“中国天眼”FAST能和外星人联系上吗怎么写？( 三 )

为了回答FAST能看点啥？我们先来看看历史上，射电望远镜都看了点啥。这是公认射电望远镜做出的比较重要的成果。先看最后一列，是否预期之中？几乎全是没有预期到。好在还有一两个预期到的。要不然大家就可以不用听下去了。来看看口径和FAST最接近的Arecibo望远镜做出了哪些发现。有一些是通过雷达的办法实现的，相当于发出了一束光，把要看的目标照亮了然后再看。其他发现包括超脉泽（也就是微波激光）、中性氢成图、脉冲双星、毫秒脉冲星。总结起来，脉冲星、中性氢、分子谱线。
这也正是FAST三个重要的科学目标。虽然根据历史经验，重要的发现通常是未知的未知，但是我们能做的还是从已知的未知开始。我们知道FAST能观测的科学目标有银河系内的中性氢、银河系外其他星系中的中性氢、脉冲星、分子谱线、快速射电暴、外星文明、以及未知的未知。顺便插一句，前面提到射电望远镜就是天线，所以广播电视天线能收到的，射电望远镜也有可能能收到。下面来具体看一下这些科学目标。
氢是原子量最小的元素，也是宇宙中最丰富的元素，所以，氢可以用来观测星系的结构，当然包括银河系的结构。氢有各种存在形式，我们关心的是基态的中性原子氢，称为中性氢。中性氢会发出波长为21厘米的谱线，频率1420 MHz，在FAST频段之内，所以是FAST的一个重要观测目标。宇宙中中性氢虽然多，但很多情况下是稀薄的，意思是，如果我们把每个氢原子想象为发光小球，这些小球是互不遮挡的，那么根据接收到的光的强度，就可以推测有多少个发光小球，也就可以测量中性氢的质量了。
现在已经有对银河系及附近中性氢分布的成图。从图中可以看到银河系、大小麦哲伦云（两个银河系附近的矮星系）。FAST可以对部分天区进行更细致的观测，帮助我们看得更清楚，看到更多结构。河外星系中的中性氢可以示踪一些可见光看不见的结构，比如图中的潮汐作用造成的尾巴。中性氢还可以看到可见光看不到的星系间的相互作用。
银河系和河外星系里还有一些别的谱线，比如河外星系中的脉泽，也就是微波波段的激光。激光的特点是什么？在这里，最有用的特点就是亮和单色性好。亮，使得我们可以测量距离很远的源。单色性好，使得我们可以精确测量星系的红移。
脉冲星是一种发出周期性脉冲的天体。这种周期性是由于转动造成的，类似于灯塔，就是这个样子，是不是很像？大部分脉冲星发出射电脉冲，可以用FAST观测。脉冲星是一部分中子星。这是脉冲星磁场和辐射束的示意图。很多中子星不发出脉冲，或者辐射束不扫过地球，不产生脉冲。脉冲星个头不大，半径10千米，大概是一座城市的大小，不过脉冲星质量不小，质量和太阳相当。中子星是大质量恒星塌缩形成的，就是把恒星物质压缩到一个小体积中。微观上看，就是把原子核和原子核挤到一起，把原子里的空间都填满。我们来看一下恒星，比如太阳。这里提个问题，太阳多少天转一圈？有没有可能让太阳一秒转一圈？事实上，太阳每25天转一圈，其他恒星也不可能一秒转一圈，因为离心力不能超过引力，否则恒星就散架了。但是，把恒星物质压缩到中子星中，中子星就可以转得很快了。因为角动量守恒，半径变小了，角速度就变大了。有兴趣可以找把转椅，拿两个哑铃试试。