1月(yuè)11日，當被譽為“中國天(tiān)眼”的500米口徑球面射電(diàn)望遠鏡通過國家(jiā)驗收(shōu)正式開放運行，成為全球zui大且zui靈敏的射(shè)電望遠鏡，也意味着人類向宇宙未知地帶探索的眼力更加深邃，眼(yǎn)界更加開闊。 2顆，11顆，43顆，93顆，102顆……從(cóng)2017年10月“中國天眼”首 次發現(xiàn)2顆脈(mò)沖星，到11日召(zhào)開的國家驗收會(huì)上公布已發現102顆脈沖星，它兩年多來發(fā)現的(de)脈沖星超過同期歐美多(duō)個脈沖星搜索團隊發現數量(liàng)的總和。 大器晚成 問鼎射電望遠鏡之巅 驗收(shōu)會上，中科院院士武向平等6位專 家分别宣讀工藝驗收、電波環境(jìng)保護等驗收意見，國家(jiā)發改委高技術司副司長沈(shěn)竹林宣布“中國天眼(yǎn)”各項指标均達到或(huò)優于批複的驗收指标，主要性能指(zhǐ)标達(dá)到國際領 先水平，具備了開(kāi)放運行條件。 國家(jiā)天文台研究員、“中國天眼”總工程師(shī)姜鵬認為，通過(guò)國家驗收意味着“中國(guó)天眼”完成了(le)工程師和(hé)科學家之(zhī)間的交接棒(bàng)，“火力全開”投入科(kē)學觀測，接下來兩三年内将有一系列重(zhòng)要科學産(chǎn)出，同時進一步穩定望遠(yuǎn)鏡的性能。 “近代以來，中國(guó)天文學跟其他科學技術一樣，大大落後(hòu)于率先完成工業革命的西方國家，很多(duō)先進(jìn)的儀器見都沒見過。”國家天文台研(yán)究員韓金林說。 以(yǐ)王绶琯、南仁東等為代(dài)表的中國第 一代、第二代天文學家，努力縮小中國與世界先進水平的(de)差距，擔起“趕(gǎn)潮兒”的責任。 從1994年開始選址和預研究，到2016年9月(yuè)25日“中國天眼(yǎn)”落成啟用(yòng)，南仁東率團隊用20多年幫助中(zhōng)國實現了追趕——建成(chéng)了世界zui大的射電望遠鏡。 目光如炬 摘(zhāi)星(xīng)于百億光年(nián)之外 既然“中國天眼”3年前落成啟用了，為什麼今天才(cái)驗收呢？從世界zui大到世界zui靈敏，正是“中國天眼”3年來一刻(kè)不停(tíng)調試和(hé)試觀測的目标和成果。 靈敏度和分辨率是射電(diàn)望遠鏡的兩大核心指标。由于星體距離地(dì)球十分遙遠，到達(dá)地球時(shí)能(néng)量微弱，靈敏度是科(kē)學家發現暗弱天體的(de)能力，而(ér)要想進一(yī)步看(kàn)清遙遠(yuǎn)天體的真實面貌，就要依靠(kào)分辨率。 “靈(líng)敏度是zui‘硬’的指标，基本由望遠鏡的口(kǒu)徑限定死了。分辨(biàn)率則可以通過多台相對小的望遠(yuǎn)鏡協同配合來提高。”國家天文台副(fù)研究員錢(qián)磊介紹。 “開創了建造巨型射電望遠鏡的新(xīn)模式，突破了傳統(tǒng)望遠鏡的工程極限，采用全新設計(jì)方案、口徑(jìng)更大的(de)‘中國天(tiān)眼’，比國外(wài)同類望遠鏡的(de)調試期(qī)更短，遠超國(guó)際慣例和同行(háng)預期。”姜(jiāng)鵬說。 姜鵬說，“天眼”的索網結構，是世界上跨度zui大(dà)、精度zui高、工作方式zui特殊的。要實現反(fǎn)射面變形，對抗疲勞性能的要求極(jí)高，現成的(de)鋼索實(shí)驗中都斷了。如果這個材料和工藝層面的問題不解決，整個項目就要停滞。 回憶10年前的“索網攻關”，姜鵬記憶(yì)猶新：“我們進行(háng)了可能是有史以(yǐ)來zui系統、zui大規模的索疲勞試驗，經過近百次失敗，終于(yú)研制出超高耐疲勞鋼索。” 一眼(yǎn)當先 大裝(zhuāng)置牽引科技創新 北京大學科(kē)維理天文與天體物理(lǐ)研究所研究員李柯伽認為，天文學乃(nǎi)至物理學(xué)都是實驗科學，前人的理論研究走在了前面，後人的實驗驗證是關鍵(jiàn)，這就必須用到大科學裝置。 “天(tiān)天摸着望遠鏡做觀測的人，才(cái)能發現前沿的問題。”國家天(tiān)文台研究員韓金林說，過去中國缺少大望遠鏡設備(bèi)，天文學家(jiā)隻能在某些領域從理論方面深挖，而現在則可以從觀(guān)測角度做出更(gèng)多原創的、世界領 先(xiān)的(de)成果。 從開工(gōng)建設到國家驗收的短短9年間，收獲滿滿： 發表論文300餘篇，其中(zhōng)SCI收錄80篇，EI收錄76篇。獲(huò)得第(dì) 一 專 利權人的授(shòu)權專(zhuān) 利69項，其中發明專 利(lì)39項，實用新型專 利30項；發(fā)現脈沖星優質候(hòu)選體146顆，已證實發現的脈沖星102顆。與(yǔ)上海天文台天馬望遠鏡成功實現聯合觀測(cè)，在國際甚長基線幹涉測量中發揮重要作用。 據國家天(tiān)文(wén)台原台長、“中國天眼”工(gōng)程經理嚴俊介紹(shào)，在建設階段，“中國天(tiān)眼”獲得了鋼結構、自動化産業、機械工業等10餘個領域的國家大獎(jiǎng)。 火眼金睛 向宇宙未知地帶探索 “通常認為，宇宙中大約70%是暗能量，26%是暗物質，不(bú)到4%是重子物質，隻有不(bú)到1%是人類能看見的發光物質。”李柯伽(gā)說，密度極高的脈沖(chòng)星屬于重(zhòng)子物質，而發光(guāng)物質隻相當于“一瓶可樂中的一滴水”。 多位天(tiān)文學家認為，至少在分米波波段射(shè)電天文學、脈沖星觀測研究領域，“中國天眼”很快就能世界領 先(xiān)。除了天(tiān)文學觀測以及(jí)建造望遠鏡帶動的技術創新，它還将成為zui精确的物理規律驗證實驗平台(tái)。 韓金林認為，“中國天眼”目前發現(xiàn)這(zhè)麼多脈沖星不值得(dé)驚訝，它至少再新發現千餘顆脈沖星，把人類能看(kàn)見的脈沖星庫(kù)規模拓展50%，才算小有成就。 在調(diào)試期間，“中國天眼”已經發(fā)現了從未被其他望(wàng)遠鏡(jìng)觀測到(dào)的脈沖星現象。國(guó)家(jiā)天文台研究員李菂領銜的一個(gè)脈(mò)沖星研究結果，對經(jīng)典的“旋轉木馬”輻射模型提出了(le)挑戰。再如費米(mǐ)高能射(shè)電源，美國阿雷西博望遠鏡搜索未果，而“中國天眼”一次探測成功。 姜鵬說，借助“中國天眼”超高的靈(líng)敏度，國(guó)家天文台(tái)已經将脈沖星的(de)計時精度提升至世界原(yuán)有水平的50倍左右，這将有可能使人類首 次具(jù)備極低頻的納(nà)赫茲引力波的探測能力。 詳解“中國天眼” 大 反射面由4450個反射單元構成，總(zǒng)面(miàn)積為25萬平方米，相當(dāng)于30個标準足球場(chǎng)那麼大(dà)。如果(guǒ)把它看成是一口盛滿水的鍋，容量夠全世界每個人分(fèn)到4瓶水。 巧 30噸的(de)饋源艙通(tōng)過6根鋼索控制，可以在140米高空、206米的(de)尺度範圍内實時定(dìng)位。 強 能看(kàn)見更遙遠暗(àn)弱的天體，它1分鐘(zhōng)就(jiù)能發現的星體，即使把坐标(biāo)提供給百米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，對方也(yě)要9分鐘才能看見。 精 500米的尺度上測量角度精确到8角秒，10毫米的(de)定位精度要求zui高做到了3.8毫米。
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