来自宇宙中的神秘电波

牛晨辉 朱禹豪

别眨眼 有一束快速射电暴向你“飞”来

若能化身为“中国天眼”，我们就能“听”到来自宇宙的“声音”：137亿年前，宇宙大爆炸时留下的微弱辐射信号;银河系内，脉冲星发出的周期性脉冲;还有我们今天的主角——来自银河系外的快速射电暴。

快速射电暴是一种高能天体物理现象，它跟微波、红外线、紫外线等一样，都是一种电磁波，目前观测到的波长从几厘米到1 米，表现出波动性。

它的爆发时间只有1/1000 秒。我们经常用“一眨眼的功夫”比喻极短的时间，人类眨一下眼睛的时间大约是0.75 秒，由此可见快速射电暴是转瞬即逝的。但是，在这么短的时间内，它却能释放相当于太阳一整年辐射出的能量。

这么高的能量会不会对地球产生影响呢？如果在太阳系周围出现，那后果是不堪设想的。好在目前发现的快速射电暴大部分来自遥远的银河系外，虽然爆发出的能量巨大，但到达地球之后信号已经很微弱了。不仅不会对我们的生活造成影响，而且我们需要用“中国天眼”等设备才能感知其存在。

“中国天眼”：我要源源不断接收“快乐”

在早期，科学家一直认为快速射电暴是“一次性”的，直到2016年才发现重复爆发的快速射电暴。但即便如此，短暂的邂逅仍不足以让我们“看清”快速射电暴的“真容”。

而中国科学家在“中国天眼”的帮助下发现的快速射电暴，是世界首例持续活跃的重复快速射电暴（简称“重复暴”）。也就是说，截至目前，只有“中国天眼”源源不断地接收了来自宇宙的“快乐”！这为科学家进一步揭开快速射电暴的起源、机制奠定了基础。

快速射電暴的“家乡”怎么找？

除了快速射电暴之外，宇宙中还弥漫着各种电磁波信号，我们是如何对它定位的呢？这就要提到色散现象。

生活中最常见的色散现象，是雨后太阳光照射到空中的雨滴，被折射、反射，形成彩虹。如果我们把电磁波的不同频率成分类比成不同颜色的光，那么，它们在传播路径中也会形成像彩虹一样色彩斑斓的景象。

电磁波的色散现象与其传播路径中遇到的电子总数有关。电子好比雨滴，电磁波穿过的电子数越多，被色散得越厉害，不同频率成分到达地球的时间间隔越久。通过计算不同频率成分的时间延迟，我们就能得到电磁波在传播时所经过的电子总数。通过比对测量到的电子总数与该方向银河系内的电子数量，会发现大部分快速射电暴穿过的电子数量非常大，要远远高出该方向银河系内的电子数，也就是说，大部分快速射电暴的“家乡”都在银河系外。

“中国天眼”的贡献使中国在快速射电暴研究领域站在了世界的第一梯队，中国在天文设备的投入已经初显成效，相信中国下一代年轻人一定可以在天文领域取得更多突破。我们是宇宙中的一粒沙，宇宙中存在着许多我们目前无法理解的极端天体物理现象。虽然现在我们尚未完全理解快速射电暴这种来自宇宙中的神秘电波，但随着天文技术的发展以及观测样本的增加，我们有朝一日一定可以揭开它的神秘面纱，就像屈原在《离骚》中的感慨：“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。”