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“中国天眼”今起正式对全球开放!究竟能看多远

加新网CACnews.ca| 2021-3-31 09:31 |来自: 南方+

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3月31日0时起,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)正式对全球科学界开放,征集来自全球科学家的观测申请。作为国之重器,“中国天眼”向世界打开了合作共享的大门。


无论是“搜索地外文明”,还是探测发现脉冲星进而探寻宇宙起源的秘密,“中国天眼”在被寄予厚望的同时,又始终像包裹着一层神秘的面纱。今天,记者将带你认识“中国天眼”的前世今生,追问“中国天眼”究竟能够“看”多远。



3月28日拍摄的“中国天眼”全景(维护保养期间拍摄,无人机照片)。


“中国天眼”有多大?


“天眼”又称FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope),是500米口径球面射电望远镜的简称。它位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中,是国家重大科技基础设施,由中国科学院国家天文台主导建设,是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。


事实上,早在1994年,我国科学家南仁东就提出建设“天眼”的构想。时隔17年后,2011年3月25日,“中国天眼”开工建设,2016年9月25日落成启用。去年1月11日,“中国天眼”通过国家验收,投入正式运行。


很多网友打趣说,“天眼”就像一口大锅,那么,下面几组数据让我们能够一窥这口大锅的奥秘:


大——反射面由4450个反射单元构成,总面积为25万平方米,相当于30个标准足球场那么大。如果把它看成是一口盛满水的锅,容量够全世界每个人分到4瓶水。


巧——30吨的馈源舱通过6根钢索控制,可以在140米高空、206米的尺度范围内实时定位。


强——能看见更遥远暗弱的天体,它1分钟就能发现的星体,即使把坐标提供给百米口径的射电望远镜,对方也要9分钟才能看见。


精——500米的尺度上测量角度精确到8角秒,10毫米的定位精度要求最高做到了3.8毫米。



3月28日拍摄的“中国天眼”全景(维护保养期间拍摄,无人机照片)。


“中国天眼”有多强?


2021年全国两会前夕,全国政协委员、中国科学院院士、FAST科学委员会主任武向平透露,截至今年3月,“中国天眼”已发现脉冲星数量超过300颗。


脉冲星就是旋转的中子星,因不断地发出电磁脉冲信号而得名,其密度每立方厘米相当于1万艘万吨巨轮的质量压缩起来,那是一个地球上无法想象的、类似科幻小说《三体》里“水滴”的世界,从脉冲星中遴选出脉冲信号稳定的毫秒脉冲星,将来有望应用于星际导航。


举例来说,如果你要走到火星甚或走出太阳系、银河系,根本无法用地球上的GPS去导航,但如果能知道宇宙中很多脉冲星的位置,就可以通过它来定位、导航。


1967年,人类发现了第一颗脉冲星;直到50年后,中国人才用自己的射电望远镜FAST发现了第一颗新脉冲星。而在如此短时间内发现这么多颗脉冲星,足见“天眼”实力之强。武向平期待,未来5年这一数字能达到1000颗,甚至能找到银河系外的第一颗脉冲星。


此外,“天眼”脉冲星计时精度领先国际水平4倍以上,有望在纳赫兹引力波这一备受全世界关注的前沿科学探测方面取得重大突破。


而在地外文明搜索方面,“天眼”安装了专门的后端设备,主要就是从“天眼”浩如烟海的电磁信号中,筛选出有用的窄带候选信号,而把天体和人工信号排除掉。美国加州大学伯克利分校地外文明研究团队基于几十年的地外文明搜索经验,携手中国科学院国家天文台,为“中国天眼”量身开发了这套专门设备。


“中国天眼”追逐外星人的姿势,和它的巡天模式有关,除了借助地球自转静悄悄地“偷看”天空外,还能向特定的目标天体暗送“秋波”,反复观测。经过验证,“天眼”的后端设备非常有效。高分辨率使得这套设备对宇宙噪音的处理能力非常出色,让“天眼”在外星人搜寻上如虎添翼。


专家表示,FAST作为世界最大的单口径望远镜,将在未来20至30年保持世界一流地位。



3月29日拍摄的夜幕下的“中国天眼”。


“中国天眼”能“看”多远?


能刺穿“光年之外”,刷新宇宙深空的天图;能巡视宇宙大爆炸“踪迹”,洞悉宇宙“前世”……


“中国天眼”有四大科学目标:


◎巡视宇宙中的中性氢,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化;


◎观测脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律;


◎主导国际低频甚长基线干涉测量网,获得天体超精细结构;


◎探测星际分子;搜索可能的星际通信信号。


为了这四大目标,“天眼”全副武装,前所未有地扩大了人类探索宇宙的“可视范围”——与美国的“凤凰”计划相比,口径500米的“中国天眼”可将类太阳星巡视目标扩大至少5倍,可有效探索的空间范围体积远超此前最先进的射电望远镜。


“天眼”的目光之长远,还在于它向全人类科学界敞开胸怀:


自3月31日起,各国科学家可以通过在线方式向国家天文台提交观测申请,申请的项目将交由“中国天眼”科学委员会和时间分配委员会进行评审、提出项目遴选建议。所有国外申请项目统一参加评审,评审结果将于7月20日公布,观测时间将从8月开始。


让我们共同期待,在全球科学家的共同努力下,“中国天眼”能够带领人类更加清晰地“看到”我们身处的这个宇宙。



3月28日拍摄的夜幕下的“中国天眼”全景。


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