別讓這觀天巨眼成為下一個「浙江溫州江南皮革廠」

知識 06-13

圖片：Randal Schwartz / CC BY-SA

「波多黎各，波多黎各，世界最大射電望遠鏡，倒閉了」——讓我們阻止這成為事實劉博洋，天體物理學博士生

就在貴州的 500 米口徑射電望遠鏡 FAST 即將睜開巨眼前幾個月，另一隻觀天巨眼似乎要被迫合上了。

已經雄踞世界最大單口徑射電望遠鏡寶座 50 多年的美國Arecibo 望遠鏡正經歷它最艱困的時刻：美國國家自然科學基金（NSF）提議對它進行一次環評，目的是評估一旦其運行狀態有變，對環境可能造成的影響——「運行狀態有變」正是「關門大吉」的意思。

也就是說，NSF 已經決心啟動關閉 Arecibo 望遠鏡的程序了。

歷史

Arecibo 望遠鏡是在 FAST 望遠鏡建成之前，世界上唯一採用利用卡斯特盆地地貌修建的超大型射電望遠鏡，口徑達 305 米，位於美國海外屬地波多黎各島，在建成後即始終保持世界上最大的單口徑射電望遠鏡的桂冠。它始建於上世紀 60 年代初期，初始科學目標為研究大氣電離層性質，從而幫助理解彈道導彈彈頭再入大氣層時的信號特徵，因此在其初始設計中，望遠鏡饋源被設計成固定的；其設計者，康奈爾大學的威廉·高登在聽取科學界建議後認為應將射電天文學目標納入其設計考量，推動該望遠鏡採用了可動的饋源支架，從而能夠對不同方向的天體進行觀測。

該望遠鏡的主反射面為固定的球形鏡面，不能理想的將電磁波匯聚為一點，故一開始其採用的是線形饋源。在 1997 年，該望遠鏡升級採用了格里高利式饋源倉，通過次級、三級鏡的校正，實現了對所收集電磁波的點聚焦，使望遠鏡具備了更寬的帶寬和更強的適用性。除此之外，在長達 50 余年的運行過程中，Arecibo 還對反射面板、接收機等多個組件進行過升級更新。

別讓這觀天巨眼成為下一個「浙江溫州江南皮革廠」

1997 年加裝的格里高利式饋源倉

Arecibo 望遠鏡長期作為世界上靈敏度最好的射電望遠鏡，取得了豐碩的科學成果：

Hulse & Taylor 1974 年使用 Arecibo 望遠鏡發現了第一例雙脈衝星，利用它第一次間接驗證了引力波的存在，並因此獲得 1993 年諾貝爾物理學獎。

Backer 1982 年以之發現毫秒脈衝星、Wolszczan 1993 年以之發現圍繞脈衝星運行的系外行星系統；

80 年代，Giovanelli & Haynes 等人使用 Arecibo 對雙魚 - 英仙超星系團進行了氫原子 21 厘米譜線巡天，並利用其紅移信息測繪了絲網狀的宇宙大尺度結構，後其領導的 ALFALFA 團隊更進一步對 7000 平方度的大天區進行了 21 厘米巡天，發現大量 HI 星系，為研究近鄰宇宙的物質分布提供了獨一無二的重要數據集；

1982 年，Arecibo 台屬科學家Baan 發現 OH 巨脈澤，這為研究星系併合這一重要現象提供了工具。

困境

但它遭受經費困境之苦，已經不是一天兩天、一年兩年。

2006 年，NSF 的一份報告就已經提出，為了保障新建成設備的運營費用，考慮削減 Arecibo 的經費。在此之前，Arecibo 每年獲得的經費總額為 1200 萬美金，其中 1000 萬元來自 NSF 的天文學部，200 萬美金來自大氣科學部。雖經 Arecibo 管理方康奈爾大學所屬的國家天文和電離層中心（NAIC）呈書抗辯，2007 年，Arecibo 的經費總額還是削減至 1050 萬美元，2008-2010 年進一步削減至 800 萬美元。

2011 年，NSF 更是褫奪了康奈爾大學對 Arecibo 望遠鏡的管理權——1960 年代，正是康奈爾大學威廉·高登教授大力推動下，Arecibo 望遠鏡得以在幾年間順利建成。然而 Arecibo 之父高登 2010 年以 92 歲高齡去世後僅一年，Arecibo 與康奈爾大學的關係便被斬斷，取而代之的是以斯坦福研究院（SRI）為首、包含了大學空間研究聯合會（USRA）、波多黎各城市大學（UMET）的新團隊。

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年輕時的威廉·高登和正在建設的 Arecibo

他們獲得的年均預算約為 840 萬美元。其中 NSF 通過天文學部下發的經費從每年 620 萬美元逐年遞減至 400 萬美元，而通過大氣與地空科學部（AGS）下發的經費逐年從 230 萬美元上升至 400 萬美元，顯示近幾年來，NSF 已經在逐步調降 Arecibo 用於天文觀測的比例。

終局？

2015 年 10 月，NSF 天文學部、大氣學部兩部主任聯合發出公開信，徵求在 NSF 不斷減少對 Arecibo 經費供給情況下，對該望遠鏡未來運行模式的意見。他們指出，NSF 對該望遠鏡的未來預期並不局限於傳統的單一組織負責運行模式，而是對多方合作，甚至公私並舉的模式也保持開放態度；NSF 也不排斥出讓 Arecibo 的命名權和所有權——似乎他們也想採用俄羅斯土豪出錢買 GBT、Parkes 望遠鏡時間這種方式，為 Arecibo 維持生命。

幫 GBT、Parkes 續命的俄羅斯土豪尤里

但等來的，卻是今年 Arecibo 經費進一步遭到削減的噩耗。今年，NSF 天文學部表示 Arecibo「砍經費越快越好」；而通過 NSF 大氣學部下發的經費也從 410 萬美元驟減至 100 萬美元。

再然後，就是 5 月 23 日傳出的NSF「環評」動議了。

這裡面不能說沒有 FAST 的「功勞」——也許美國人眼見「最大望遠鏡」桂冠不保，想著乾脆直接不跟你玩了，把經費投到更新的設備上，繼續讓中國難以望其項背。不過一些美國天文學家表示，即使 FAST 建成，Arecibo 也有其優勢：FAST 不具有主動發射信號的雷達功能，而 Arecibo 具有的該能力能夠對小行星表面進行高解析度成像；另外 Arecibo 也正在與 GBT 望遠鏡合作開展脈衝星計時陣列探測引力波的項目，仍然在科學前沿發揮重要作用，並非因為老就無用了。

當然有人不甘：有人在美國人常用的聯署網站「WeThePeople」上發動聯署，要求政府繼續為 Arecibo 提供經費支持。雖然我們知道即使過了聯署門檻，往往也只是等來白宮幾句搪塞，不過——為什麼不試試？

注意：之前美國有司給 Arecibo 砍經費的理由之一是「美國國內用戶太少」，所以在聯署時所填寫的郵箱地址請勿使用中國郵箱服務的域名後綴。

替 Arecibo 謝謝您！

我的微博：天文八卦學家劉博洋，同名微信公眾號「天文八卦學」。

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