今天是個(gè)好日子，中國(guó)“天眼”，正式對(duì)全球開(kāi)放！
中國(guó)“天眼”有啥神奇之處？開(kāi)放的中國(guó)“天眼”，能帶人類(lèi)看到什么？且聽(tīng)小編慢慢講來(lái)――
一口神奇的大鍋
中國(guó)天眼FAST，全稱(chēng)是“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”，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。
射電望遠(yuǎn)鏡的基本原理和人們常見(jiàn)的鍋式衛(wèi)星天線差不多，都是用“鍋”的拋物面反射信號(hào)，通過(guò)“鍋”的反射聚焦，把信號(hào)聚攏，以便用饋源“天線”接收信號(hào)。“鍋”越大，就越能接收到微弱的電磁波，我們觀測(cè)宇宙的“視力”就更好。
在FAST之前，人類(lèi)最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡是阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡（Arecibo）。這個(gè)望遠(yuǎn)鏡由美國(guó)人建在波多黎各，它順著山坡固定在地表，直徑達(dá)305米。
FAST這口“鍋”更大，接收面積相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)，直徑達(dá)到500米。
要造如此巨大的“鍋”來(lái)觀測(cè)宇宙，所遇到的挑戰(zhàn)是空前的。中國(guó)的FAST望遠(yuǎn)鏡最重要的自主創(chuàng)新之一，就是利用貴州天然的喀斯特洼坑作為FAST臺(tái)址。
從1994年開(kāi)始，國(guó)家天文臺(tái)專(zhuān)家利用遙感等技術(shù)，在全國(guó)范圍內(nèi)海選合適區(qū)域。貴州省的大窩凼洼地以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)從400多個(gè)候選地中脫穎而出，成為最終勝利者。
如果說(shuō)FAST是一枚觀天巨眼，那大窩凼這個(gè)精挑細(xì)選的天坑無(wú)疑就是一只天造地設(shè)的眼窩。以整座山窩作為臺(tái)址，是一項(xiàng)取法自然的創(chuàng)舉，讓現(xiàn)代科技的精密與大自然的偉岸相輔相成。
全世界唯一的“天眼”
世界上曾有兩只“天眼”，最早的那只天眼已于去年退役。那就是前文提到的美國(guó)天眼Arecibo，即阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡，口徑305米，1963年建成。在中國(guó)天眼FAST于2016年9月建成前，阿雷西博曾是世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，全世界天文學(xué)家利用它取得了很多劃時(shí)代的成果。
射電望遠(yuǎn)鏡是用來(lái)觀察、接收和分析宇宙中電磁波的天文學(xué)利器，它幫助科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了脈沖星、類(lèi)星體、宇宙微波背景輻射、星際有機(jī)分子……諾貝爾獎(jiǎng)歷史上基于天文觀測(cè)的10項(xiàng)獲獎(jiǎng)成果中，有6項(xiàng)都出自射電望遠(yuǎn)鏡。
2020年12月，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)確認(rèn)，Arecibo的平臺(tái)一夜之間坍塌，徹底結(jié)束了57年的觀測(cè)壽命。
往者已矣，來(lái)者可追。垂暮的Arecibo坍塌后，青春的FAST是世界唯一的“天眼”，它將幫助全球科學(xué)家更深層次地探索宇宙的奧秘。中國(guó)天眼對(duì)全球天文學(xué)家的正式開(kāi)放，將給世界天文學(xué)界提供更多的觀測(cè)條件，為構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。
“天眼”已開(kāi)，將看到什么？
FAST工程從設(shè)計(jì)到技術(shù)，從材料到建造，基本都是國(guó)產(chǎn)化，既是中國(guó)制造，更是中國(guó)創(chuàng)造！FAST的研制和建設(shè)，體現(xiàn)了我國(guó)的自主創(chuàng)新能力，未來(lái)，它將帶來(lái)更多更大的創(chuàng)新成果。
科學(xué)家們對(duì)FAST充滿期待，因?yàn)樗菑?qiáng)大的觀天利器。與號(hào)稱(chēng)“地面最大的機(jī)器”的德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST靈敏度提高約2.5倍；與排在阿波羅登月之前、被評(píng)為人類(lèi)20世紀(jì)十大工程之首的美國(guó)Arecibo望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST綜合性能提高約10倍。從理論上講，F(xiàn)AST可接收到137億光年以外的電磁信號(hào)，這個(gè)距離接近宇宙邊緣。
2020年1月11日，F(xiàn)AST通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，投入正式運(yùn)行。自通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收啟動(dòng)運(yùn)行以來(lái)，中國(guó)天眼設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定可靠，發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量已達(dá)到300顆，并在快速射電暴等研究領(lǐng)域取得重大突破。
它可被用于觀測(cè)脈沖星，脈沖星未來(lái)可能成為星際導(dǎo)航，為宇宙飛船指明方向；它可以搜索可能的星際通訊信號(hào)，有可能讓人類(lèi)收到來(lái)自外星人的消息；它可以巡視宇宙中的中性氫，幫助科學(xué)家研究宇宙大尺度物理學(xué)，以探索宇宙起源和演化。
它可能還有更多的用途，這有待全世界天文學(xué)家的參與。中國(guó)天眼已于北京時(shí)間2021年3月31日零點(diǎn)向全世界天文學(xué)家發(fā)出邀約，征集觀測(cè)申請(qǐng)，所有國(guó)外申請(qǐng)項(xiàng)目統(tǒng)一參加評(píng)審。征集項(xiàng)目的評(píng)審結(jié)果將于今年7月20日對(duì)外公布。觀測(cè)時(shí)間將從今年8月開(kāi)始。
“大鍋”告成，“天眼”始開(kāi)。宇宙浩瀚，中國(guó)天眼FAST的征程才剛剛開(kāi)始。
（經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)經(jīng)點(diǎn)科學(xué)工作室 記者：佘惠敏）
