余淼

2016年9月25日，一則重大新聞?wù)痼@了全世界：“中國(guó)天眼”單口徑射電望遠(yuǎn)鏡落成使用啦！

時(shí)隔近3年，2019年4月，“中國(guó)天眼”正式通過(guò)工藝驗(yàn)收，并對(duì)國(guó)內(nèi)天文學(xué)家進(jìn)行試開(kāi)放。

“中國(guó)天眼”的正式名稱，叫“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”，簡(jiǎn)稱“FAST”。它位于我國(guó)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，占地25萬(wàn)平方米，有30個(gè)足球場(chǎng)那么大?！爸袊?guó)天眼”是我國(guó)自主研制、建造的超級(jí)天文望遠(yuǎn)鏡，更是目前世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。

?“天眼”是干啥的？

“天眼”可以干什么？提到它的用途，一下可說(shuō)不完：巡視宇宙中的中性氫，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，獲得天體的超精細(xì)結(jié)構(gòu)，探測(cè)星際分子，搜索可能的星際通信訊號(hào)……簡(jiǎn)而言之，“天眼”是人類探索浩瀚宇宙的強(qiáng)力幫手。

作為當(dāng)今世界上頂尖的射電望遠(yuǎn)鏡，“天眼”會(huì)忠實(shí)地收集和監(jiān)聽(tīng)宇宙中的射電信號(hào)，而這些來(lái)自宇宙深處的微弱“心跳”，很可能會(huì)改變?nèi)祟悓?duì)宇宙的認(rèn)知。

“天眼”有多厲害？

作為一臺(tái)超級(jí)天文望遠(yuǎn)鏡，“天眼”可以說(shuō)是“骨骼清奇”。

首先說(shuō)說(shuō)“清”?！扒濉?，自然是看得清，看得遠(yuǎn)！射電望遠(yuǎn)鏡最重要的參數(shù)，就是靈敏度啦。射電望遠(yuǎn)鏡的靈敏度越高，探測(cè)能力也就越強(qiáng)，即使是微弱的信號(hào)也能輕松捕捉。而要提高靈敏度，那就需要擴(kuò)大射電望遠(yuǎn)鏡的口徑?！疤煅邸钡目趶竭_(dá)到創(chuàng)世界紀(jì)錄的500米，從理論上來(lái)說(shuō)，它可以接收到137億光年外傳來(lái)的電磁信號(hào)。

再來(lái)說(shuō)說(shuō)“奇”?！捌妗保褪庆`活自如，以快取勝。別看“天眼”體積龐大，又大又圓，但在觀測(cè)時(shí)，它卻能靈活地變化方位，從各種角度對(duì)目標(biāo)展開(kāi)追蹤?？茖W(xué)家通過(guò)地面上的觸動(dòng)器控制下拉索，就可以讓由6670根鋼索編織成的索網(wǎng)改變形狀，從而使直徑500米的反射面一會(huì)成為球面，一會(huì)變成拋物面，方便“天眼”靈活地進(jìn)行天文信號(hào)的收集和觀測(cè)。

作為當(dāng)今世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，“天眼”的綜合性能比之前的老大“阿雷西博”提高了約10倍，并將在未來(lái)20年中，一直保持世界一流的地位。

造“天眼”很難嗎？

從空中俯瞰，“天眼”就像一口大鍋，“天眼”工程調(diào)試組組長(zhǎng)姜鵬打過(guò)一個(gè)比方：假如把這口“鍋”中裝滿水，全世界每個(gè)人都可以分到4瓶礦泉水。制造這樣一個(gè)大家伙，難度可想而知。

比如說(shuō)，如何讓這樣一只龐大的“眼睛”靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，就是一個(gè)難題。科學(xué)家們想到的辦法是運(yùn)用索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，把反射面板安裝在金屬索網(wǎng)上，這樣就可以讓“眼睛”隨著索網(wǎng)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)了。據(jù)姜鵬說(shuō)，這可是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的一個(gè)索網(wǎng)工程。而要將4450塊反射面板安裝在巨大的金屬“索網(wǎng)”上，同樣是一件安裝精度要求極高（誤差必須控制在1毫米以內(nèi)）的事情！

2014年7月，索網(wǎng)安裝

2015年8月，反射面板安裝

2016年9月，“天眼”主體工程完工

“天眼”是誰(shuí)主持建造的？

“天眼”的建成，不得不提到一個(gè)人——FAST工程的首席科學(xué)家、總工程師，被譽(yù)為“天眼之父”的南仁東。從1994年，南仁東提出了建造“天眼”的大膽構(gòu)想，到2011年開(kāi)工，2016年竣工，20多年里，南仁東和他的團(tuán)隊(duì)一起披荊斬棘，克服了數(shù)不清的困難，才終于讓“天眼”從想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

FAST首席科學(xué)家、總工程師南仁東

我來(lái)問(wèn)天眼

既然“天眼”這么厲害，那么從2016年到現(xiàn)在，它取得過(guò)什么成果？

“天眼”雖然是2016年9月25日建成的，但它完成工藝驗(yàn)收卻是在2019年4月22日。在這之間的3年時(shí)間里，“天眼”其實(shí)都處于測(cè)試階段。不過(guò)即使是在測(cè)試的過(guò)程中，“天眼”也沒(méi)閑著，截至去年9月，它共發(fā)現(xiàn)了59顆優(yōu)質(zhì)的脈沖星候選體，其中被確認(rèn)為新發(fā)現(xiàn)的就有44顆。當(dāng)然啦，這項(xiàng)了不起的成就，僅僅是“天眼”在測(cè)試階段的牛刀小試而已。

“天眼”住在洼地里，要是下雨的話，洼地里會(huì)不會(huì)積水，把它給泡壞呀？

你的擔(dān)心好有道理！不過(guò)，這里屬于喀斯特地形，雨水可以通過(guò)溶洞和暗河被排走，是不會(huì)聚積成一鍋“湯”的，因此，“天眼”也就不存在會(huì)被泡壞的風(fēng)險(xiǎn)啦。

作為一項(xiàng)大科學(xué)工程，“中國(guó)天眼”對(duì)星辰大海仍然征途漫漫。即便如此，就像“天眼之父”南仁東曾寫下的一句詩(shī)：“人類之所以脫穎而出，就是因?yàn)樗幸环N對(duì)未知探索的精神?！比缃瘛疤煅邸币验_(kāi)，相信在未來(lái)的日子里，我們一定能夠借助“天眼”，探索到更多的宇宙奧秘！