作者:张章 来源:中国科学报 发布时间:2014-1-28 7:51:12
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望远镜阵列引领非洲天文学革命
世界最大射电天文台有望激励当地科学与经济发展

图片来源:SKA Organisation
 
科学家预测,在未来几年里,非洲大陆将迎来天文学复兴,部分原因是一座大型射电望远镜阵列将建造在这里。但是,宇宙威望之路并不平坦,非洲科学簇拥者也正在争夺到来的机会。
 
“天文学(热潮)将在非洲全面爆发。”美国国立射电天文台天文学家Kartik Sheth在日前举行的美国天文学协会会议上说。他还提到,面临的挑战是,要确保非洲天文学家能够从设备建造浪潮中真正获益。“我们希望能建立美国和非洲长期稳定的互利合作关系。”Sheth说。
 
而非洲大陆最大的游戏改变者将会是平方千米阵列(SKA)。SKA将是世界上最大的射电望远镜网络,它能比之前的设备更快捷地纵览天空。该阵列拥有大约3000个射电碟形天线,光线收集区总面积共计约1平方公里,延伸在广阔的区域中,以提供与单个同跨度的碟形天线相同的分辨率。
 
“在未来数十年中,SKA将成为首要项目,引领射电天文学革命。”南非天文台台长Ted Williams说,“SKA的最大部分将坐落在非洲,绵延跨越8个非洲国家。”它们是博茨瓦纳、加纳、马达加斯加、毛里求斯、莫桑比克、纳米比亚、南非和赞比亚。另外该项目的一小部分将建在澳大利亚。
 
SKA项目的非洲总指挥部位于南非,2012年,该国竞得了该项目的最大份额,这出乎很多人的意料。“我们让很多人感到意外,但我们只是把功课做得更好。”南非科学和技术部工程师、SKA 项目竞标负责人Takalani Nemaungani说。Nemaungani表示,南非晴朗的天空(高精度天文望远镜的必要条件)、总统和内阁保证给予SKA的政治支持——他们已经通过立法严格限制相关区域的射频噪声,以及工程和基础建设的专门知识,都打动了SKA委员会。这座耗资16亿美元的天文台计划于2016年开工建设,2019年开始进行观测,2024年竣工。
 
一直以来,南非的种族隔离制度为这里带来了特殊的挑战。直到1994年种族隔离制度结束前,该国面临本土局势动荡和国际指责。以美国为代表的其他国家向南非施加贸易制裁,严重阻碍了该国经济发展,但也在无意之中推动了本土技术的进步。
 
“由于禁运和制裁,我们必须自己开发许多技术和专业知识,以便维持整个国家的运转。”Nemaungani说。例如,1987年实施的国际石油禁运迫使南非成为世界煤变油技术的领导者。
 
当然,实现非洲天文学优势地位这一目标还面临一系列困难,其中包括许多非洲国家有很高的失业率、贫困、教育落后以及缺乏科学投资。根据联合国教科文组织2010年科学报告,撒哈拉以南非洲的科学发展面临“落后的基础设施建设、研究人员短缺,以及科学产出匮乏。该大陆对于促进经济增长和长期可持续发展的科学、技术和创新投入不足”。
 
非洲天文学新时代的支持者希望能改变这一切。“SKA正帮助我们改变非洲的未来,将这里变为高技术机会和产业的目的地。”Nemaungani说,“我们把天文学作为一扇科学大门,吸引年轻人学习数学和科学。这是SKA等大型项目可能产生的影响。”
 
Williams提到,实际上,几乎所有的南非人都听说过SKA,尽管他们可能并不了解它。该国领导人正致力于帮助南非黑人获得新的科学机遇。在这里,白人在传统上总是享有特权。“几代非洲人都被告知,‘你不能做这些’。”他在接受《科学美国人》杂志采访时说,“现在我们希望传达的信息是,‘是的,你能做’。”
 
SKA只是非洲大陆上诸多天文项目之一。高能立体视野望远镜(HESS)伽马射线天文台于2002年在纳米比亚开启,新望远镜正在布基纳法索和埃塞俄比亚建造,另外2005年南非大望远镜(SALT)竣工,已于2011年全面开动。
 
1998年,美国罗格斯大学天文学家Ted Williams第一次抵达南非,为建造SALT进行可行性调查。他的妻子坚持要来旅行,因为这是一个“千载难逢”的访问机会。在他们抵达开普敦之前,旅程时间并不长,但是,这次Williams感受到了这里的科学、技术和社会的巨大发展。“当我们开始建造SALT时,没有人能想象SKA这样的工程会发生在南非。”Williams说,“很多事情已经改变。”(张章)
 
《中国科学报》 (2014-01-28 第3版 国际)
 
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