在無線電波段搜索來自百億光年之外的微弱信號(hào)。

5月15日下午，由杭州市科協(xié)推出的“科學(xué)榜YOUNG”青年talk show迎來了之江實(shí)驗(yàn)室研究員馮毅，他主要的研究領(lǐng)域——快速射電暴，也來自于FAST捕獲的數(shù)據(jù)。

因在快速射電暴領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)，馮毅獲得了2023年度達(dá)摩院青橙獎(jiǎng)、2022年度中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)等榮譽(yù)，并入選了2023年度《麻省理工科技評(píng)論》“35歲以下科技創(chuàng)新35人?！?

天文領(lǐng)域的“網(wǎng)紅”

它的發(fā)現(xiàn)獲得了邵逸夫天文學(xué)獎(jiǎng)

什么是快速射電暴？

活動(dòng)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(cè)到，這正是我們FAST所擅長(zhǎng)的領(lǐng)域；‘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?！?

人眨一下眼的時(shí)間約為300毫秒，而快速射電暴的持續(xù)時(shí)間只有幾毫秒，這也注定了其極難被“捕捉”。

2007年，快速射電暴（FRB）首次被人類探測(cè)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”。它的發(fā)現(xiàn)還讓美國(guó)和澳大利亞的三位科學(xué)家榮獲了2023年邵逸夫天文學(xué)獎(jiǎng)，“許多曾獲得邵逸夫獎(jiǎng)的科學(xué)家，后來也獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，這也說明快速射電暴領(lǐng)域的研究是很有希望沖擊諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的。”馮毅告訴大家。

為什么研究快速射電暴讓科學(xué)家們?nèi)绱酥裕?

這種宇宙中才會(huì)產(chǎn)生的極端爆炸，研究它的產(chǎn)生機(jī)制可能會(huì)對(duì)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(chǎng)所?！?

來自宇宙深處的浪漫

起源至今成謎

然而，快速射電暴的起源和演化，至今仍然是一道難解之謎。在天文學(xué)領(lǐng)域，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(cè)到的快速射電暴的數(shù)量。

就拿人類較早觀測(cè)到的FRB 121102來說，對(duì)于它的來源，科學(xué)家們提出了許多不同的猜測(cè)。它或許來自超新星爆發(fā)，或許來自互相作用的雙星。甚至還有科學(xué)家猜測(cè)它是外星文明使用超強(qiáng)的脈沖輻射而來的。

直到2017年，F(xiàn)RB 121102才被定位下來。這之后，科學(xué)家們觀測(cè)到它宿主星系的紅移。基于這次發(fā)現(xiàn)，確定了快速射電暴來自宇宙深處。

這是快速射電暴的理解機(jī)制上的里程碑事件，這個(gè)快速射電暴源的定位被美國(guó)天文學(xué)會(huì)認(rèn)為是自LIGO引力波探測(cè)之后天文學(xué)最重大的發(fā)現(xiàn)。

關(guān)于快速射電暴的研究還在繼續(xù)……

2019年，中國(guó)天眼FAST發(fā)現(xiàn)了世界首例持續(xù)活躍重復(fù)暴FRB20190520B。“快速射電暴的命名一般是以它首次在人類的觀測(cè)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FRB20190520B為快速射電暴里的“卷王”，因?yàn)橐话闵潆姳┍l(fā)之后都會(huì)有一段休息期，而FRB20190520B自其現(xiàn)身以來，對(duì)它的每次監(jiān)測(cè)都有一個(gè)或多個(gè)望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到其爆發(fā)，也就是說它是一個(gè)“持續(xù)活躍的快速射電暴”。

非重復(fù)暴只發(fā)生一次，重復(fù)暴會(huì)發(fā)生很多次，人類可以反反復(fù)復(fù)觀測(cè)到它的新的爆發(fā)，相對(duì)容易去跟蹤和研究它“是什么”。重復(fù)暴的出現(xiàn)，讓快速射電暴的研究不再是大海撈針，天文學(xué)家可以對(duì)特定目標(biāo)持續(xù)檢測(cè)，以捕獲更多爆發(fā)數(shù)據(jù)。

宇宙中存在地外文明嗎

《三體》紅岸基地或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實(shí)

“如果我們把宇宙比作海洋，那FAST就像深海釣竿，可以觀測(cè)到很多來自遙遠(yuǎn)宇宙的暗弱信息?！瘪T毅這樣向大家比喻。

活動(dòng)的尾聲，馮毅也引用了他很喜歡的科幻作品《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。

除了快速射電暴，F(xiàn)AST還能捕捉到很多來自宇宙的訊息，馮毅給大家播放了一段仿照《洛神賦》拍攝的影像，畫面中，磁場(chǎng)波紋蕩漾、宛如河流，分子云點(diǎn)綴在其中，醞釀著新星的誕生。就像“三體”文明的訊息襲來時(shí)，葉文潔感慨道“宇宙不荒涼，宇宙不空曠，宇宙充滿生機(jī)！”科學(xué)家們始終相信著，宇宙中的劇烈變化，最終都會(huì)產(chǎn)生微弱的回響。

在《三體》中有一個(gè)為了尋找地外高智慧文明而建設(shè)的紅岸基地，馮毅透露，“現(xiàn)在《三體》IP紅岸基地也在構(gòu)建當(dāng)中了，還在選址階段，我希望能落地在杭州?！?

“FAST有五個(gè)科學(xué)目標(biāo)，其中一個(gè)就是搜尋地外文明”，面對(duì)大家的好奇，馮毅表達(dá)了自己的觀點(diǎn)，“我相信宇宙中存在地外生命。”

“兩暗一黑三起源?！边@是天體物理領(lǐng)域的一句俗話，用來形容天文望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)使命?！皟砂怠笔侵赴滴镔|(zhì)和暗能量，“一黑”是黑洞，“三起源”則是天體、宇宙和生命的起源。

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。而中國(guó)天眼的出現(xiàn)，預(yù)示著中國(guó)天文已經(jīng)從追趕走向了超越，未來，還會(huì)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(huì)改變?nèi)祟惖挠钪嬗^”。

【科學(xué)小課堂】

除了快速射電暴

FAST還可以觀測(cè)到哪些來自宇宙的信息？

·中性氫：探究宇宙起源之謎

作為宇宙中最古老、最簡(jiǎn)單、分布最廣泛的成分，中性氫的研究既可以用來追溯宇宙演化歷史，也可以用來研究星系物質(zhì)分布、動(dòng)力演化以及可能的暗物質(zhì)分布。由于中性氫可以輻射出十分微弱但獨(dú)特的射電輻射，因此可以用高靈敏度望遠(yuǎn)鏡捕捉其輻射信號(hào)。作為目前世界上最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡之一，F(xiàn)AST在探測(cè)中性氫上有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

·脈沖星：宇宙中神秘的“燈塔”

脈沖星是一種大質(zhì)量恒星演化到后期，經(jīng)過超新星爆發(fā)后留下的“遺物”。研究脈沖星一方面可以幫助科學(xué)家回答極端條件下（超強(qiáng)磁場(chǎng)、超強(qiáng)引力場(chǎng)、超高溫等）一些基本的物理規(guī)律，也可以用于布局未來的脈沖星星際導(dǎo)航。FAST超高的靈敏度可以幫助人們探測(cè)到以往其他設(shè)備無法探測(cè)到的弱射電脈沖星信號(hào)。

·星際分子：生命起源的第一縷光

星際分子是指存在于宇宙星際空間的有機(jī)或無機(jī)分子。特定的星際分子會(huì)吸收特定頻率的電磁波，因此可以通過觀測(cè)電磁波譜在某些頻率的吸收線來認(rèn)證特定的分子。星際分子的研究關(guān)系到地球生命起源的研究。因?yàn)楹芸赡芫褪切请H分子給地球生命的誕生帶來了第一縷光。FAST正在掃描著宇宙深空的各個(gè)角落，相信不久的將來就能找到那些隱藏的分子。

·探索地外文明有據(jù)可依

人類在宇宙中是否是唯一的？這是一個(gè)令人充滿好奇但一直沒有獲得答案的問題。相較其他觀測(cè)科學(xué)，地外文明搜尋一直是一個(gè)充滿科幻色彩的課題。

隨著望遠(yuǎn)鏡性能不斷加強(qiáng)，能探測(cè)到的信號(hào)越來越多，這一曾經(jīng)科幻的課題變得越來越有科學(xué)上的可行性了。人類第一次探測(cè)到脈沖星信號(hào)時(shí)，也曾認(rèn)為是外星“小綠人”發(fā)來的。

科學(xué)青力量Young帆正啟航

杭州市科技工作者服務(wù)中心主任蔣曉斌

問：這期“科學(xué)榜YOUNG”青年talk show活動(dòng)整體情況怎么樣？

答：本次活動(dòng)是由杭州市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦、杭州市科技工作者服務(wù)中心承辦?；顒?dòng)現(xiàn)場(chǎng)，市科協(xié)黨組書記、主席孫雍容為馮毅研究員頒發(fā)紀(jì)念獎(jiǎng)牌，線上線下21萬余人參與活動(dòng)。

問：杭州市科協(xié)推出“科學(xué)榜YOUNG”青年talk show系列活動(dòng)的目的是什么呢？

答：為了弘揚(yáng)科學(xué)精神、激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，帶大家走近年輕的科技工作者，聽他們解讀科研成果、講述科學(xué)故事，詮釋矢志投身科學(xué)探索事業(yè)、為國(guó)家強(qiáng)大默默貢獻(xiàn)青春力量和克難攻堅(jiān)、勇攀科技高峰的愛國(guó)精神。

同時(shí)也旨在為青年科技工作者搭建平臺(tái)，在全社會(huì)營(yíng)造尊重人才、尊重創(chuàng)造的濃厚氛圍，塑造科技向善的文化理念和保障機(jī)制。

都市快報(bào)·橙柿互動(dòng)記者 翁丹妮 通訊員 江如蜜