理論上，F(xiàn)AST的探測能力接近可視宇宙的邊緣。調(diào)試兩年來，F(xiàn)AST的卓越表現(xiàn)，引人無限遐想：未來，F(xiàn)AST有無可能沖出銀河系尋找新星?FAST有無可能產(chǎn)生一些諾獎級別的科學成果?這一切，取決于FAST能否把性能調(diào)到最好，以及是否擁有出色的數(shù)據(jù)處理能力。

9月下旬，科技日報記者從位于貴州平塘的中科院國家天文臺了解到，科學家團隊正在開展技術攻關，以期為FAST下一步的科學探測掃除障礙。

尋找銀河系外新星，是長遠目標

“我和世界上很多科學家都非常期待FAST開始觀測宇宙中不同的星體，它將有能力觀測到宇宙大爆炸時期的信號，探測能力幾乎能夠接近到整個宇宙起源。它將發(fā)現(xiàn)我們從未見過的事物。”這是平方公里陣列射電望遠鏡組織總干事菲利普·戴蒙德對于FAST所寄予的厚望。

500米的大口徑，成就了FAST這個觀天巨眼。理論上說，F(xiàn)AST能夠接收到137億光年以外的電磁信號，這個距離接近于可視宇宙的邊緣，更將人類的深空探測能力提升到了前所未有的高度。

調(diào)試兩年來，F(xiàn)AST的“牛刀小試”讓外界驚艷。它首次發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星，是至今人類發(fā)現(xiàn)的射電流量最弱的高能毫秒脈沖星之一，美國阿雷西博等國際大型射電望遠鏡曾多次搜索，卻始終難覓其蹤。

科學家預測，F(xiàn)AST在未來有希望找到4000顆脈沖星。而在脈沖星被發(fā)現(xiàn)后的幾十年間，人類也僅僅探測到了2700多顆而已。

深空狩獵，駐守科學家特別希望FAST能夠沖出銀河系尋找新星，特別是快速旋轉、密度極高的脈沖星。如果FAST能捕獲河外星系脈沖星，將在國際上具有開創(chuàng)性的意義。為此，F(xiàn)AST工程的技術團隊已經(jīng)開始著手準備，最早可能在明年進行探測。

中科院國家天文臺FAST工程調(diào)試組成員盧吉光表示，脈沖星的科學意義不僅在于研究它本身，它還能作為研究其它天體的探針。如果能夠找到河外脈沖星，就能用它們來研究星系際介質的屬性。在使用脈沖星測時陣探測遙遠天體發(fā)出的引力波時，也就相當于擁有了更長的干涉臂。

“FAST最大的優(yōu)勢在于它的高靈敏度，十分適合用于研究脈沖星的單脈沖，從這些單脈沖的細節(jié)中就可以推斷出脈沖星的輻射機理，從而進一步限制脈沖星的物態(tài)，并推動其他相關科學。”盧吉光說。

技術攻關為科學探測“掃除障礙”

未來，F(xiàn)AST將覆蓋當今射電天文的主流熱點方向和科學目標：巡視宇宙中的中性氫，以探索宇宙起源和演化;觀測脈沖星、探測星際分子，甚至還可以搜尋地球外生命……隨著FAST的正式投用，各國科學家將相繼共享使用，除了可能給中國天文學帶來一個“黃金時代”外，也有望誕生一些重要的原創(chuàng)科學成果。

中科院國家天文臺FAST工程總工程師姜鵬介紹，射電天文學是天文學的前沿分支，射電天文觀測產(chǎn)生了近一半的天文相關的諾貝爾物理學獎。特別是在最熱的脈沖星領域，已經(jīng)誕生了兩項諾貝爾獎。FAST預期將發(fā)現(xiàn)雙倍于人類已知數(shù)量的脈沖星，尤其是特殊品種的脈沖星，極有可能在廣義相對論和引力波探測方面取得重大突破。

當然，這一切，取決于FAST能否把性能調(diào)到最好，以及是否擁有出色的數(shù)據(jù)處理能力。

面對19波束投用后產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，F(xiàn)AST團隊在存儲和計算能力上感到很“吃力”，數(shù)據(jù)堆積的危險也步步緊逼。不過，F(xiàn)AST與中國電信聯(lián)手建設的數(shù)據(jù)中心即將投入使用，科學家團隊也正在開展技術攻關，力圖為FAST下一步的科學探索掃除障礙。

“目前，因每天接收的數(shù)據(jù)量增加了數(shù)十倍，需要解決傳輸、存儲和加速等問題。”貴州省政協(xié)原副主席、貴州師范大學副校長謝曉堯說?，F(xiàn)在19個波速接收的數(shù)據(jù)為38G/秒，每年要接收96P，經(jīng)過處理，大概要達到10P—15P。這么大的數(shù)據(jù)量，不及時計算就是數(shù)據(jù)垃圾。所以，技術攻關顯得非常迫切。

超級數(shù)據(jù)給貴州帶來挑戰(zhàn)和機遇

除了科學產(chǎn)出，未來30年，F(xiàn)AST的數(shù)據(jù)量將超過10EB，完全計算處理需要新技術的發(fā)展。一方面，超級數(shù)據(jù)將推動天文科研由假設驅動轉向數(shù)據(jù)驅動，過去是“應該設計什么樣的實驗來驗證這個假設”，現(xiàn)在則是“從這些數(shù)據(jù)中能分析出來什么，如果把其他數(shù)據(jù)融合，又能夠發(fā)現(xiàn)什么”。另一方面，貴州大數(shù)據(jù)也因此面臨不少挑戰(zhàn)。

“超級巡天數(shù)據(jù)給貴州在技術和人才上帶來前所未有的挑戰(zhàn)。”按照謝曉堯的說法，在FAST數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲和分析等方面，貴州需要在先行先試上取得突破。當然，這樣的數(shù)據(jù)“富礦”，也有助于貴州培養(yǎng)和吸引大數(shù)據(jù)處理和分析方面的科研型和應用型人才，超算領域由此取得重大突破也并非不可能。

目前，貴州省正在以此為契機，籌建國家超算貴安中心和貴州科學數(shù)據(jù)中心。下一步，貴州省將發(fā)布技術榜單，組織全國乃至全球科學家針對超級數(shù)據(jù)的儲存、傳輸、處理能力進行挑戰(zhàn)，以提升貴州省大數(shù)據(jù)的技術水平和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。

值得一提的是，在FAST的引領下，貴州已初步構建起了天文科研矩陣。中國科學院FAST重點實驗室、FAST早期科學數(shù)據(jù)中心、貴州省射電天文數(shù)據(jù)處理重點實驗室、貴州省信息與計算科學重點實驗室等科研機構，吸引了一大批高水準科研人員，這些都為FAST提供了有力的人才支撐。(記者 何星輝)

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