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历时二十二载终建成 “中国天眼”聆听浩瀚宇宙“心跳”

2019-10-15 10:34 中国经济导报-中国发展网
中国天眼

摘要:有持续的科学产出才能保证一台望远镜的生命力,以“回馈国家,回馈公众”。这是原“中国天眼”首席科学家兼总工程师南仁东对同事们的谆谆教诲。

 “伟大历程辉煌成就——庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”上的“中国天眼”模型,吸引了众多参观者驻足观看和拍照留念。中国经济导报记者苗露/摄

“伟大历程辉煌成就——庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”上的“中国天眼”模型,吸引了众多参观者驻足观看和拍照留念。中国经济导报记者苗露/摄

中国经济导报 中国发展网讯 记者 | 栾相科  吴承坤

“天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈?”两千多年前,诗人屈原凝望茫茫星空,不禁在长诗《天问》中发问——宇宙究竟是什么样子的?今天,坐落于贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,简称FAST)或许可以解答一二。

FAST,被称为“中国天眼”,是世界上最大、最灵敏的单口射电望远镜,能接收到百亿光年外的电磁信号,是人类探索外太空进程的里程碑。在日前开幕的“伟大历程辉煌成就——庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”上,就有一个“中国天眼”的模型,在吸引无数观众驻足参观的同时,也彰显出我国在高科技领域所取得的伟大成就。

30个足球场大的望远镜

在FAST落成之前,美国阿雷西博射电望远镜曾被誉为“人类二十世纪十大工程之首”,而“中国天眼”与之相比,综合性能足足提高了约10倍。“FAST于2016年9月25日正式落成启用,它是我国具有自主知识产权的射电望远镜,配置覆盖频率70MHz~3GHz的多波段、多波束馈源和接收机系统,开展宇宙中性氢、脉冲星、甚长基线干扰测量和搜索可能的星际通讯信号等上海快3APP。”中国科学院国家天文台FAST工程总工程师姜鹏介绍说,“中国天眼”可以实现大天区面积、高精度的天文观测。

简单来说,FAST就是一个超级大的望远镜,可以接收到来自宇宙深处的各种信号。到底有多大呢?“中国天眼”仅接收信号的面积就约等于30个标准足球场,如果装满茅台酒足够全世界75亿人每人分4瓶。

2017年8月,来源于宇宙深处的两个声音,一个短促有力,一个缓慢微弱,均被“中国天眼”捕捉到。这是FAST自竣工以来,在调试期间发现并最先得到确认的两颗脉冲星。随后,国家天文台的科学家根据观测数据制作出了它们的声音模拟效果,让世人得以听到这来自宇宙深处的“心跳”声。

截至2019年8月28日,FAST已发现132颗优质的脉冲星候选体,其中有93颗已被确认为新发现的脉冲星,并能实现跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种天文观测模式。

为什么要寻找脉冲星?脉冲星是快速自转的中子星,它能够发射严格的周期性脉冲信号。脉冲星的观测研究不仅具有重要的物理意义,而且具有重要应用价值。“找到以后就可以应用于深空探测、星际旅行,可以起到导航作用。如果你要走到火星,或者走出太阳系,甚至走出银河系,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。”FAST上海快3APP人员介绍。

从提出构想到最终落成

10月1日上午,在庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵和群众游行上海快3APP上,受阅方阵依次沿着长安街走过天安门广场。12点1分,在“创新驱动”方阵中,“中国天眼”闪亮登场,吸引了众多观礼嘉宾的目光。

荣光的背后,是无数天文上海快3APP者的奋斗和汗水。从提出构想到最终竣工,共历时二十二年,才最终呈现出今天我们看到的“中国天眼”。

从1994年6月启动FAST选址上海快3APP到2005年1月国家自然科学基金交叉重点项目“巨型射电天文望远镜的新模式”启动,从2007年7月国家发展改革委批复FAST工程正式立项到2008年10月国家发展改革委批复FAST工程可行性研究报告……这22年,正是我国科技领域不断突飞猛进,从“跟跑”到“并跑领跑”的见证。

今年3月,国家天文台微信公众号推送了一篇文章《“中国天眼FAST”为什么fast?》,国家天文台原台长、FAST工程经理部经理严俊和国家天文台天体物理在读博士王珅在文中详细介绍了“中国天眼”在工程建设、系统调试、测试成果等方面的惊人速度。文中提到,FAST还在调试阶段时就已经开始上海快3APP,进行科学研究,开展巡天观测。在FAST建成不到一年的时间里,就实现了精确的跟踪观测模式,对比其他望远镜的观测结果,这也再次验证了“中国天眼”的超高灵敏度和望远镜效率。

“十一”假期加班忙

今年国庆假期是“中国天眼”投入24小时全天候观测之后的第一个长假,国家天文台“中国天眼”团队的科学家和工程师们跟平常一样忙碌。在举国欢庆的假期里,“中国天眼”已发现并通过认证了3颗脉冲星,还为9月份新捕捉到的一种重复快速射电暴安排了更多的跟踪观测。

得益于FAST的观测,目前科学家已经弄清楚脉冲星是一种密度极高、自转极快的中子星,但对快速射电暴这种“宇宙深处的神秘电波”,仍在探寻它的起源和物理机制。“对重复快速射电暴的脉冲进行统计研究,寻找潜在的规律,我们希望弄清这类快速射电暴的本质。”国家天文台副研究员、“中国天眼”观测计划负责人钱磊说。

有持续的科学产出才能保证一台望远镜的生命力,以“回馈国家,回馈公众”。这是原“中国天眼”首席科学家兼总工程师南仁东对同事们的谆谆教诲。

南仁东生前是FAST工程的首席科学家、总工程师、国家天文台研究员。1994年至2005年,为了实现“建造新一代射电望远镜”的想法,南仁东用脚丈量了贵州大山里的上百个窝凼,只为找到一个合天时地利的地点。他把自己一生最后的22年都奉献给了FAST,2017年9月15日,就在FAST即将落成一周年之际,南仁东因病与世长辞。

今年国庆节前夕,南仁东荣获“人民科学家”国家荣誉称号。南仁东的学生、“中国天眼”调试组控制专业组长孙京海说:“这是国家对南老师毕生付出的肯定。我们一定不负使命,持续升级望远镜的软硬件,沿着南老师的脚步前进,确保‘中国天眼’世界一流射电望远镜的地位,为中国科学事业贡献力量。”

责任编辑:刘丹阳


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