齊健

問鼎射電望遠(yuǎn)鏡之巔

“中國天眼”的靈敏度達(dá)到世界第二大射電望遠(yuǎn)鏡的2.5倍以上，可有效探索的空間范圍體積擴(kuò)大4倍。它的最高傳輸基帶數(shù)據(jù)為38G，每小時接收的平均有效科學(xué)數(shù)據(jù)約為3.6T，使科學(xué)家有能力發(fā)現(xiàn)更多未知星體、未知宇宙現(xiàn)象、未知宇宙規(guī)律……

中國是個天象古國

中國曾是世界上天文記錄最久遠(yuǎn)、最完整的國家。在超過3000年的時間里，連續(xù)不斷地記錄著各種天文現(xiàn)象，包括日食和月食、太陽黑子、彗星和流星、客星（新星和超新星）等。中國古代天文學(xué)家編制了100多種天文歷法，也發(fā)明了大量的天文儀器。

但近代以來，中國天文學(xué)跟其他科學(xué)技術(shù)一樣，大大落后于率先完成工業(yè)革命的西方國家。以王綬琯、南仁東等為代表的中國第一代、第二代天文學(xué)家，努力縮小中國與世界先進(jìn)水平的差距，擔(dān)起“趕潮兒”的責(zé)任。

從1994年開始選址和預(yù)研究，到2016年9月25日“中國天眼”落成啟用，南仁東率團(tuán)隊用20多年建成了世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡。

摘星于百億光年之外

可能有人會問，既然“中國天眼”3年前落成啟用了，為什么今天才驗收呢？實際上，從世界最大到世界最靈敏，正是“中國天眼”3年來一刻不停調(diào)試和試觀測的目標(biāo)和成果。它的觀測范圍能觸及星系甚至百億光年之外的宇宙邊緣。

靈敏度和分辨率是射電望遠(yuǎn)鏡的兩大核心指標(biāo)。由于星體距離地球十分遙遠(yuǎn)，到達(dá)地球時能量微弱，靈敏度是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)暗弱天體的能力，而要想進(jìn)一步看清遙遠(yuǎn)天體的真實面貌，就要依靠分辨率。

“天眼”的不凡之處

大——反射面由4450個反射單元構(gòu)成，總面積為25萬平方米，相當(dāng)于30個標(biāo)準(zhǔn)足球場那么大。如果把它看成是一口盛滿水的鍋，容量夠全世界每個人分到4瓶水。

巧——30噸的饋源艙通過6根鋼索控制，可以在140米高空、206米的尺度范圍內(nèi)實時定位。

強(qiáng)——能看見更遙遠(yuǎn)暗弱的天體，它1分鐘就能發(fā)現(xiàn)的星體，即使把坐標(biāo)提供給百米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，對方也要9分鐘才能看見。

精——500米的尺度上測量角度精確到8角秒，10毫米的定位精度要求最高做到了3.8毫米。

火眼金睛，向宇宙未知地帶探索

目前通常認(rèn)為，宇宙中大約70%是暗能量，26%是暗物質(zhì)，不到4%是重子物質(zhì)，只有不到1%是人類能看見的發(fā)光物質(zhì)。密度極高的脈沖星屬于重子物質(zhì)，而發(fā)光物質(zhì)只相當(dāng)于“一瓶可樂中的一滴水”。

美國國家科學(xué)院院士卡爾·海爾斯認(rèn)為，“ 中國天眼”比美國阿雷西博望遠(yuǎn)鏡更加靈敏，覆蓋更大天區(qū)，且擁有19波束的接收機(jī)，在脈沖星搜尋、觀測星際云等天文學(xué)領(lǐng)域擁有更大優(yōu)勢。

借助“中國天眼”超高的靈敏度，國家天文臺已經(jīng)將脈沖星的計時精度提升至世界原有水平的50倍左右，這將有可能使人類首次具備極低頻的納赫茲引力波的探測能力。