1月11日(rì)，當被譽為(wéi)“中國天(tiān)眼”的(de)500米口徑球(qiú)面射電望(wàng)遠鏡(jìng)通過國家(jiā)驗收正式(shì)開放運行(háng)，成為全球zui大且(qiě)zui靈敏(mǐn)的射(shè)電望遠鏡，也意(yì)味着(zhe)人類向宇宙未(wèi)知地帶探索(suǒ)的眼力更加深邃(suì)，眼界更(gèng)加(jiā)開闊。 2顆，11顆(kē)，43顆，93顆，102顆……從(cóng)2017年10月“中國天眼”首 次發現2顆脈沖星，到11日(rì)召開的國家驗收會上公布(bù)已發現(xiàn)102顆脈(mò)沖(chòng)星(xīng)，它兩(liǎng)年多來發(fā)現的(de)脈沖星超過同(tóng)期歐美(měi)多個脈(mò)沖星搜索團隊發(fā)現數量的總(zǒng)和。 大(dà)器晚成(chéng) 問(wèn)鼎射電(diàn)望遠鏡之巅(diān) 驗收會上，中科(kē)院院(yuàn)士武(wǔ)向平(píng)等6位專 家(jiā)分别(bié)宣讀工藝(yì)驗收(shōu)、電波環境(jìng)保護(hù)等(děng)驗收意(yì)見，國家發改委(wěi)高技術司副司(sī)長沈竹(zhú)林宣布(bù)“中國天(tiān)眼”各項指标均(jun1)達到或優于(yú)批複的驗收指标，主要性(xìng)能指标達到(dào)國際領 先水平，具(jù)備了開(kāi)放運行(háng)條件(jiàn)。 國家天文(wén)台研究(jiū)員(yuán)、“中國(guó)天眼”總工程師(shī)姜鵬認為(wéi)，通過(guò)國家(jiā)驗(yàn)收(shōu)意味(wèi)着“中國天(tiān)眼”完成了(le)工程師和(hé)科學(xué)家(jiā)之(zhī)間(jiān)的交接(jiē)棒，“火(huǒ)力全開”投入(rù)科學觀測，接(jiē)下來兩三(sān)年内将有一系(xì)列重要科學産出，同時進(jìn)一步(bù)穩定望(wàng)遠鏡的(de)性能。 “近代以來(lái)，中國(guó)天(tiān)文學跟(gēn)其他科學技術(shù)一樣(yàng)，大大落後(hòu)于率先(xiān)完成工業革(gé)命的西方國家，很(hěn)多先進的儀器見都沒見過。”國家天文(wén)台研(yán)究員韓金(jīn)林說。 以王绶琯、南仁(rén)東等為代(dài)表的中國第(dì) 一(yī)代、第(dì)二代天文(wén)學家，努力縮小中國(guó)與世界先(xiān)進(jìn)水平的差距(jù)，擔起“趕潮兒”的(de)責任。 從1994年開始選址(zhǐ)和預研究(jiū)，到2016年(nián)9月25日“中國(guó)天眼”落成啟用(yòng)，南仁東率(lǜ)團隊用20多年幫助中(zhōng)國實現(xiàn)了追趕——建成(chéng)了(le)世界zui大(dà)的射電(diàn)望遠鏡。 目光(guāng)如(rú)炬 摘(zhāi)星(xīng)于百(bǎi)億光年之外 既然(rán)“中國天(tiān)眼”3年前落成啟(qǐ)用了，為什麼今(jīn)天才驗收(shōu)呢(ne)？從世界(jiè)zui大到世界(jiè)zui靈敏，正(zhèng)是(shì)“中國(guó)天眼(yǎn)”3年(nián)來一刻(kè)不(bú)停調試和試(shì)觀測的目标和(hé)成果。 靈敏度和分辨(biàn)率是(shì)射電望遠鏡的兩大(dà)核心(xīn)指标。由于(yú)星體距離(lí)地球(qiú)十分(fèn)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(ruò)天體(tǐ)的能力，而(ér)要想進一(yī)步看清遙(yáo)遠(yuǎn)天體的(de)真實(shí)面(miàn)貌(mào)，就要(yào)依靠分辨率。 “靈(líng)敏度是(shì)zui‘硬(yìng)’的指(zhǐ)标，基(jī)本由(yóu)望遠(yuǎn)鏡的口徑限定死了(le)。分(fèn)辨率則(zé)可以通過(guò)多台(tái)相對小的望遠(yuǎn)鏡協(xié)同配合來(lái)提高(gāo)。”國家天文(wén)台副研究(jiū)員錢(qián)磊介(jiè)紹。 “開創了(le)建造巨型(xíng)射電(diàn)望遠(yuǎn)鏡(jìng)的(de)新模(mó)式，突破了傳統(tǒng)望遠鏡的工程(chéng)極限(xiàn)，采(cǎi)用(yòng)全新(xīn)設計方(fāng)案(àn)、口徑(jìng)更大(dà)的‘中國天眼’，比(bǐ)國(guó)外同類望遠鏡的調試期更短，遠超國(guó)際慣(guàn)例和同行預期。”姜鵬(péng)說。 姜鵬說，“天(tiān)眼”的索(suǒ)網結構，是世界(jiè)上跨度zui大(dà)、精度(dù)zui高、工作方式zui特(tè)殊的。要實(shí)現反(fǎn)射面變形，對抗(kàng)疲勞性(xìng)能(néng)的要求(qiú)極高，現成的(de)鋼索實(shí)驗(yàn)中都(dōu)斷了。如果這個(gè)材料和(hé)工藝層面的(de)問(wèn)題不解決，整個(gè)項(xiàng)目就(jiù)要停(tíng)滞。 回憶10年(nián)前的“索網攻關”，姜鵬(péng)記憶猶新(xīn)：“我們進行了可(kě)能(néng)是有史(shǐ)以來(lái)zui系統、zui大規(guī)模的索疲(pí)勞試(shì)驗，經(jīng)過近百次失敗(bài)，終于(yú)研制出超(chāo)高(gāo)耐疲勞(láo)鋼索(suǒ)。” 一眼當先 大裝置牽(qiān)引科(kē)技創新 北京(jīng)大學科(kē)維理天文與天(tiān)體物(wù)理研究所(suǒ)研究員李柯伽認為，天文(wén)學乃(nǎi)至物理學都是實驗科學，前人(rén)的(de)理(lǐ)論(lùn)研究走(zǒu)在了前面，後人(rén)的實驗驗證是關鍵，這就必須(xū)用到大科(kē)學裝(zhuāng)置(zhì)。 “天(tiān)天(tiān)摸着望(wàng)遠鏡(jìng)做觀測的人，才(cái)能發(fā)現前(qián)沿的(de)問題(tí)。”國家天文台研(yán)究員韓金林說，過去(qù)中國(guó)缺少(shǎo)大望(wàng)遠鏡設備(bèi)，天文(wén)學家(jiā)隻(zhī)能(néng)在某(mǒu)些領域從理論方面深挖，而現(xiàn)在則可以從觀測角度做出更(gèng)多原創(chuàng)的(de)、世界(jiè)領 先(xiān)的成果。 從(cóng)開工(gōng)建設到國(guó)家驗(yàn)收的短短(duǎn)9年間，收獲滿滿： 發表論(lùn)文300餘篇(piān)，其中(zhōng)sci收錄80篇，ei收(shōu)錄76篇。獲得第 一(yī) 專 利權人(rén)的(de)授權專 利(lì)69項(xiàng)，其中(zhōng)發明(míng)專(zhuān) 利39項，實(shí)用新(xīn)型專 利30項；發現脈(mò)沖(chòng)星優(yōu)質候選體146顆，已證實發現(xiàn)的脈沖星102顆(kē)。與上海(hǎi)天文(wén)台天馬望(wàng)遠鏡(jìng)成(chéng)功實現(xiàn)聯合(hé)觀(guān)測(cè)，在國(guó)際甚(shèn)長基線幹(gàn)涉測量中(zhōng)發揮重要作用。 據國(guó)家天文台原台長、“中(zhōng)國天(tiān)眼(yǎn)”工(gōng)程經理嚴(yán)俊介(jiè)紹，在建設階段(duàn)，“中國天(tiān)眼”獲得了鋼(gāng)結構、自動(dòng)化産業、機(jī)械(xiè)工業等(děng)10餘(yú)個(gè)領域(yù)的國家(jiā)大獎。 火眼金(jīn)睛 向宇宙(zhòu)未知地帶探索 “通常認為，宇宙中大(dà)約70%是(shì)暗能(néng)量，26%是(shì)暗物質，不(bú)到4%是重子物質(zhì)，隻(zhī)有不(bú)到1%是人(rén)類能看見的發(fā)光物(wù)質。”李(lǐ)柯伽(gā)說，密度極(jí)高的(de)脈沖(chòng)星屬于重(zhòng)子物質(zhì)，而(ér)發光(guāng)物質隻相(xiàng)當于(yú)“一瓶(píng)可(kě)樂中的一滴水”。 多位天(tiān)文學(xué)家認為，至(zhì)少在分米波波(bō)段射電(diàn)天文學(xué)、脈沖星觀測研(yán)究領域(yù)，“中(zhōng)國天眼”很快就能世(shì)界領 先(xiān)。除了天(tiān)文學(xué)觀測以及建造望遠(yuǎn)鏡帶(dài)動的技(jì)術(shù)創新(xīn)，它還(hái)将(jiāng)成為zui精(jīng)确(què)的物理(lǐ)規律(lǜ)驗證實驗(yàn)平台(tái)。 韓金(jīn)林認為，“中(zhōng)國天眼(yǎn)”目前發現這麼多脈沖星不值(zhí)得驚訝(yà)，它至(zhì)少再新(xīn)發(fā)現千餘顆(kē)脈沖星，把人類能看(kàn)見的(de)脈沖星庫規模拓展50%，才算(suàn)小有成就。 在(zài)調試期間，“中(zhōng)國天(tiān)眼”已(yǐ)經發現了(le)從未(wèi)被其他望遠(yuǎn)鏡(jìng)觀(guān)測到的(de)脈沖星現象。國(guó)家天文台(tái)研究員李(lǐ)菂領(lǐng)銜的(de)一個脈沖(chòng)星研(yán)究結(jié)果，對經典(diǎn)的“旋轉木(mù)馬(mǎ)”輻(fú)射模型提(tí)出了(le)挑戰(zhàn)。再如費米(mǐ)高能(néng)射電源，美(měi)國阿雷西(xī)博望(wàng)遠鏡搜(sōu)索未果(guǒ)，而“中國天(tiān)眼”一(yī)次探測成功。 姜(jiāng)鵬說，借助“中國(guó)天(tiān)眼(yǎn)”超高的靈(líng)敏度，國家天文(wén)台已經将(jiāng)脈沖(chòng)星的計時(shí)精度提升(shēng)至世界原有水(shuǐ)平(píng)的50倍左(zuǒ)右，這将有可能(néng)使人類首 次具備極(jí)低(dī)頻的納(nà)赫茲引力波的探測能力。 詳解(jiě)“中國(guó)天(tiān)眼(yǎn)” 大 反射面由4450個(gè)反射(shè)單元構成(chéng)，總面(miàn)積為25萬平方米，相當于(yú)30個标準(zhǔn)足球(qiú)場那麼大(dà)。如果把它看成(chéng)是一口盛滿水(shuǐ)的鍋，容(róng)量夠全(quán)世界每個人分(fèn)到4瓶水。 巧(qiǎo) 30噸的饋源艙(cāng)通過6根(gēn)鋼索控(kòng)制，可以在140米(mǐ)高空(kōng)、206米的(de)尺度範圍内實時定(dìng)位。 強 能看(kàn)見更遙遠(yuǎn)暗弱(ruò)的天體(tǐ)，它1分鐘就能(néng)發(fā)現(xiàn)的星體，即(jí)使把坐标(biāo)提供(gòng)給百(bǎi)米(mǐ)口徑的射電(diàn)望遠(yuǎn)鏡，對方也要9分(fèn)鐘才能看見。 精(jīng) 500米的尺度上測(cè)量角度(dù)精确到(dào)8角秒，10毫米的定(dìng)位精度(dù)要求zui高(gāo)做到(dào)了3.8毫米。
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