北京
正文： 在內(nèi)華達州一處不見天光的山谷里，一只新的眼睛正慢慢睜開。到本十年末，由1650面直徑20英尺的碟形天線組成的深空同步陣列（DSA）將在超過120平方英里的荒漠上列陣完畢，開始捕捉來自整個天空的射電波。這臺耗資巨大的設備將以前所未有的靈敏度和觀測廣度，試圖回答天文學家關于星系如何形成與演化的核心疑問。 深空同步陣列剛剛完成最終設計里程碑，即將啟動建設，目標是在2029年全面投入運行。項目由加州理工學院牽頭，資金來自施密特科學基金會——一個嶄新而引人注目的慈善機構(gòu)，它正以更激進的方式?jīng)_擊美國天體物理學的傳統(tǒng)格局，以往這一領域進展通常較為平緩，且聯(lián)邦撥款是主要支撐。 “DSA將擁有迄今為止最卓越的性能組合——既能看得深，又能看得廣。”西弗吉尼亞大學天文學家、該望遠鏡科學咨詢委員會成員毛拉·麥克勞林說道，“這是一種完全不同的射電天文學做法?！?這種不同來自DSA對大量高靈敏度天線信號的實時合成方式。傳統(tǒng)的射電陣列通常需要保存每面天線的原始數(shù)據(jù)流，事后再進行復雜處理，這需要極其龐大的計算和存儲資源。僅DSA的1650面天線組合起來，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就相當于全美國互聯(lián)網(wǎng)的總流量。為避開這場數(shù)據(jù)洪水，該項目選擇在信號接收端即時合成與處理，自動拋棄大部分原始數(shù)據(jù)，直接生成清晰的射電圖像。 整套設計不僅化解了存儲災難，還大幅壓縮了從觀測到發(fā)現(xiàn)的時間，使天文學家能以近乎“所見即所得”的方式掃描天空。該陣列將被用來追蹤快速射電暴的宿主星系、繪制大規(guī)模中性氫分布，并捕捉星系際介質(zhì)中微弱的氣體波動。科學家希望由此揭示驅(qū)動星系生長的隱形燃料循環(huán)，理解暗物質(zhì)暈與普通物質(zhì)之間如何協(xié)同演化。 麥克勞林進一步解釋說，DSA兼具巡天速度和毫角秒級的分辨率，相當于在足球場上識別出一枚硬幣，同時目光覆蓋整片場地。這種寬視場高分辨能力，使得過去需要數(shù)年時間才能完成的深空普查，如今幾個月就能實現(xiàn)。它對瞬變源的瞬時定位能力，也意味著人類將能更及時地調(diào)動多波段望遠鏡協(xié)同跟進，捕捉超新星爆發(fā)或中子星并合的瞬間信號。 主持該項目的加州理工學院團隊和來自全美多所大學的合作者，正在荒漠中鋪設光纖網(wǎng)絡，并搭建高度定制化的信號處理硬件。這些計算節(jié)點將安裝在陣列中央的超級計算集群上，每秒鐘處理萬億次運算，確保1650路信號相位精確對齊，重建出相當于一面20平方英里單口徑望遠鏡的虛擬拋物面。 盡管項目獲得了施密特科學基金會的巨額支票，其總預算仍在精打細算中推進——整座陣列的建設與運營成本預計控制在2億美元以內(nèi)，遠低于傳統(tǒng)同等規(guī)模望遠鏡的開銷。若一切按計劃推進，2029年當最后一面天線完成校準，這只“無線電巨眼”將晝夜不停地巡視北方天空，給天文學帶來一次不亞于當年哈勃空間望遠鏡升空時的觀測革命。 從早期宇宙中第一批星系的光，到暗能量驅(qū)動下宇宙加速膨脹的痕跡，深空同步陣列或許將用它的1650只耳朵，聽見此前無人曾捕捉到的宇宙低語。
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