3月31日0時(shí)起，被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）正式對(duì)全球科學(xué)界開放，征集來(lái)自全球科學(xué)家的觀測(cè)申請(qǐng)。作為國(guó)之重器，“中國(guó)天眼”向世界打開了合作共享的大門。

無(wú)論是“搜索地外文明”，還是探測(cè)發(fā)現(xiàn)脈沖星進(jìn)而探尋宇宙起源的秘密，“中國(guó)天眼”在被寄予厚望的同時(shí)，又始終像包裹著一層神秘的面紗。今天，記者將帶你認(rèn)識(shí)“中國(guó)天眼”的前世今生，追問(wèn)“中國(guó)天眼”究竟能夠“看”多遠(yuǎn)。

3月28日拍攝的“中國(guó)天眼”全景（維護(hù)保養(yǎng)期間拍攝，無(wú)人機(jī)照片）。

“中國(guó)天眼”有多大？

“天眼”又稱FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope），是500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡的簡(jiǎn)稱。它位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)大窩凼的喀斯特洼坑中，是國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)主導(dǎo)建設(shè)，是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。

事實(shí)上，早在1994年，我國(guó)科學(xué)家南仁東就提出建設(shè)“天眼”的構(gòu)想。時(shí)隔17年后，2011年3月25日，“中國(guó)天眼”開工建設(shè)，2016年9月25日落成啟用。去年1月11日，“中國(guó)天眼”通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，投入正式運(yùn)行。

很多網(wǎng)友打趣說(shuō)，“天眼”就像一口大鍋，那么，下面幾組數(shù)據(jù)讓我們能夠一窺這口大鍋的奧秘：

大——反射面由4450個(gè)反射單元構(gòu)成，總面積為25萬(wàn)平方米，相當(dāng)于30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)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(gè)人分到4瓶水。

巧——30噸的饋源艙通過(guò)6根鋼索控制，可以在140米高空、206米的尺度范圍內(nèi)實(shí)時(shí)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(duì)方也要9分鐘才能看見。

精——500米的尺度上測(cè)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。

3月28日拍攝的“中國(guó)天眼”全景（維護(hù)保養(yǎng)期間拍攝，無(wú)人機(jī)照片）。

“中國(guó)天眼”有多強(qiáng)？

2021年全國(guó)兩會(huì)前夕，全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)科學(xué)院院士、FAST科學(xué)委員會(huì)主任武向平透露，截至今年3月，“中國(guó)天眼”已發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過(guò)300顆。

脈沖星就是旋轉(zhuǎn)的中子星，因不斷地發(fā)出電磁脈沖信號(hào)而得名，其密度每立方厘米相當(dāng)于1萬(wàn)艘萬(wàn)噸巨輪的質(zhì)量壓縮起來(lái)，那是一個(gè)地球上無(wú)法想象的、類似科幻小說(shuō)《三體》里“水滴”的世界，從脈沖星中遴選出脈沖信號(hào)穩(wěn)定的毫秒脈沖星，將來(lái)有望應(yīng)用于星際導(dǎo)航。

舉例來(lái)說(shuō)，如果你要走到火星甚或走出太陽(yáng)系、銀河系，根本無(wú)法用地球上的GPS去導(dǎo)航，但如果能知道宇宙中很多脈沖星的位置，就可以通過(guò)它來(lái)定位、導(dǎo)航。

1967年，人類發(fā)現(xiàn)了第一顆脈沖星；直到50年后，中國(guó)人才用自己的射電望遠(yuǎn)鏡FAST發(fā)現(xiàn)了第一顆新脈沖星。而在如此短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)這么多顆脈沖星，足見“天眼”實(shí)力之強(qiáng)。武向平期待，未來(lái)5年這一數(shù)字能達(dá)到1000顆，甚至能找到銀河系外的第一顆脈沖星。

此外，“天眼”脈沖星計(jì)時(shí)精度領(lǐng)先國(guó)際水平4倍以上，有望在納赫茲引力波這一備受全世界關(guān)注的前沿科學(xué)探測(cè)方面取得重大突破。

而在地外文明搜索方面，“天眼”安裝了專門的后端設(shè)備，主要就是從“天眼”浩如煙海的電磁信號(hào)中，篩選出有用的窄帶候選信號(hào)，而把天體和人工信號(hào)排除掉。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校地外文明研究團(tuán)隊(duì)基于幾十年的地外文明搜索經(jīng)驗(yàn)，攜手中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)，為“中國(guó)天眼”量身開發(fā)了這套專門設(shè)備。

“中國(guó)天眼”追逐外星人的姿勢(shì)，和它的巡天模式有關(guān)，除了借助地球自轉(zhuǎn)靜悄悄地“偷看”天空外，還能向特定的目標(biāo)天體暗送“秋波”，反復(fù)觀測(cè)。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，“天眼”的后端設(shè)備非常有效。高分辨率使得這套設(shè)備對(duì)宇宙噪音的處理能力非常出色，讓“天眼”在外星人搜尋上如虎添翼。

專家表示，F(xiàn)AST作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡，將在未來(lái)20至30年保持世界一流地位。

3月29日拍攝的夜幕下的“中國(guó)天眼”。

“中國(guó)天眼”能“看”多遠(yuǎn)？

能刺穿“光年之外”，刷新宇宙深空的天圖；能巡視宇宙大爆炸“蹤跡”，洞悉宇宙“前世”……

“中國(guó)天眼”有四大科學(xué)目標(biāo)：

◎巡視宇宙中的中性氫，研究宇宙大尺度物理學(xué)，以探索宇宙起源和演化；

◎觀測(cè)脈沖星，研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律；

◎主導(dǎo)國(guó)際低頻甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量網(wǎng)，獲得天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)；

◎探測(cè)星際分子；搜索可能的星際通信信號(hào)。

為了這四大目標(biāo)，“天眼”全副武裝，前所未有地?cái)U(kuò)大了人類探索宇宙的“可視范圍”——與美國(guó)的“鳳凰”計(jì)劃相比，口徑500米的“中國(guó)天眼”可將類太陽(yáng)星巡視目標(biāo)擴(kuò)大至少5倍，可有效探索的空間范圍體積遠(yuǎn)超此前最先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡。

“天眼”的目光之長(zhǎng)遠(yuǎn)，還在于它向全人類科學(xué)界敞開胸懷：

自3月31日起，各國(guó)科學(xué)家可以通過(guò)在線方式向國(guó)家天文臺(tái)提交觀測(cè)申請(qǐng)，申請(qǐng)的項(xiàng)目將交由“中國(guó)天眼”科學(xué)委員會(huì)和時(shí)間分配委員會(huì)進(jìn)行評(píng)審、提出項(xiàng)目遴選建議。所有國(guó)外申請(qǐng)項(xiàng)目統(tǒng)一參加評(píng)審，評(píng)審結(jié)果將于7月20日公布，觀測(cè)時(shí)間將從8月開始。

讓我們共同期待，在全球科學(xué)家的共同努力下，“中國(guó)天眼”能夠帶領(lǐng)人類更加清晰地“看到”我們身處的這個(gè)宇宙。

3月28日拍攝的夜幕下的“中國(guó)天眼”全景。