阿雷西博天文台世界上最大的单面口径射电望远镜何去何从？

波多黎各的阿雷西博天文台（The Arecibo Observatory）不但常常出现在电影中，更是探索外星生命的象征，但它的日子似乎不多了。恶劣的气候迫使美国国家科学基金会（National Science Foundation）必须舍弃天文台的部分设施。这是个非常艰难的决定。 (NSF/Wikimedia)

这座重达九百吨的工作平台，藉由三座高塔悬吊在半空中。 (Nadia Drake)

Google Earth的阿雷西博天文台。

阿雷西博的碟盘悬吊在天然凹谷中，碟盘下方则杂草丛生。 (Nadia Drake)

一匿名科学家曾实验能否把摩托车骑上望远镜天台走道。答案是肯定的，因为007就曾在上头打斗奔跑过。 (Nadia Drake)

（神秘的地球uux.cn报道）据美国国家地理（撰文：Nadia Drake 编译：林品竹）：这个世界上最大的单面口径射电望远镜，镶嵌在波多黎各丛林中的巨大凹穴内，一天中将近二十四小时扫瞄来自其他星系的讯息、难以捉摸的重力波和来自外星文明的杂音。在过去逾半世纪的时间里，不论是来自宇宙深处或是从地球邻居的讯号，都是阿雷西博天文台（the Arecibo Observatory）在负责接收。但这座直径达305公尺的超巨大望远镜，来日无多。

负责支出大部分阿雷西博每年1200万美元维护费的美国国家科学基金会（NSF , National Science Foundation），在5月23日发布了声明稿，有关这座天文台未来可能会造成的环境冲击。

这听起来人畜无害，毕竟研究科学设备的周边环境也是个不赖的点子。然而这次并不是什么好事。如果美国国家科学基金会（National Science Foundation）打算停止挹注天文台任何资源并下令将其关闭，这次环境评估就是关键的一步。

该天文台前台长罗博·柯尔（Robert Kerr）说：「看来国科会打算依照1969年公布的《国家环境政策法》来让这项设施除役。这吓坏了天文台相关同仁。」

虽然还没正式决定关闭天文台，但近年来发生了许多类似的不祥兆头，而这些行动大多催促国科会将资源转移到其他项目。如今，天文台未来的命运已经从持续目前研究，转变成解体拆除并将原址还给大自然。国科会下的太空科学部门部长吉姆屋维斯塔（Jim Ulvestad），希望在2017年底前能取得舆论认同后，让拆除成为定案。

而最极端的作法，像是炸毁巨大碟盘炸毁，影响地下水、空气品质和生态环境；而在未来可能的影响层面，对环境冲击的研究，尤其是和关闭天文台有关的，将格外重要。

来自康乃尔大学（Cornell University），曾担任过天文台台长的唐·坎伯（Don Campbell）说：「实际来看，短时间内这座望远镜对这个热带丛林造成危机；为了保护这里，拆除势在必行。」

这项意图无疑备受大批天文学家和当地民众的关注。阿雷西博是世上最精密的电波望远镜，尽管年事已高，它仍然具备着世界顶尖的科学水准，例如找寻重力波。更重要的是，它对积弱不振的地方经济注入了一剂强心针，更启发了许多波多黎各人追寻科学和思考宇宙的奥秘。

推动保留天文台请愿，来自乔治亚大学的天文学研究生艾曼纽·多内特（Emmanuel Donate）说：「波多黎各觉得自己是这座天文台的主人，并以此为傲。我考虑继续使用它，我过去几周也在那里操作，堪称是我毕生最难忘的时刻之一，也是个人至高无上的荣耀。」

热带地标

阿雷西博天文台兴建于1960年，当时美国政府想了解能否借着大气中带电粒子的浮动，来侦测到苏联的洲际飞弹。刚开始望远镜运作不佳，但经过几次升级之后，它成了全世界最精密的宇宙无线电波侦测器。除此之外，它还能搜集来自太空的光子、传送电波到太空，一些厉害的科学家更以此来观测可能撞上地球的小行星。

这几十年来，这座天文台持续参与顶尖科学研究，其中一项研究更荣获诺贝尔奖；它​​也成了人类探索地球、太空及宇宙的象征，频频出现在电影和电视影集场景中，像《 X档案》、《接触未来》（Contact）和《黄金眼》（GoldenEye）等等，其经典地位实至名归。

山雨欲来

但捉襟见肘的预算让国科会必须重新分配资源。经费生出的过程来自外部评鉴和单位、联邦顾问委员会和美国国家研究委员会（National Research Council）的十年调查，判定接下来十年内的科学研究项目之优先顺序。

屋维斯塔说：「国科会和其他联邦科学机构一样，具价值的科学研究项目一堆但资金不足。因此在有限的资源下，国科会在面对科学界和政府时，必须针对科学研究的优先顺序和提议做出最适当的决策。」

2010年发布的最近一份十年调查中，要求新设施的科学研究在顺位上超越那些可以在像阿雷西博此般现有设施进行的研究。而这份调查的结果加上惨澹的研究经费，使得国科会开始列出该放弃的目标和设施。

尽管具有指标性意义，阿雷西博的地位仍然岌岌可危。更新、更亮的望远镜纷纷上架；而在美国，电波望远镜的使用者数量远远不及光学望远镜，更何况大多数光学望远镜的维护费用更低廉。

过去十年来，缩编天文台预算的意见此起彼落，2006年国科会评估首次出现阿雷西博资金来源替代方案的议题。该报告中指出「（进阶评估）建议要是2011年后出现资源短缺的状况，便关闭天文台……而让望远镜退役的庞大费用也成为一项重要议题。」

而这项审查随后在2012年由国科会的太空科学部门评估补助。情况变得较为明朗，委员会建议将天文台作为国科会资产保留，并建议在这十年阶段的尾声，「根据研究机会和预算评估」再重新讨论阿雷西博的财务状况。

接着在2013年的一封审查信中提到，拟开始讨论让这个巨大望远镜退役的成本和冲击；而望远镜特殊的历史和生物多样性的地理位置，使得情况变得更加复杂。 「因此这些审查必须在可行的情况下尽快启动。」

而至今年更是每况愈下。隶属国科会的天文暨天体物理学咨询委员会（Astronomy and Astrophysics Advisory Committee）不断催促「在切实可行的情况下尽快进行」撤资事宜。很快的国科会便提议削减大气暨地球科学部门（AGS，Atmospheric and Geospace Sciences division）75%的预算，从4100万美元缩减至1100万美元。

如今，天文台的前景可说是一片黑暗。

柯尔说：「联邦官方公告和AGS的审查报告这么一来一往下去，接受如此决案的人愈多，离阿雷西博天文台的大限也就不远了。」

屋维斯塔表示尘埃落定前，倚重天文台的单位将有机会将担忧传达出去。第一场会议在6月7日于波​​多黎各举行，而在6月23日前都开放公众评论。在环评预估报告释出后，将会有另外一场为期45天的公评阶段。

接下来只能看着办了。

坎伯说：「国科会、AST 和AGS 都陷入了财政困难，过去几年来一直毫无改善，未来也不乐观。」

扫描宇宙

如今透过阿雷西博进行的研究项目包含，侦测来自遥远太空的神秘无线电波发射、研究小型星系以测试宇宙模型、潜在的杀手级小行星以及遥远行星的卫星。

约翰霍普金斯大学应用物理实验室（Applied Physics Laboratory）的南西‧夏巴特（Nancy Chabot）说：「有太多事情要担心了，这不只是关系到小天体社群，阿雷西博的未来更关系到整个科​​学界的整体性。」夏巴特同时也是NASA小天体评估小组的组长，他们在今年稍早发布了报告，以维护「国家的科学和安全资产」为由，希望NASA能够继续资助阿雷西博天文台。

而天文学家们则认为，新设施的崛起更助长了国科会欲使阿雷西博退役的念头。其中一个对阿雷西博造成重大威胁的因素则是ALMA──不久前在智利阿他加玛（Chilean Atacama）竣工的超精密阵列式电波望远镜。部分科学家推测若对ALMA持续挹注资源，国科会就能将电波望远镜的开销转到其他用途上。这种做法或许是合理的，尤其在中国的单碟电波望远镜接近完工之际，而且它比阿雷西博还要更巨大。这座被称为FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, 五百米口径球面无线电望远镜）的巨兽预估将在今年秋天开始运作。

尽管体型惊人，FAST并不一定比阿雷西博更精密，而且它并无内建雷达，这代表它将无法取得那些可能威胁到地球、最精确的小行星轨道数据。

康乃尔大学的吉姆‧寇德斯（Jim Cordes）指出，有了新设施不一定就要淘汰较老旧但高品质的设施，尤其它们仍具备的独特功能、仍能有一定贡献。他说，这些设备可以和可以和功能类似的光学望远镜相辅相成，例如位在夏威夷毛纳基火山（Mauna Kea）的凯克望远镜。 「人们都觉得电波望远镜和光学望远镜之间毫无关联似的。」寇德斯说。

寇德斯补充，更重要的是有许多实验的确需要非常精密的望远镜。例如其中一项被称作「NANOGrav」的研究，便使用阿雷西博和位于维吉尼亚州西部格林班克（Green Bank）的国家电波天文台（National Radio Astronomy Observatory）来侦测重力波。这研究主要透过观测脉冲星和星体残骸，以了解宇宙年纪。当这些密度极高、演化进入末期的恒星高速自转时，会发射出无线电波束为地球侦测到。一如其他在今年稍早被雷射干涉仪重力波天文台（LIGO）侦测到的重力波，会扫过并扰乱来自那些宇宙深处的讯号；而只要这些精密的「天眼」持续运作，科学家就能继续侦测到这些现象。

「NANOGrav的目标是开启一扇能和LIGO并驾齐驱的重力波窗口。」寇德斯说，这两项专案研究的目标来自于完全不同的宇宙碰撞。 「NANOGrav和LIGO 的不同，就有如调频收音机和牙医用的X光之间的不同。要了解整个宇宙，需要各种仪器来撷取不同的频率样本。」

失去阿雷西博便代表，NANOGrav约五十个脉冲星中，将有半数无法被精确观测。 「这将会使整个研究倒退好几年，就在我们即将成功研究的这节骨眼，」来自威斯康辛大学密尔瓦基分校的NANOGrav主席沙佛耶‧西门斯（Xavier Siemens）说。

国家启示录？

看来阿雷西博在一阵唇枪舌战之前是不会定案了，但我们不确定这场争执会以什么形式进行。有趣的是，前天文台台长柯尔的起手式，便是将阿雷西博申请名列美国国家历史遗迹。

「我试图利用国家历史遗迹的登记注册（National Historic Registry），避免让阿雷西博关门大吉。」他还补充「赞成这项提案者或许有其他动机，像是旅游业者。」

而赞助阿雷西博「行星雷达实验」的NASA，对于国科会想关闭天文台的举动也有话要说。另外，其他资金雄厚的投资者或是组织或许愿意介入。

「我希望他们可以找到其他赞助者，但这一切都得取决于现实状况，」坎伯说，「这对科学研究、天文台员工和波多黎各，尤其当地的目前情况，都是严苛的选择；这些员工工作努力，并提供我们非常大的支援。」

的确，不同世代的波多黎各人都造访了天文台，有些人还在那工作、读书、甚至居住。

「我从小就在阿雷西博市长大，我从小就知道城市南边的山上进行着伟大的实验。」波多黎各大学里约皮也德拉斯校区（University of Puerto Rico, Rio Piedras）地理学家帕伯罗‧勒朗迪—罗曼（Pablo Llerandi-Román）说。对他而言，学生时期去天文台并和研究员对话后，科学不再只是一门学校科目。 「要是它关闭的话，我就失去了身为阿雷西博人和波多黎各科学家的骄傲。」他说。

波多黎各大学学生卡洛斯‧艾斯特维兹‧加拉萨（Carlos Estevez Galarza）说，他希望波多黎各人有一天会像他们对体育和艺术的热情一样支持科学，而他认为天文台在此中扮演了非常重要的角色。

「阿雷西博天文台和他的员工是唯一在没人相信我时，相信我的人。」加拉萨说。他以学生身分在天文台当研究助理，主要钻研火星，而在那之后他在国际研讨会上发表研究，并将首篇研究论文投到科学期刊。

「最重要的是，我在阿雷西博天文台的经验中找到了理想，」他继续说，「许多有天分的波多黎各学生应该也得到和我一样的机会。」

其中一位学生仍在读高中，今年十六岁的赫南德兹（Wilbert Andres Ruperto Hernandez）打从孩童时期就想当太空人，而他希望能得到一些科学和工程学方面的经历。因此他进入了阿雷西博天文台太空学院，院方提供高中生设计实验、搜集分析数据等机会。赫南德兹说他现在发现了他对宇宙运作之道的兴趣，这是他在和天文台科学家工作和谈话的过程中逐渐发展出来的。

他说：「当我们尚未探索并学习了解自己时，我们的家园和周遭环境会引发投入相关研究的动力。作为阿雷西博天文台和太空学院的一份子，是我人生中最棒的经验。」