眼力決定眼界。1月11日，當(dāng)被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收正式開(kāi)放運(yùn)行，成為全球最大且最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡，也意味著人類向宇宙未知地帶探索的眼力更加深邃，眼界更加開(kāi)闊。
1月11日，專家學(xué)者對(duì)“中國(guó)天眼”進(jìn)行考察（檢修期間拍攝）。/新華社發(fā)
2顆，11顆，43顆，93顆，102顆……從2017年10月“中國(guó)天眼”首次發(fā)現(xiàn)2顆脈沖星，到11日召開(kāi)的國(guó)家驗(yàn)收會(huì)上公布已發(fā)現(xiàn)102顆脈沖星，它兩年多來(lái)發(fā)現(xiàn)的脈沖星超過(guò)同期歐美多個(gè)脈沖星搜索團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)數(shù)量的總和。
1月11日，“中國(guó)天眼”通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收正式開(kāi)放運(yùn)行。/新華社發(fā)
大器晚成 問(wèn)鼎射電望遠(yuǎn)鏡之巔
“中國(guó)天眼”的靈敏度達(dá)到世界第二大射電望遠(yuǎn)鏡的2.5倍以上，可有效探索的空間范圍體積擴(kuò)大4倍，使科學(xué)家有能力發(fā)現(xiàn)更多未知星體、未知宇宙現(xiàn)象、未知宇宙規(guī)律……
驗(yàn)收會(huì)上，中科院院士武向平等6位專家分別宣讀工藝驗(yàn)收、電波環(huán)境保護(hù)等驗(yàn)收意見(jiàn)，國(guó)家發(fā)改委高技術(shù)司副司長(zhǎng)沈竹林宣布“中國(guó)天眼”各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于批復(fù)的驗(yàn)收指標(biāo)，主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，具備了開(kāi)放運(yùn)行條件。
國(guó)家天文臺(tái)研究員、“中國(guó)天眼”總工程師姜鵬認(rèn)為，通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收意味著“中國(guó)天眼”完成了工程師和科學(xué)家之間的交接棒，“火力全開(kāi)”投入科學(xué)觀測(cè)，接下來(lái)兩三年內(nèi)將有一系列重要科學(xué)產(chǎn)出，同時(shí)進(jìn)一步穩(wěn)定望遠(yuǎn)鏡的性能。
中科院院士、天體物理學(xué)家方成認(rèn)為，中國(guó)曾是世界上天文記錄最久遠(yuǎn)、最完整的國(guó)家。在超過(guò)3000年的時(shí)間里，連續(xù)不斷地記錄著各種天文現(xiàn)象，包括日食和月食、太陽(yáng)黑子、彗星和流星、客星（新星和超新星）等。中國(guó)古代天文學(xué)家編制了100多種天文歷法，也發(fā)明了大量的天文儀器。
“但近代以來(lái)，中國(guó)天文學(xué)跟其他科學(xué)技術(shù)一樣，大大落后于率先完成工業(yè)革命的西方國(guó)家，很多先進(jìn)的儀器見(jiàn)都沒(méi)見(jiàn)過(guò)?！眹?guó)家天文臺(tái)研究員韓金林說(shuō)。
以王綬琯、南仁東等為代表的中國(guó)第一代、第二代天文學(xué)家，努力縮小中國(guó)與世界先進(jìn)水平的差距，擔(dān)起“趕潮兒”的責(zé)任。
1993年，包括中國(guó)在內(nèi)的10個(gè)國(guó)家的天文學(xué)家，提出建造新一代射電“大望遠(yuǎn)鏡”的倡議，渴望回溯原初宇宙，解答天文學(xué)難題。
當(dāng)時(shí)，懷著回報(bào)民族的赤誠(chéng)和描繪宇宙的初心，活躍在國(guó)際天文界的南仁東毅然回國(guó)，力主中國(guó)獨(dú)立建造射電“大望遠(yuǎn)鏡”。
從1994年開(kāi)始選址和預(yù)研究，到2016年9月25日“中國(guó)天眼”落成啟用，南仁東率團(tuán)隊(duì)用20多年幫助中國(guó)實(shí)現(xiàn)了追趕——建成了世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡。
目光如炬 摘星于百億光年之外
可能有人會(huì)問(wèn)，既然“中國(guó)天眼”3年前落成啟用了，為什么今天才驗(yàn)收呢？實(shí)際上，要實(shí)現(xiàn)科學(xué)家的各種觀測(cè)意圖，達(dá)成穩(wěn)定可靠的靈敏度，對(duì)望遠(yuǎn)鏡來(lái)說(shuō)并非易事。
從世界最大到世界最靈敏，正是“中國(guó)天眼”3年來(lái)一刻不停調(diào)試和試觀測(cè)的目標(biāo)和成果。它的觀測(cè)范圍能企及河外星系甚至百億光年之外的宇宙邊緣。
“靈敏度是最‘硬’的指標(biāo)，基本由望遠(yuǎn)鏡的口徑限定死了。相比之下，分辨率則可以通過(guò)多臺(tái)相對(duì)小的望遠(yuǎn)鏡協(xié)同配合來(lái)提高?！眹?guó)家天文臺(tái)副研究員錢磊介紹。
“開(kāi)創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式，突破了傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡的工程極限，采用全新設(shè)計(jì)方案、口徑更大的‘中國(guó)天眼’，比國(guó)外同類望遠(yuǎn)鏡的調(diào)試期更短，遠(yuǎn)超國(guó)際慣例和同行預(yù)期?！苯i說(shuō)。
從下面的幾組數(shù)據(jù)，我們可以窺見(jiàn)“中國(guó)天眼”的身形：
大——反射面由4450個(gè)反射單元構(gòu)成，總面積為25萬(wàn)平方米，相當(dāng)于30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)那么大。如果把它看成是一口盛滿水的鍋，容量夠全世界每個(gè)人分到4瓶水。
巧——30噸的饋源艙通過(guò)6根鋼索控制，可以在140米高空、206米的尺度范圍內(nèi)實(shí)時(shí)定位。
強(qiáng)——能看見(jiàn)更遙遠(yuǎn)暗弱的天體，它1分鐘就能發(fā)現(xiàn)的星體，即使把坐標(biāo)提供給百米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，對(duì)方也要9分鐘才能看見(jiàn)。
精——500米的尺度上測(cè)量角度精確到8角秒，10毫米的定位精度要求最高做到了3.8毫米。
從開(kāi)工建設(shè)到國(guó)家驗(yàn)收的短短9年間，收獲滿滿：
發(fā)表論文300余篇，其中SCI收錄80篇、EI收錄76篇。獲得第一專利權(quán)人的授權(quán)專利69項(xiàng)，其中發(fā)明專利39項(xiàng)、實(shí)用新型專利30項(xiàng)；
發(fā)現(xiàn)脈沖星優(yōu)質(zhì)候選體146顆，已證實(shí)發(fā)現(xiàn)的脈沖星102顆。與上海天文臺(tái)天馬望遠(yuǎn)鏡成功實(shí)現(xiàn)聯(lián)合觀測(cè)，在國(guó)際甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量中發(fā)揮重要作用；
……
目前，“中國(guó)天眼”已成立科學(xué)委員會(huì)和時(shí)間分配委員會(huì)，將統(tǒng)籌望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃、凝練科學(xué)方向、項(xiàng)目遴選、數(shù)據(jù)公開(kāi)等工作，更好地發(fā)揮其科學(xué)效能，促進(jìn)重大科學(xué)成果產(chǎn)出。將來(lái)圍繞“中國(guó)天眼”建設(shè)的引力波探測(cè)研究、射電天文大數(shù)據(jù)等科技中心，還將發(fā)揮輻射、引領(lǐng)及推動(dòng)作用，成為重要的人才培養(yǎng)基地。
火眼金睛 向宇宙未知地帶探索
“目前通常認(rèn)為，宇宙中大約70%是暗能量、26%是暗物質(zhì)、不到4%是重子物質(zhì)，只有不到1%是人類能看見(jiàn)的發(fā)光物質(zhì)。”李柯伽說(shuō)，密度極高的脈沖星屬于重子物質(zhì)，而發(fā)光物質(zhì)只相當(dāng)于“一瓶可樂(lè)中的一滴水”。
多位天文學(xué)家都認(rèn)為，至少在分米波波段射電天文學(xué)、脈沖星觀測(cè)研究領(lǐng)域，“中國(guó)天眼”很快就能世界領(lǐng)先。除了天文學(xué)觀測(cè)以及建造望遠(yuǎn)鏡帶動(dòng)的技術(shù)創(chuàng)新，它還將成為最精確的物理規(guī)律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
韓金林認(rèn)為，“中國(guó)天眼”目前發(fā)現(xiàn)這么多脈沖星不值得驚訝，它至少再新發(fā)現(xiàn)千余顆脈沖星，把人類能看見(jiàn)的脈沖星庫(kù)規(guī)模拓展50%，才算小有成就。
在調(diào)試期間，“中國(guó)天眼”已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了從未被其他望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的脈沖星現(xiàn)象。姜鵬說(shuō)，借助“中國(guó)天眼”超高的靈敏度，國(guó)家天文臺(tái)已經(jīng)將脈沖星的計(jì)時(shí)精度提升至世界原有水平的50倍左右，這將有可能使人類首次具備極低頻的納赫茲引力波的探測(cè)能力。
敢當(dāng)“夢(mèng)潮兒”的中國(guó)科學(xué)家希望，借助“中國(guó)天眼”進(jìn)行銀河系及周邊的星際介質(zhì)巡天，全面更新脈沖星和近鄰宇宙的氣體分布圖像。
星辰大海，才是他們的征途。
原標(biāo)題：星辰大海，才是它的征途——“中國(guó)天眼”通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收正式開(kāi)放運(yùn)行
來(lái)源|新華社
編輯|張琴
