国内首个暗能量探测实验设备发现快速射电暴
“天籁”：倾听宇宙的声音
“天籁”立新功！国内首个暗能量探测实验设备——“天籁实验阵列”发现一例新的快速射电暴。该快速射电暴位于猎犬座方向，被探测到的时间为北京时间2022年4月15日凌晨1点26分40秒。这是天籁实验阵列首次探测到快速射电暴事件，也是国内首次使用合成波束技术探测到快速射电暴。
什么是暗能量和快速射电暴？人类为什么要寻觅它们的踪迹？
“据天文学家研究，在广袤宇宙中，人类已知的物质大概只占5%，而其余25%被称为暗物质、70%被称为暗能量。”天籁计划首席科学家、中科院国家天文台研究员陈学雷告诉记者，暗能量被假定为一种充溢空间的、增加宇宙膨胀速度的难以察觉的能量形式，探索其来源、成分，对于研究宇宙从哪里来、向何处去具有重要意义，这也是当前全球科学家共同关注的重大问题。
“天籁实验阵列”利用射电技术探测快速射电暴，就是解开暗能量谜团的一把钥匙。
快速射电暴是宇宙中的一种射电波剧烈爆发的现象，一般“神龙见首不见尾”，闪现几毫秒便再无踪迹，因此很难识别和定位。“我们并不清楚究竟是何种原因导致快速射电暴的出现，一些理论认为是恒星碰撞或者是外星人发送的信息，目前学界更倾向于它可能与致密天体，比如脉冲星有关。”陈学雷表示。
为了寻觅捕捉“昙花一现”的快速射电暴，陈学雷和团队成员们依托射电望远镜阵列，实现对红移1处的21cm辐射大天区面积巡天。“它相当于无线电波段的广角望远镜，随着地球的自转可以把天空扫一遍，基本上可以测到北半球天空上的射电信号。”陈学雷向记者介绍，天籁计划一共有两套天线，其中一套是柱形天线，这套天线南北方向长，东西方向则短一些——像一个抛物线的形状。另外一套天线是碟形天线，就是比较常见的锅的样子。
同为射电望远镜，“天籁实验阵列”和中国天眼FAST有何不同？“天籁看得宽，天眼看得远。”陈学雷说，FAST是世界上口径最大的单天线天文望远镜，灵敏度达到世界第二大射电望远镜的2.5倍以上，它可以“盯”着某一块天区看到很远处。相比而言，天籁视野宽广，“盯”的天区范围更大，这也是其寻找快速射电暴的优势所在。因此，两者可以相互补充，形成更完整的探测数据库。
宇宙膨胀、暗物质、暗能量……对于大多数人来说，这些天文学概念神秘而遥远，与现实生活似乎“搭不上边”。事实上，技术之间是共通的，“天籁实验阵列”所运用的波束合成技术也可以用来探测地面目标，和生活中的雷达功能较为类似。
“从更长远看，前沿研究可能成为生产力。”陈学雷举例，牛顿在17世纪就开始研究行星轨道、万有引力，对当时的社会来说，这无异于毫无用处的“天方夜谭”。但随着时代的发展，他的研究成果被不断应用于实际生活，成为重要的生产力，甚至影响了人类社会发展的进程。
对于在天文领域深耕了二十多年的陈学雷来说，科学研究不能只着眼于解决当下的问题，更应面向未来。“当前面临的‘卡脖子’问题启示我们，科学的基础规律不能指望从别人那里拿来用，而要靠自己的研究形成完整的科学体系。”浩瀚宇宙中的每一个秘密，都是中国天文人倾尽全力追寻的目标。
本报记者 沈东方
