1月11日(ri)，當(dang)被譽為“中(zhong)國天眼”的(de)500米(mi)口徑球(qiu)面射電望遠鏡(jing)通過國家驗收(shou)正式開放運行(hang)，成為全球(qiu)zui大且(qie)zui靈敏的(de)射電望遠鏡(jing)，也意(yi)味着人類向宇宙未(wei)知地(di)帶探索的眼力(li)更加深邃(sui)，眼界(jie)更加(jia)開闊(kuo)。 2顆，11顆(ke)，43顆，93顆，102顆……從(cong)2017年(nian)10月(yue)“中國(guo)天眼(yan)”首 次發現2顆脈(mo)沖星，到11日召開的國(guo)家(jia)驗收會(hui)上公布已發現(xian)102顆脈(mo)沖星，它兩(liang)年多來發(fa)現(xian)的(de)脈沖星超(chao)過同(tong)期歐美(mei)多(duo)個脈沖星搜索團隊(dui)發現數量(liang)的總(zong)和。 大器晚成 問(wen)鼎射電(dian)望遠鏡(jing)之巅(dian) 驗(yan)收會上(shang)，中科院院(yuan)士武(wu)向平(ping)等6位專 家(jia)分别(bie)宣讀工藝(yi)驗收(shou)、電波(bo)環境(jing)保護等驗(yan)收意(yi)見，國家發改委(wei)高技術司副司(si)長沈(shen)竹林宣布(bu)“中國天(tian)眼(yan)”各項指标均達(da)到或(huo)優于(yu)批複的驗(yan)收指(zhi)标(biao)，主要性(xing)能指标達(da)到國(guo)際領(ling) 先水平，具(ju)備了(le)開(kai)放(fang)運行(hang)條件(jian)。 國家天文(wen)台研(yan)究員(yuan)、“中國(guo)天眼(yan)”總工程師(shi)姜鵬(peng)認為，通過(guo)國家(jia)驗收意味(wei)着“中(zhong)國天(tian)眼”完(wan)成(cheng)了工(gong)程師和(he)科學家之間的(de)交接棒，“火(huo)力全開”投(tou)入(ru)科(ke)學觀測，接(jie)下來兩三(san)年(nian)内将有(you)一系(xi)列重(zhong)要科學産出，同時進(jin)一步穩定望遠鏡的(de)性能。 “近代以來，中國(guo)天(tian)文學跟(gen)其他科學(xue)技術(shu)一樣，大大(da)落後于率(lü)先完成工業革(ge)命的西方(fang)國(guo)家，很多(duo)先進(jin)的儀(yi)器見(jian)都沒(mei)見過。”國(guo)家天文(wen)台研(yan)究員韓金(jin)林說(shuo)。 以(yi)王绶琯(gun)、南仁東(dong)等為代(dai)表的(de)中國第(di) 一(yi)代、第二代(dai)天文(wen)學家，努(nu)力(li)縮小中國(guo)與世界先(xian)進水平的(de)差距(ju)，擔起(qi)“趕潮兒”的責任(ren)。 從1994年開始(shi)選址(zhi)和(he)預研究(jiu)，到2016年9月25日“中國(guo)天眼(yan)”落成啟用(yong)，南仁東率團隊(dui)用20多(duo)年幫助中(zhong)國實(shi)現(xian)了(le)追趕——建成(cheng)了世界zui大(da)的射電(dian)望遠鏡(jing)。 目光如炬 摘(zhai)星(xing)于百(bai)億光年之(zhi)外 既然“中(zhong)國天(tian)眼”3年前落成啟用了(le)，為(wei)什麼今(jin)天才驗(yan)收呢？從(cong)世界(jie)zui大(da)到世界(jie)zui靈敏，正(zheng)是“中國天眼(yan)”3年(nian)來(lai)一刻(ke)不停調試和試(shi)觀測的(de)目标和(he)成果。 靈敏(min)度和(he)分辨率(lü)是射電(dian)望遠鏡的(de)兩大核心指标(biao)。由于(yu)星體距離地(di)球(qiu)十分遙遠，到達(da)地球時(shi)能量微(wei)弱，靈(ling)敏度是科學家發(fa)現(xian)暗弱天體的(de)能力，而(er)要想進(jin)一(yi)步看清遙(yao)遠(yuan)天體的(de)真實(shi)面貌，就要依靠分辨率。 “靈(ling)敏度是zui‘硬’的指(zhi)标，基本(ben)由望遠鏡的口(kou)徑限定死了。分辨率則(ze)可以通過(guo)多台(tai)相對(dui)小的望遠(yuan)鏡協(xie)同配合來提高(gao)。”國(guo)家天文(wen)台副研(yan)究(jiu)員錢(qian)磊(lei)介(jie)紹。 “開創了(le)建造巨型射電(dian)望遠(yuan)鏡的新模(mo)式，突(tu)破(po)了(le)傳統望遠鏡的工程(cheng)極限，采用全新(xin)設計(ji)方案、口(kou)徑(jing)更大的‘中國天眼’，比國(guo)外同類(lei)望遠鏡的調試(shi)期更短，遠超國(guo)際慣例和同行(hang)預期(qi)。”姜鵬(peng)說。 姜(jiang)鵬說(shuo)，“天(tian)眼(yan)”的索(suo)網結(jie)構，是世界(jie)上跨度zui大、精度(du)zui高、工作(zuo)方式zui特殊的。要(yao)實(shi)現反(fan)射面變形，對抗(kang)疲勞性能(neng)的要(yao)求極高，現成的(de)鋼索實驗中(zhong)都斷了。如果(guo)這個(ge)材料和(he)工藝層(ceng)面的(de)問題不解(jie)決，整(zheng)個項目就(jiu)要停滞。 回憶10年(nian)前的“索網(wang)攻關”，姜鵬記憶猶新(xin)：“我們(men)進行了可能是(shi)有史以來(lai)zui系統、zui大規(gui)模的索疲勞試(shi)驗，經過近(jin)百(bai)次(ci)失敗(bai)，終于研制(zhi)出超(chao)高耐疲勞鋼索(suo)。” 一眼(yan)當先(xian) 大裝(zhuang)置牽引(yin)科(ke)技創(chuang)新 北京(jing)大(da)學科(ke)維理(li)天(tian)文與天(tian)體物理研究所(suo)研究員李(li)柯伽認為，天文學乃至物理學都是(shi)實驗科(ke)學，前人(ren)的理論研究走(zou)在了前(qian)面，後人的實驗(yan)驗證是(shi)關鍵(jian)，這(zhe)就必須(xu)用到(dao)大(da)科學裝(zhuang)置。 “天天摸(mo)着望(wang)遠鏡做(zuo)觀測的(de)人，才能(neng)發(fa)現前沿的(de)問題(ti)。”國家天文(wen)台研究員韓金(jin)林說(shuo)，過去(qu)中國(guo)缺少大望(wang)遠鏡設備(bei)，天文(wen)學家隻能在某些領域從(cong)理論方面深挖，而現(xian)在則可以(yi)從觀測角度做出更(geng)多原創(chuang)的(de)、世界領 先的成果。 從開工建設到國(guo)家驗(yan)收的短短(duan)9年間(jian)，收(shou)獲滿滿(man)： 發表論文300餘篇，其中sci收錄80篇，ei收(shou)錄(lu)76篇。獲得第 一(yi) 專 利權人的(de)授權專(zhuan) 利69項，其中(zhong)發明(ming)專 利(li)39項，實(shi)用新型(xing)專 利30項(xiang)；發現(xian)脈沖(chong)星優(you)質候選體146顆，已(yi)證實發現(xian)的脈(mo)沖星102顆(ke)。與上海(hai)天文台天馬望遠鏡成功實現(xian)聯合觀測(ce)，在國(guo)際甚長(zhang)基(ji)線幹(gan)涉測量中發揮重要作用。 據國(guo)家天文台原台(tai)長、“中國天眼”工(gong)程經理嚴(yan)俊介(jie)紹，在建設階段(duan)，“中國天眼”獲得(de)了鋼結構、自動(dong)化産業(ye)、機(ji)械工(gong)業等10餘個(ge)領域(yu)的國家(jia)大獎。 火(huo)眼金(jin)睛 向宇宙(zhou)未知(zhi)地帶(dai)探索(suo) “通常(chang)認為，宇宙中大(da)約(yue)70%是(shi)暗能(neng)量，26%是(shi)暗物(wu)質，不(bu)到4%是重(zhong)子物質，隻有(you)不(bu)到1%是人(ren)類能看見(jian)的發(fa)光物(wu)質。”李(li)柯伽(ga)說，密度(du)極高的(de)脈沖星屬(shu)于重(zhong)子物質(zhi)，而發光(guang)物質(zhi)隻相當于(yu)“一瓶(ping)可樂(le)中的(de)一滴水”。 多位天文學家(jia)認(ren)為，至(zhi)少(shao)在分米波波(bo)段射電天文學(xue)、脈沖星觀(guan)測研(yan)究領域，“中國天(tian)眼”很快就能世(shi)界領 先。除了天(tian)文學觀測以(yi)及建造望遠(yuan)鏡帶動的(de)技術創新(xin)，它還将成(cheng)為zui精确的物理規律(lü)驗證(zheng)實(shi)驗平台(tai)。 韓金(jin)林認為，“中(zhong)國天眼(yan)”目(mu)前發(fa)現這(zhe)麼多(duo)脈沖星(xing)不值得(de)驚訝，它至(zhi)少再(zai)新(xin)發(fa)現千餘顆(ke)脈沖(chong)星，把(ba)人(ren)類(lei)能看見的脈沖(chong)星庫(ku)規模(mo)拓展50%，才算(suan)小有成就(jiu)。 在調(diao)試期間，“中國天(tian)眼”已經(jing)發現了(le)從未(wei)被其他望(wang)遠鏡(jing)觀(guan)測(ce)到的(de)脈沖星(xing)現(xian)象。國(guo)家天文台研究(jiu)員李菂(di)領銜的(de)一個(ge)脈沖(chong)星研(yan)究結果，對經典(dian)的“旋(xuan)轉木馬(ma)”輻(fu)射模(mo)型提(ti)出了挑戰。再(zai)如(ru)費米高能射電(dian)源，美(mei)國(guo)阿(a)雷西博望(wang)遠鏡搜索未果(guo)，而“中國天(tian)眼”一(yi)次探測(ce)成功。 姜(jiang)鵬說，借助“中國(guo)天眼(yan)”超高的靈(ling)敏度，國家天文台已(yi)經将(jiang)脈沖(chong)星的計時(shi)精度(du)提升至世界原有(you)水(shui)平的(de)50倍左(zuo)右，這将有可能使人(ren)類首(shou) 次具備極(ji)低頻的納赫茲引力(li)波的(de)探測能力。 詳解(jie)“中國天眼” 大 反射面由4450個反射(she)單元構(gou)成，總面積為(wei)25萬平方米(mi)，相當于30個(ge)标準足球場(chang)那(na)麼大(da)。如果把(ba)它看成(cheng)是一口盛滿水(shui)的鍋(guo)，容量夠全世界每個(ge)人分(fen)到4瓶水。 巧 30噸(dun)的饋源艙通(tong)過6根(gen)鋼索控制，可以在140米(mi)高空、206米的(de)尺(chi)度範圍(wei)内實(shi)時定(ding)位。 強 能看(kan)見更遙遠(yuan)暗弱(ruo)的天(tian)體(ti)，它1分鐘(zhong)就能(neng)發(fa)現(xian)的星體，即使把坐标(biao)提供給(gei)百(bai)米(mi)口徑的射電(dian)望遠鏡，對方(fang)也要9分(fen)鐘才能看(kan)見。 精 500米(mi)的尺度上測(ce)量角(jiao)度精确到(dao)8角秒，10毫米(mi)的定(ding)位精(jing)度要求zui高(gao)做到了3.8毫(hao)米。
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