阿雷西博的安魂曲

编译 李威

2020年12月，位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜垮塌。这个庞然大物身上被砸出了一个洞，相应地，整个天文学界都出现了这样一个破洞。

在长达半个世纪的时间内，阿雷西博望远镜始终是全球最大的单体望远镜，直到500米口径球面射电望远镜（FAST）的出现。阿雷西博望远镜直径达到305米，倾听着来自全宇宙的射电信号——其中既有恒星的，也有脉冲星、行星、小行星等天体的——以寻找地外智慧生命、对地球存在潜在威胁的天体以及可能解释引力及时空之谜的线索。

阿雷西博的覆灭也让波多黎各雪上加霜，沉重打击了这个国家的自豪感和经济。在此之前，波多黎各就反复受到飓风、地震以及大面积停电的困扰。自阿雷西博望远镜于1963年建立、开放以来，波多黎各一代又一代学生成群结队穿过群山，来到这个科幻小说中才有的场景：巨大的凹面天线阵列如一只巨碗，嵌在山谷之中，巨碗上方悬挂着900吨重的射电接收器。在那里，无数青年学生同科学家直接接触，亲眼见证他们如何工作，由此萌发了对科学（尤其是天文学）的好奇与向往。其中有很多学生，后来自己也成了天文学家。

2003年7月，维修工人站在阿雷西博望远镜上方的天线阵列上。当时，这架望远镜还是全球最大的射电望远镜

这样的学生科普教育活动还会以某种形式继续下去。2022年10月，阿雷西博望远镜的所有者美国国家科学基金会（NSF）表示会拨出500万美元在望远镜原址建立一个世界级科学教育中心，名叫“阿雷西博科学、技术、工程和数学（STEM）教育研究中心”，下设安吉尔·拉莫斯科学与游客中心、一块展示空间、一间实验室、办公区域、宿舍、礼堂和自助餐厅。

唯一缺少的就是阿雷西博望远镜本身。美国国家科学基金会在公布这项计划并征求更多建议时，明确表示不会重建这架望远镜，并且也不会为目前仍可以使用的科学设施（如12米射电望远镜和激光雷达设备）提供运营支持。

加州大学伯克利分校天文学家丹·维尔海默（Dan Werthimer）整个科研生涯都在使用阿雷西博望远镜搜寻可能来自地外文明的射电信号。对于美国国家科学基金会不重建望远镜的决定，他当然是叹息不已：“阿雷西博是整个宇宙中我最喜爱的望远镜。”

“对于波多黎各人民来说，这同样是个悲伤的时刻，”维尔海默补充说，“阿雷西博望远镜是他们的骄傲。”

美国国家科学基金会在宣布不重建阿雷西博望远镜的决定后，失落感在整个天文学界蔓延开来。

2020年11月，尚未彻底垮塌时的阿雷西博望远镜

2006年，几位游客和阿雷西博望远镜的合影。于1963年落成的阿雷西博望远镜除了研究宇宙射电信号之外，也研究在地球大气中翻滚的那些物质。实际上，阿雷西博望远镜的官方名称就是美国国家天文学和电离层研究中心

“他们宣布计划把整个设施都变成教育基地，并且剥离几乎所有科研功能时，我相当惊讶，”佛蒙特大学射电天文学家乔安娜·兰金（Joanna Rankin）在一封电子邮件中写道，“事态发生如此之大的意外转变，让很多使用过这架望远镜并且知晓其诸多优点的科研工作者错愕、惋惜不已。”

主要报道科技新闻的在线杂志《注册》（The Register）以头条新闻的方式抱怨美国国家科学基金会计划把阿雷西博望远镜原址变成一所学校。

阿雷西博望远镜的官方名称是美国国家天文学和电离层研究中心。顾名思义，它最初的建造目的除了充当行星际雷达之外，还有研究在地球大气中翻滚的各种物质。多年以来，阿雷西博望远镜始终是人类好奇心和宇宙乐观主义（认为宇宙中的智慧生命绝不止我们人类）的象征，在诸多影视作品中都有出镜，比如朱迪·福斯特（Jodie Foster）主演的科幻电影《超时空接触》（Contact）和007电影《黄金眼》（Goldeneye）。

在科研层面，阿雷西博望远镜助力射电天文学家观测到了一对释放引力波（爱因斯坦预言的时空涟漪）的脉冲星，从而为他们赢得了诺贝尔物理学奖。另外，它还加入了美国宇航局（NASA）的新行星防卫计划，追踪那些对地球存在潜在威胁的小行星。

2022年9月，阿雷西博望远镜此前收集的数据还帮助美国宇航局的“飞镖”任务证明，“飞镖”航天器在击中1 100多万公里外的一枚小行星时，可以令另一枚小行星的轨道发生变化。10月，由赫尔辛基大学天文学家安妮·维尔基（Anne Virkki）领导的一个阿雷西博望远镜科研小组公布了他们在2017—2019年间借助阿雷西博雷达系统分析191枚小行星得到的详尽数据。按照他们的说法，这是真正的“宝库”。

这些观测结果揭示了部分对地球存在潜在威胁的小行星的重要信息，包括它们的大小、组成等特性。

然而，随着时间的推移，逐渐下滑的预算经费和糟糕的维修养护工作让阿雷西博望远镜神奇不再。

2020年11月，支撑碟形天线上方900吨重射电接收器平台的一根缆绳断裂，导致接收器悬在半空中。美国国家科学基金会本已开始制定计划取下这件仪器。可惜，天不遂人意。2020年12月1日上午，剩下的缆绳也全部断裂，整个接收器平台坠落，直接砸坏了下方的碟形天线以及周围的一切。

全球各地的天文学家心都碎了。不过，科学最关键的特征就是它的恢复力。早在最后的致命一击发生之前，许多科学家就聚在一起商讨如何重建或是替代这架心爱的望远镜。

他们的努力最后汇集成了一篇有70多名作者署名的论文，主旨是下一代阿雷西博望远镜（NGAT）的建造计划，并且作为下一个十年美国天文学发展路线的一部分提交给了美国科学院。

近地双小行星1999 KW4的图像，由阿雷西博望远镜的雷达系统和位于加利福尼亚的美国宇航局70米戈德斯通天线联合拍摄

2020年12月的一场飓风导致阿雷西博的一座支撑塔坠落，并且砸坏了下方的碟形天线，留下了一个不可修复的洞

从地面上看望远镜被砸出的那个30米宽的大洞

2016年，中国建成了一架比阿雷西博更大的射电望远镜，即FAST。不过，在如今的射电天文观测领域，单个庞大的碟形镜面已经不是主流，大家都更喜欢由诸多小得多的碟形天线组成的观测阵列。借助干涉技术，这样的阵列能收集和大口径单面射电望远镜同样多的射电信号，但在功能和形式上要多样一些。按照NGAT团队的构想，阿雷西博的继任者应该由1 112个口径为9米左右的小碟形天线构成。可以把这些小天线安装在一个巨大的可移动平台上或是许多小一点的可移动平台上，这样他们就能倾斜或转动，从而指向天空中的不同方向。这是原来的阿雷西博望远镜没有的优点，因为原阿雷西博望远镜是固定在地面上的，能观测的天区就相对有限。

如果NGAT项目能够顺利通过并实现，有很多值得它研究的目标——实际上，天文学家早就想好了——其中包括：围绕着银河系中心超大质量黑洞运动的脉冲星；早期宇宙的分子；空间碎片和空间天气；暗物质和暗能量。

“NGAT的高超性能将会极大程度提升它的应用范围，从而让它成为未来几十年里研究最前沿科学的绝佳利器。”由阿雷西博望远镜高级科学家阿尼什·罗希（Anish Roshi）领导的作者团队在计划中这样写道。

不过，射电天文学家也都承认，要想让NGAT充分发挥自身优势，那么最好的选址一定不是波多黎各多雨、潮湿的山区，更可能是干燥的高海拔沙漠。只不过，这样一来，科学界对波多黎各的道德愧疚感就更强了。

另外，NGAT项目的科学家开出了4.54亿美元的预算，这对美国国家科学基金会也是一笔不小的负担。毕竟，后者现在还要处理引力波探测器、一对地基光学大望远镜等其他野心勃勃的项目（按照科学界的说法，这些都是让美国科研工作者跟上世界脚步的必需）需要的数十亿美元的拨款计划。

美国国家科学基金会的一名官员在接受美联社采访时表示，政府已经拥有其他设备能够覆盖原阿雷西博望远镜的部分职能了。

NGAT项目的带头人罗希博士在一封电子邮件中写道，天文学家都很喜欢在阿雷西博望远镜原址上兴建STEM教育中心的想法，但他们同时也质疑在没有配套研究设施的前提下造这样一个教育中心是否真的有意义。

罗希博士表示，如果学生有机会参与真正的科学研究，那他们一定会收获更多，但在美国国家科学基金会现在的规划中，这部分内容完全缺失。

他还补充说，是否有希望在阿雷西博原址上重建望远镜或是在环境条件更合适的其他地方重启研究项目，取决于谁拿到这份负责教育中心的合同。

“在我看来，阿雷西博望远镜项目成员以及更广大的科学界同仁应该抓住这次机会，继续倡导以某种形式重建这架望远镜，而不是支持彻底弃用望远镜并停止一切目前仍在原址上进行的科研活动。”罗希博士说道。

然而，属于阿雷西博的时代终究还是要画上句号。就在天文学家弗兰克·德雷克（Frank Drake）——1974年，为了寻找地外文明并尝试与其联系，德雷克用阿雷西博望远镜向全宇宙发送了一条具有历史意义的信息——逝世仅仅一个月后，美国国家科学基金会就公布了不重建这架望远镜的决定。

天文学家的宇宙乐观主义需要金钱和缆绳的支撑。另外，无论是火星探测器，还是空间望远镜，任何优秀的科学构想都无法在缺少维护的前提下存活。

资料来源 The New York Times