過去的25年，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡獲取了最深背景的太空圖像，人們看到了過去從未看到的超深場景觀。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡存在觀測的局限性，僅適合可見光和紅外線波段的太空觀測，主要用于觀測恒星和星系，但宇宙了包含多種物質(zhì)形態(tài)。大多數(shù)宇宙的普通物質(zhì)由等離子體和中性氣體組成，恒星態(tài)物質(zhì)只是其中的較少部分，哈勃望遠(yuǎn)鏡看不到大量的氣體物質(zhì)，它們在更長的射電波段釋放了輻射，射電望遠(yuǎn)鏡可以接收射電波段的太空信號。

通過使用ALMA之類的超深場射電望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家第一次探測了太空的冷氣體物質(zhì)，它們是構(gòu)成恒星的原材料。通過使用ALMA之類的大型射電望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家觀測了哈勃超深場和極深太空場，大型射電望遠(yuǎn)鏡有極高的敏感性，適合接收一氧化碳分子氣體釋放的射電信號。天文學(xué)家認(rèn)為，遙遠(yuǎn)而年輕的星系包含了更多的氣體和更少的恒星，實際觀測和理論預(yù)期保持了一致，接近宇宙誕生時期的星系包含了十分豐富的氣體，恒星的誕生消耗了大量的氣體物質(zhì)，星系內(nèi)的氣體物質(zhì)含量在宇宙演變過程中逐漸減少，在宇宙誕生之后的大約30億年，恒星從豐富氣體物質(zhì)中的誕生達(dá)到了高峰期。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了深空探測，宇宙中的恒星數(shù)量不是一個固定的，有的恒星在產(chǎn)生，有的恒星在消亡。通過FAST和ALMA射電望遠(yuǎn)鏡的觀測，天文學(xué)家進(jìn)一步揭示了恒星的奧秘。FAST和ALMA好似地球上的“天眼”，天文學(xué)家凝視了更遙遠(yuǎn)的天空。中國天文學(xué)家在17年前設(shè)想了FAST項目，從2011年動工到2016年7月完工，歷時5年建成，2016年9月25日正式投入使用，，中國天眼或FAST是目前世界上反射面積最大、功能最強(qiáng)的單球面射電望遠(yuǎn)鏡，ALMA是最大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列。

“中國天眼”搜索太空

全球最大單孔500米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡位于貴州平塘縣，2016年9月25日投入使用。FAST為望遠(yuǎn)鏡的英文縮寫（組合字母的單詞表示快的含義），F(xiàn)AST的建設(shè)速度和標(biāo)準(zhǔn)令世人驚嘆，它超過了之前世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡阿雷西博的口徑。FAST的直徑為500米，阿雷西博的直徑為300米，F(xiàn)AST搜索的空域面積為阿雷西博的兩倍，靈敏度為阿雷西博的3到5倍。

接收外星人可能的信號和向外星人發(fā)送信號，這是FAST探測項目的目標(biāo)之一，F(xiàn)AST可以接收幾十億光年遠(yuǎn)的電磁波信號，它在引力波搜索、接收恒星和星系，中子星和黑洞的射電信號、宇宙起源的研究領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要的作用，F(xiàn)AST的最大目標(biāo)是研究宇宙演化的規(guī)律。有些天文學(xué)家指出，霍金發(fā)出了人類和外星人接觸十分危險的警告，但“外星人”可能是和平的使者，科學(xué)家對發(fā)現(xiàn)外星人的使命產(chǎn)生了十分好奇的心理。

FAST經(jīng)過了兩個多月的試運行，已發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球1000多光年的中子星。作為重大基礎(chǔ)科學(xué)工程的FAST耗資1.8億美元，搬遷的村民為8000人，遷移的村莊有8個，總計補(bǔ)償款2.69億美元。FAST帶來了可觀的旅游收入，波多黎各的阿雷西博每年吸引了全世界9萬多名游客，每年有200多位全球科學(xué)家加入了天空搜索活動。貴州的平塘成為一個熱門的旅游景點之后，當(dāng)?shù)鼐用穹窒砹丝茖W(xué)旅游的收益。

光纖量子通訊實驗

中國和加拿大兩國的科研人員進(jìn)行了量子隱形傳輸?shù)穆?lián)合實驗，通過光纖電纜成功地實現(xiàn)了量子信息傳輸，傳送信息的距離為4英里或6.44公里。科研人員希望能夠利用現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)，將量子通訊技術(shù)轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用，為量子互聯(lián)網(wǎng)的搭建鋪平道路。

量子隱形傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ)是量子糾纏概念，量子糾纏現(xiàn)象顯示了兩個粒子的奇異性關(guān)聯(lián)，在兩個粒子發(fā)生糾纏的情形中，對一個粒子行為的測量和操控必然影響到另一個粒子的行為，量子糾纏現(xiàn)象與兩個粒子的距離無關(guān)，與實施測量和操控的時間無關(guān)。一個粒子的狀態(tài)發(fā)生變化，另一個粒子的狀態(tài)隨之發(fā)生變化，兩個粒子沒有出現(xiàn)任何的接觸和信息交換。

科研人員在過去的量子通訊實驗中使用了激光，中國和加拿大兩國的科研人員在量子通訊實驗中使用了光纖，實驗結(jié)果表明，現(xiàn)有的光纖通訊系統(tǒng)適用于量子通訊。量子通訊與傳統(tǒng)通訊或電磁通訊有本質(zhì)的區(qū)別，量子通訊的優(yōu)點不在于速度快，而在于更安全。人們十分關(guān)注量子通訊的安全性，量子通訊技術(shù)在軍事和國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有廣泛的用途，可能為軍事和金融等領(lǐng)域解決安全性問題。

（編譯：2016-9-21）