金秋時節，坐落在貴州喀斯特窪地山谷深處，五百米口徑球面望遠鏡（FAST）宣示落成。FAST完全具有我國自主智慧財產權，獨特而創新。這一世界上最大的單口徑射電望遠鏡引來全球關注，其500米口徑超過美國波多黎各的阿雷西博300米口徑望遠鏡。FAST提升了望遠鏡深空觀測的潛力，其高靈敏度可以獲得以前不曾探測到的更加微弱的射電信號，使得人類探索宇宙的腳步跨上新的臺階。
FAST的建成意味著我國深空探測的能力正在進入世界強國俱樂部。它也將成為許多重大科學問題的精湛研究設備。展望未來，若干年後，FAST可能在宇宙觀測的哪些方面獲得新的發現或成果呢？
首先，FAST將具有前所未有的靈敏度和解析度，以及巡天速度。這一特點可用於研究宇宙最普遍的元素——中性氫。它們遍佈銀河系以及銀河外星系。利用FAST，我們可以觀測中性氫線和釐米波段譜線，從而探討宇宙早期的第一代恒星和星系的誕生，揭示宇宙的大尺度結構和物質及暗物質的構成。
其次，FAST具有極大的效能，可探測四千多顆新的脈衝星，以及實施對脈衝星的精確測量，使得已知脈衝星的數目增加三倍——目前天文學家已觀測到2600顆射電脈衝星。由於脈衝星是轉動的中子星，其高度緻密相當於一個太陽壓縮到北京市區的範圍，其引力場強度僅次於黑洞。脈衝星與恒星級黑洞同處於一個雙星系統，由此，我們可以精確地研究黑洞特性，並通過雙星系統軌道的衰減來驗證愛因斯坦關於引力波的預言。所以，對脈衝星的精准測量，對於理解基本物理定律，精確檢驗愛因斯坦相對論是至關重要的。
再者，利用FAST，預計可以探測到400顆新的毫秒脈衝星——其轉動的穩定性堪稱宇宙中最穩定的時鐘，它們可以作為時間基準並用於星空導航。還有，FAST加入國際聯合進行的脈衝星引力波探測計畫之後，可進行銀河系的毫秒脈衝星陣列的監測研究，觀測和分析它們在宇宙原初引力波作用下產生的微小擾動——這是國際科學界期待已久的低頻引力波直接探測方式之一——它不同於美國鐳射干涉引力波天文臺，間接探測到的引力波。FAST投入使用十年後，我們可期待這一引力波探測的結論。
另外，地外生命是否存在？是否有外星人？這是人類永恆的疑問。那麼，FAST的暗弱信號探測能力預示著，在更加遙遠的宇宙邊緣，或者銀河系的深處，我們或許增加了獲取他們存在的可能性。在世界各地，擁有一大批業餘無線電愛好者和天文學愛好者，他們終身致力於地外文明信號的收集與探索。美國有關人士就在加州設立了一些射電望遠鏡陣列，用於一些奇異信號的監聽和分析。FAST的探測能力將在宇宙奇異信號搜索方面，做出特別的貢獻。
科學的進步總是伴隨著其探測手段的改進和探測能力的提升，科學的發現也大多以令人意外的形式出現。在宇宙深處，那些人類視野的處☆禁☆女地，可能蘊含著許多未知的天體，甚至有“地球兄弟”的生物向我們召喚。今天，我們可以自豪地運轉著“中國製造”的科技裝置仰望星空，傾聽那些遙遠而神秘的宇宙歌唱。
(本文發表於2016年10月19日今晚報副刊，作者：張承民，系中國科學院國家天文臺研究員。)
