天眼發現883顆脈衝星,年內可達千顆!中國宇宙地圖將繪製完成?
自從中國天眼建成之後,我們總是在新聞裡看到他們發佈的消息,又發現了多少顆脈衝星,就像今年的兩會上,他們說已經發現了883顆脈衝星,年內有望發現1000顆。
那麼脈衝星究竟是何方神聖?爲什麼中國天眼總是盯着脈衝星不放,甚至要拿到兩會上做彙報?
擡起頭,看看天上的太陽,它就是脈衝星的前世。沒錯,太陽會變成脈衝星,不過需要很多年,具體是多少年呢?可能到人類文 明毀滅那天都看不到。
已知我們的太陽是由大量的氫、氦、碳等元素核聚變形成的大火球,隨時都在向外放出光和熱,但是總有一天這些能量會耗盡,於是那些參與核聚變的物質就變成了鐵。在我們的日常生活中,我們就感受到了鐵很重,聚變產生的鐵也一樣,重了就意味着引力也大了,於是大鐵球就會向裡面坍縮墜落,這個過程會產生熱能,於是大鐵球向外爆發,也就是所謂的的“超新星爆炸”。
在這之後,就只留下了質量最大的一團中子,也就是“中子星”。科學家通過儀器發現,中子星具有極強的磁場,並且不斷地向宇宙發出規律的電磁脈衝,所以這種中子星就被稱爲“脈衝星”。
有人要問,雖然明白了脈衝星的由來,可是這東西離我們很遙遠啊,跟我們有什麼關係?國家花這麼多錢打造了“天眼”,就是爲了尋找脈衝星做科研?
脈衝星雖然離我們很遙遠,但它卻和我們息息相關,舉個最貼近生活的例子。我們每天都要看時間,無論是手機還是手錶,無論是電子手錶還是機械手錶,都需要有個標準來規定多久纔是一秒鐘。
曾經使用的石英錶,就是利用了石英晶體通電之後產生規律的震動,以此來確定時間標準,這種震盪頻率是每秒32768次,也就是說每震盪32768次,就是標準的一秒鐘,然而即便是這樣,石英鐘依然存在誤差,每天的誤差爲千分之一秒,甚至不同季節還會影響精度。
對於普通人來說,並沒有什麼影響,但是對於科學家而言,並不能滿足。因爲只要存在誤差,時間一久,誤差偏移只會越來越大,這對於一些科研項目和國防項目來說,影響巨大。
所以後來又出現了“銫原子鐘”,這種鍾是利用銫原子內部的電子在兩個能級間跳躍時輻射出來的電磁波作爲標準,這種方式精度更高。一般來說,銫原子鐘連續走時100萬年,產生1秒誤差,所以銫原子鐘成了我們現在主要的授時標準。
而現如今,科學家們把目光轉向了脈衝星,因爲他們發現脈衝星的週期脈衝頻率和原子鐘相當,但是科學家並沒有想把脈衝星取代原子鐘,因爲收到的脈衝信號還有些瑕疵,使得時間也有誤差,不過這種誤差極小,他們認爲脈衝星可以和原子鐘相互配合,相互校準。所以未來對時間標準的研究,可能會轉向脈衝星。
然後,脈衝星作爲宇宙中位置相對恆定、能夠穩定發射電磁脈衝的星體,就像地球軌道上的衛星一樣,可以用來幫助定位。拿我們的衛星來說,因爲我們所處的空間是三維空間,所以三顆衛星就能實現定位,衛星越多,定位越準,而我們目前發現的脈衝星就已經有這麼多,理論上,就可以實現衛星的定位導航功能。
然而,這種定位除了在地面上使用,還可以用於宇宙空間定位,假如外星人要來地球,要怎樣告訴他我們的位置,當然是告訴他們太陽相對於幾顆脈衝星的位置。這個說法雖然聽着很離譜,但人類確實這麼幹過,上世紀美國向宇宙深處發射的“旅行者號”上面,就攜帶了一張黃金唱片,上面就刻了太陽相對於14顆脈衝星的位置。
雖然這種用途在目前還沒有發揮作用,但是人類未來是要走向星辰大海的,到時候肯定是要繪製一幅“星空地圖”,有了這些天然的衛星作參考,那我們的星空地圖纔夠準確。
不過這些目前還只是處於概念階段,離實際投入使用,還有很長的路要走。但是不難看出,我們可以從脈衝星上得到時間、位置,然後得到一幅星空圖,這些都是在爲人類未來走向星辰大海做準備。
然而宇宙的複雜豈是一張地圖就能描述的,在我們的宇宙中,還有很多未知的事物存在,科學家們就會利用脈衝星,逐一把宇宙的真面目揭開。
在脈衝星被正式投入使用之前,它對人類最大的作用就是可以用來探測宇宙的位置情況。
首先是用來探測星際介質,主要就是針對宇宙中的電離物質,脈衝星向地球發出電磁信號,如果在這個方向上遇到了電離物質,傳播的距離越長,我們接收到信號的的延遲就越長。
科學家通過延遲程度,就可以反推出沿途的電離物質的密度,如果我們發現的脈衝星數量越多,那麼對銀河系電離物質分佈情況就瞭解的越多,也就能反映出銀河系的磁場結構。
可能看不出銀河系磁場對我們有什麼作用,但是我們可以反觀地球磁場,在沒有導航技術的年代,我們的導航工具就是依靠地磁場轉動的指北針。同樣的,當我們瞭解到了銀河系的磁場情況,也可以讓我們找到東南西北。
除此之外,脈衝星也是科學家用來研究“引力波”的重要工具,雖然引力波和我們的日常生活很難扯上關係,但是對科學家們意義重大,因爲有了引力波,他們纔可以驗證和完善愛因斯坦提出的理論,還有就是用來研究巨型星體內部的信息,以及尋找黑洞。
科學家們就像曾經的探險家一樣爲人類繪製着地圖,人類的地圖上,不僅有方向和座標,還有山川、河流、森林、洋流、暗礁、海溝……我們不是爲了畫這些地圖而畫,而是爲了開疆拓土而畫,未來我們要走向星辰大海,所以必須要在出發前,把宇宙中的情況摸清楚。
脈衝星像探測器,讓我們越來越看清宇宙,脈衝星更像燈塔,讓我們找到了自己身處何方。
雖然這很科幻,然而現實就是這樣,我們曾經以爲是科幻的,逐一變成了現實。自古以來,人類的科技都是逐步累積的,我們現在的很多日常,在古人看來也是遙不可及的。雖然脈衝星現在還對我們普通人的生活沒有什麼影響,但是總要把目光看遠一點,我們用不上,但是我們的後代會用上!