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我与Jodrell Bank天文台①暗夜中点亮“回家”的路

来源:光明网2019-08-27 18:05

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  东经2°18'北纬53°14'大不列颠的领土上坐落着一个名为Jodrell Bank的天文台。2019年7月7日,Jodrell Bank天文台入选了UNESCO世界文化遗产。我于2006年到2009年在英国曼彻斯特大学天体物理中心攻读博士学位,有幸成为驻扎Jodrell Bank天文台的最后一届学生。

我与Jodrell Bank天文台①暗夜中点亮“回家”的路

  朋友找我说写写关于Jodrell Bank天文台的事儿,写什么呢?谷歌教授很快就能告诉你 Jodrell Bank天文台拥有今天世界第三大全移动式射电望远镜,自建成之初,它就很快被用来测量第一批被观测到的类星体的尺度,60年代初探测到第一个来自外太空的脉泽源信号,70年代末又发现了第一个星系级别强引力透镜系统。至今观测到的全部脉冲星中有三分之二是由来自Jodrell Bank的天文学家们发现的!

  互联网上不难查到它对这个世界的重要贡献和意义,然而,这些对我并不重要。它是否入选世界文化遗产对我也不重要。对我重要的是,在那里生活的一年,影响我一生的一年。

  Jodrell Bank天文台

  2006年夏天,24岁的我几经辗转,踏上了去英国的路。由伦敦转城际列车,坐到一个叫Crewe的镇子,再由Crewe转局域列车前往柴郡乡下一个名叫Goostrey的村子。很快,铁路两旁沉闷无趣的工业景象开始慢慢地被时而起伏时而平坦的大片草场和上面专心吃草的羊所取代。火车缓缓驶进Goostrey,这里便是Jodrell Bank天文台的所在地。

我与Jodrell Bank天文台①暗夜中点亮“回家”的路

  Goostrey火车站,前往Crewe方向站台

我与Jodrell Bank天文台①暗夜中点亮“回家”的路

  8月金色的麦地和Lovell望远镜

  Goostrey村位于曼彻斯特南偏西约30公里处(大概40分钟火车),来往于Crewe与曼彻斯特之间停经 Goostry的火车,每个方向每小时一班,每次上下车不会超过十人。

  这个安静的小村庄历史悠久,拥有一座院里院外都开满蓝紫色和粉红色郁金香的英式教堂以及两个具有重要战略意义的乡下酒吧。

  这里有成片的麦田和草场,每年到了七月底、八月初的时候,金灿灿的麦子闪亮得刺眼。金黄的草场里会堆起一坨坨半人高、或圆或方的干草捆(供牲畜们过冬),“hay making/baling”曾是英国农牧业区长大的孩子们盛夏最爱的田间实践,而草场上一年四季的其它时间都长着专注地傻傻吃草的羊。柴郡乡下的农田和草场并不是一望无际的平坦,属于特殊的被形容为“rolling hills”的丘陵地貌。

  Jodrell Bank天文台处于Goostrey村庄的东北边缘,距Goostrey火车站至少45分钟的脚力,中间没有公共交通连接。这里的居住人口相对稀疏,大部分时间相对安静。乡间小道虽然不宽但路况甚好,道路两侧是英国乡下非常多见的,由山毛榉砌成的两三米高的树墙。

  道路两旁还时而对称生长着大橡树,夏季里它们枝繁叶茂,相互交接,拼搭成一个大大的绿伞支撑在道路上方。走在乡间的小道上,偶尔会有傻傻的雉鸡拖着长长的尾巴突然跳到你跟前,然后又吓它自己一跳,一边扯着脖子呕呕地叫,一边又使劲扑打着翅膀落荒而逃。

  由Goostrey开车沿A535公路向北,沿途都是大片的农场和庄园,绿绿的草场上不规则地点缀着巨大的橡树和苹果树,还有被小树林包围的池塘。当然,那里也肯定少不了永远都专注吃草的羊。这里可能是柴郡最美丽的地方了,从谷歌地图上看去,整片地区好像一幅用不同层次的绿和黄刷成的油画,上面零星点缀着农舍、别墅和教堂。的确,Goostrey实际上处于柴郡“黄金三角”地区的西南边缘,其东北方向的隔壁小镇Wilmslow和Alderly Edge住着球星、影星、大企业家等各种社会名流,整个地区以昂贵的别墅庄园和优美恬静的田园风光而著称。

我与Jodrell Bank天文台①暗夜中点亮“回家”的路

  Jodrell Bank地区的田园风光俯视(来自:谷歌地图)

  Jodrell Bank天文台是英国柴郡乡村最特别的一道风景,这里有世界上第三大的全移动式射电望远镜——直径76米的Lovell望远镜。这个庞然大物的脚下还有一架宝宝级别的13米的射电望远镜,取名为“42ft”,常年用于蟹状星云脉冲星的观测。Lovell望远镜东南方300米左右的距离上还站着另外两架射电望远镜,一架是38米宽的Mark II,另一架是7米口径的教学望远镜。

  天文台的所在地原先是曼彻斯特大学植物系的实验田,后来成为大学的雷达实验基地,今天它还是大学天体物理中心的观测基地以及Square Kilometre Array(SKA,平方千米阵)的总部所在。

我与Jodrell Bank天文台①暗夜中点亮“回家”的路

  月食之夜的Mark II(左)和Lovell望远镜(右)

  Lovell射电望远镜

  我在Jodrell Bank天文台的大办公室被称为the PhD room。办公室窗子下面是我的书桌,窗外大约30米远处便是直径76米的Lovell射电望远镜。我天天面对这个庞然大物,但它从不让我厌烦,总以不同角度面对我。它转身的时候,发出低沉但轻微的哼声,也从不影响我工作。

  这架大望远镜起初被命名为“Mark I”,直到1987年被正式更名为“Lovell望远镜”——以Sir Bernard Lovell(Bernard Lovell爵士)的名字来命名,他是大望远镜建设的总负责人,也是Jodrell Bank天文台的第一任台长。Lovell望远镜是世界第三大的全移动式射电望远镜,并列第一大的是70年代建成的德国Effelsberg 望远镜和本世纪初建成的美国Green Bank望远镜,二者直径均为100米。全移动的工作方式意味着望远镜可以通过机械转向系统而指向全天任意方位,从而瞄准不同位置的观测对象。

  值得一提的是,坐落于太平洋岛国波多黎各山谷中、曾用于拍摄电影《007黄金眼》的直径300米的Arecibo射电望远镜,虽然其镜体本身无法转动,然而它可以通过绳索系统来移动悬挂馈源的位置,从而“瞄准”天空的不同方位(由于望远镜采用球面设计)。而属于我们自己的、坐落于贵州山谷的直径500米的FAST射电望远镜(当之无愧世界最大的单孔径射电望远镜),虽然同样无法移动整个镜体本身,但它采用了独具匠心的“活动镜面”技术(其表面由四千多块独立的反射面板共同拼接而成),可以通过局部镜面变形来调节焦点位置,从而实现对不同天空位置的“瞄准”。

  作为天文台的学生,对来访的游客或身边的朋友讲Lovell望远镜早年有趣的历史,我们总是乐此不疲。

  1948年,Bernard Lovell为预期建造的当时世界上最大的射电望远镜做出了6万英镑的预算,望远镜始建于1952年,截至1957年完工时,实际花费为最初预算的十倍有余!Bernard Lovell为此负债累累,还被一些短视的政客指责严重超额花费公共资源,面临被送进监牢的危险。是什么闭住了这些无聊政客的嘴呢?1957年8月,望远镜竣工后便很快投入使用,当时正值美苏太空竞赛。两个月后,苏联把第一颗人造地球卫星Sputnik 1送上太空,实现了三个星期的绕地轨道飞行。Lovell望远镜是西方国家唯一能追踪到Sputnik 1的观测设备。

  1960年3月,美国国家航空航天局又送“先驱者5号”前往金星。Lovell望远镜,作为当时世界上唯一能担此重任的地面设备,向远在千万公里以外的“先驱者5号”传达“火箭脱离”等系列指令、追踪并接收远在天边的飞船发出的信息。这次任务之后,Bernard Lovell接到Nuffield勋爵的电话:“你的望远镜还欠着多少钱?” “5万英镑。” “就这么多么?我要把它全部还清……”。所以当年的Jodrell Bank天文台还曾有过另一个名字,就是“Nuffield射电天文实验基地”。

  当然还有我们总是津津乐道的关于第一张月面图的故事!1966年2月,苏联抢在美国“阿波罗11号”载人登月之前,悄悄发射了无载人登月飞船“月球9号”,并成功实现了人类历史上的第一次月球软着陆。当时苏联并没有提前对全世界宣布此次登月任务,然而“月球9号”的全程飞行、包括最终的月面软着陆,始终被Lovell望远镜仔细地监听着,被望远镜同时截获的还有“月球9号”在软着陆之后发出的一段射电信息。

  Bernard Lovell爵士猜测,这发回地球的信息很有可能是以普通传真电文形式传输的月球图像。于是 Jodrell Bank天文台顽皮的科学家们就用伦敦《每日快报》提供的一架商业传真机解译了获取的编码,并于苏联之前发布了第一张月面照片!所以,技术先进,就能任性!

我与Jodrell Bank天文台①暗夜中点亮“回家”的路

  月色中的Lovell望远镜“星星点灯”

  Lovell望远镜接收塔顶端有个红色的指示灯,每到夜晚显得格外明亮,于是望远镜就有了另一个非常重要的用途。

  Goostrey作为一枚偏远的小村庄,夜晚的道路没有路灯照明一片漆黑。每周五晚上,农舍Cheshire Hunt的居民、天文台的一伙淘气的博士生们会不辞四五十分钟的脚力,只为跋涉到Goostrey车站旁的The Crown酒吧,尽情地泡到酒吧打烊,才不情愿地在半醉半醒中离去。大望远镜带着它一闪一闪的红灯总是忠实地站在家门口,为它的孩子们“星星点灯”,帮他们找到回家的路。(巧克力蛋)

[ 责编:蔡琳 ]
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