編譯 李威

2020年12月，位于波多黎各的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡垮塌。這個龐然大物身上被砸出了一個洞，相應(yīng)地，整個天文學(xué)界都出現(xiàn)了這樣一個破洞。

在長達(dá)半個世紀(jì)的時間內(nèi)，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡始終是全球最大的單體望遠(yuǎn)鏡，直到500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）的出現(xiàn)。阿雷西博望遠(yuǎn)鏡直徑達(dá)到305米，傾聽著來自全宇宙的射電信號——其中既有恒星的，也有脈沖星、行星、小行星等天體的——以尋找地外智慧生命、對地球存在潛在威脅的天體以及可能解釋引力及時空之謎的線索。

阿雷西博的覆滅也讓波多黎各雪上加霜，沉重打擊了這個國家的自豪感和經(jīng)濟(jì)。在此之前，波多黎各就反復(fù)受到颶風(fēng)、地震以及大面積停電的困擾。自阿雷西博望遠(yuǎn)鏡于1963年建立、開放以來，波多黎各一代又一代學(xué)生成群結(jié)隊穿過群山，來到這個科幻小說中才有的場景：巨大的凹面天線陣列如一只巨碗，嵌在山谷之中，巨碗上方懸掛著900噸重的射電接收器。在那里，無數(shù)青年學(xué)生同科學(xué)家直接接觸，親眼見證他們?nèi)绾喂ぷ鳎纱嗣劝l(fā)了對科學(xué)（尤其是天文學(xué)）的好奇與向往。其中有很多學(xué)生，后來自己也成了天文學(xué)家。

2003年7月，維修工人站在阿雷西博望遠(yuǎn)鏡上方的天線陣列上。當(dāng)時，這架望遠(yuǎn)鏡還是全球最大的射電望遠(yuǎn)鏡

這樣的學(xué)生科普教育活動還會以某種形式繼續(xù)下去。2022年10月，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的所有者美國國家科學(xué)基金會（NSF）表示會撥出500萬美元在望遠(yuǎn)鏡原址建立一個世界級科學(xué)教育中心，名叫“阿雷西博科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）教育研究中心”，下設(shè)安吉爾·拉莫斯科學(xué)與游客中心、一塊展示空間、一間實驗室、辦公區(qū)域、宿舍、禮堂和自助餐廳。

唯一缺少的就是阿雷西博望遠(yuǎn)鏡本身。美國國家科學(xué)基金會在公布這項計劃并征求更多建議時，明確表示不會重建這架望遠(yuǎn)鏡，并且也不會為目前仍可以使用的科學(xué)設(shè)施（如12米射電望遠(yuǎn)鏡和激光雷達(dá)設(shè)備）提供運(yùn)營支持。

加州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)家丹·維爾海默（Dan Werthimer）整個科研生涯都在使用阿雷西博望遠(yuǎn)鏡搜尋可能來自地外文明的射電信號。對于美國國家科學(xué)基金會不重建望遠(yuǎn)鏡的決定，他當(dāng)然是嘆息不已：“阿雷西博是整個宇宙中我最喜愛的望遠(yuǎn)鏡。”

“對于波多黎各人民來說，這同樣是個悲傷的時刻，”維爾海默補(bǔ)充說，“阿雷西博望遠(yuǎn)鏡是他們的驕傲?！?/p>

美國國家科學(xué)基金會在宣布不重建阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的決定后，失落感在整個天文學(xué)界蔓延開來。

2020年11月，尚未徹底垮塌時的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡

2006年，幾位游客和阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的合影。于1963年落成的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡除了研究宇宙射電信號之外，也研究在地球大氣中翻滾的那些物質(zhì)。實際上，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的官方名稱就是美國國家天文學(xué)和電離層研究中心

“他們宣布計劃把整個設(shè)施都變成教育基地，并且剝離幾乎所有科研功能時，我相當(dāng)驚訝，”佛蒙特大學(xué)射電天文學(xué)家喬安娜·蘭金（Joanna Rankin）在一封電子郵件中寫道，“事態(tài)發(fā)生如此之大的意外轉(zhuǎn)變，讓很多使用過這架望遠(yuǎn)鏡并且知曉其諸多優(yōu)點(diǎn)的科研工作者錯愕、惋惜不已?！?/p>

主要報道科技新聞的在線雜志《注冊》（The Register）以頭條新聞的方式抱怨美國國家科學(xué)基金會計劃把阿雷西博望遠(yuǎn)鏡原址變成一所學(xué)校。

阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的官方名稱是美國國家天文學(xué)和電離層研究中心。顧名思義，它最初的建造目的除了充當(dāng)行星際雷達(dá)之外，還有研究在地球大氣中翻滾的各種物質(zhì)。多年以來，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡始終是人類好奇心和宇宙樂觀主義（認(rèn)為宇宙中的智慧生命絕不止我們?nèi)祟悾┑南笳?，在諸多影視作品中都有出鏡，比如朱迪·福斯特（Jodie Foster）主演的科幻電影《超時空接觸》（Contact）和007電影《黃金眼》（Goldeneye）。

在科研層面，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡助力射電天文學(xué)家觀測到了一對釋放引力波（愛因斯坦預(yù)言的時空漣漪）的脈沖星，從而為他們贏得了諾貝爾物理學(xué)獎。另外，它還加入了美國宇航局（NASA）的新行星防衛(wèi)計劃，追蹤那些對地球存在潛在威脅的小行星。

2022年9月，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡此前收集的數(shù)據(jù)還幫助美國宇航局的“飛鏢”任務(wù)證明，“飛鏢”航天器在擊中1 100多萬公里外的一枚小行星時，可以令另一枚小行星的軌道發(fā)生變化。10月，由赫爾辛基大學(xué)天文學(xué)家安妮·維爾基（Anne Virkki）領(lǐng)導(dǎo)的一個阿雷西博望遠(yuǎn)鏡科研小組公布了他們在2017—2019年間借助阿雷西博雷達(dá)系統(tǒng)分析191枚小行星得到的詳盡數(shù)據(jù)。按照他們的說法，這是真正的“寶庫”。

這些觀測結(jié)果揭示了部分對地球存在潛在威脅的小行星的重要信息，包括它們的大小、組成等特性。

然而，隨著時間的推移，逐漸下滑的預(yù)算經(jīng)費(fèi)和糟糕的維修養(yǎng)護(hù)工作讓阿雷西博望遠(yuǎn)鏡神奇不再。

2020年11月，支撐碟形天線上方900噸重射電接收器平臺的一根纜繩斷裂，導(dǎo)致接收器懸在半空中。美國國家科學(xué)基金會本已開始制定計劃取下這件儀器?？上В觳凰烊艘?。2020年12月1日上午，剩下的纜繩也全部斷裂，整個接收器平臺墜落，直接砸壞了下方的碟形天線以及周圍的一切。

全球各地的天文學(xué)家心都碎了。不過，科學(xué)最關(guān)鍵的特征就是它的恢復(fù)力。早在最后的致命一擊發(fā)生之前，許多科學(xué)家就聚在一起商討如何重建或是替代這架心愛的望遠(yuǎn)鏡。

他們的努力最后匯集成了一篇有70多名作者署名的論文，主旨是下一代阿雷西博望遠(yuǎn)鏡（NGAT）的建造計劃，并且作為下一個十年美國天文學(xué)發(fā)展路線的一部分提交給了美國科學(xué)院。

近地雙小行星1999 KW4的圖像，由阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的雷達(dá)系統(tǒng)和位于加利福尼亞的美國宇航局70米戈德斯通天線聯(lián)合拍攝

2020年12月的一場颶風(fēng)導(dǎo)致阿雷西博的一座支撐塔墜落，并且砸壞了下方的碟形天線，留下了一個不可修復(fù)的洞

從地面上看望遠(yuǎn)鏡被砸出的那個30米寬的大洞

2016年，中國建成了一架比阿雷西博更大的射電望遠(yuǎn)鏡，即FAST。不過，在如今的射電天文觀測領(lǐng)域，單個龐大的碟形鏡面已經(jīng)不是主流，大家都更喜歡由諸多小得多的碟形天線組成的觀測陣列。借助干涉技術(shù)，這樣的陣列能收集和大口徑單面射電望遠(yuǎn)鏡同樣多的射電信號，但在功能和形式上要多樣一些。按照NGAT團(tuán)隊的構(gòu)想，阿雷西博的繼任者應(yīng)該由1 112個口徑為9米左右的小碟形天線構(gòu)成?？梢园堰@些小天線安裝在一個巨大的可移動平臺上或是許多小一點(diǎn)的可移動平臺上，這樣他們就能傾斜或轉(zhuǎn)動，從而指向天空中的不同方向。這是原來的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡沒有的優(yōu)點(diǎn)，因為原阿雷西博望遠(yuǎn)鏡是固定在地面上的，能觀測的天區(qū)就相對有限。

如果NGAT項目能夠順利通過并實現(xiàn)，有很多值得它研究的目標(biāo)——實際上，天文學(xué)家早就想好了——其中包括：圍繞著銀河系中心超大質(zhì)量黑洞運(yùn)動的脈沖星；早期宇宙的分子；空間碎片和空間天氣；暗物質(zhì)和暗能量。

“NGAT的高超性能將會極大程度提升它的應(yīng)用范圍，從而讓它成為未來幾十年里研究最前沿科學(xué)的絕佳利器?！庇砂⒗孜鞑┩h(yuǎn)鏡高級科學(xué)家阿尼什·羅希（Anish Roshi）領(lǐng)導(dǎo)的作者團(tuán)隊在計劃中這樣寫道。

不過，射電天文學(xué)家也都承認(rèn)，要想讓NGAT充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，那么最好的選址一定不是波多黎各多雨、潮濕的山區(qū)，更可能是干燥的高海拔沙漠。只不過，這樣一來，科學(xué)界對波多黎各的道德愧疚感就更強(qiáng)了。

另外，NGAT項目的科學(xué)家開出了4.54億美元的預(yù)算，這對美國國家科學(xué)基金會也是一筆不小的負(fù)擔(dān)。畢竟，后者現(xiàn)在還要處理引力波探測器、一對地基光學(xué)大望遠(yuǎn)鏡等其他野心勃勃的項目（按照科學(xué)界的說法，這些都是讓美國科研工作者跟上世界腳步的必需）需要的數(shù)十億美元的撥款計劃。

美國國家科學(xué)基金會的一名官員在接受美聯(lián)社采訪時表示，政府已經(jīng)擁有其他設(shè)備能夠覆蓋原阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的部分職能了。

NGAT項目的帶頭人羅希博士在一封電子郵件中寫道，天文學(xué)家都很喜歡在阿雷西博望遠(yuǎn)鏡原址上興建STEM教育中心的想法，但他們同時也質(zhì)疑在沒有配套研究設(shè)施的前提下造這樣一個教育中心是否真的有意義。

羅希博士表示，如果學(xué)生有機(jī)會參與真正的科學(xué)研究，那他們一定會收獲更多，但在美國國家科學(xué)基金會現(xiàn)在的規(guī)劃中，這部分內(nèi)容完全缺失。

他還補(bǔ)充說，是否有希望在阿雷西博原址上重建望遠(yuǎn)鏡或是在環(huán)境條件更合適的其他地方重啟研究項目，取決于誰拿到這份負(fù)責(zé)教育中心的合同。

“在我看來，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡項目成員以及更廣大的科學(xué)界同仁應(yīng)該抓住這次機(jī)會，繼續(xù)倡導(dǎo)以某種形式重建這架望遠(yuǎn)鏡，而不是支持徹底棄用望遠(yuǎn)鏡并停止一切目前仍在原址上進(jìn)行的科研活動?！绷_希博士說道。

然而，屬于阿雷西博的時代終究還是要畫上句號。就在天文學(xué)家弗蘭克·德雷克（Frank Drake）——1974年，為了尋找地外文明并嘗試與其聯(lián)系，德雷克用阿雷西博望遠(yuǎn)鏡向全宇宙發(fā)送了一條具有歷史意義的信息——逝世僅僅一個月后，美國國家科學(xué)基金會就公布了不重建這架望遠(yuǎn)鏡的決定。

天文學(xué)家的宇宙樂觀主義需要金錢和纜繩的支撐。另外，無論是火星探測器，還是空間望遠(yuǎn)鏡，任何優(yōu)秀的科學(xué)構(gòu)想都無法在缺少維護(hù)的前提下存活。

資料來源 The New York Times