“中國天眼”到底看到了什么？

隨著《三體》熱播，一些神級劇情和大場面為不少擁躉津津樂道，細(xì)心的科幻迷一定不會忽略這個細(xì)節(jié)：射電天線大鍋鏡頭。

在山頂，在晚霞下，一口大鍋“素面朝天”，像一個美女尋找戀人的臉，又像一扇開向無盡宇宙的懸窗，探索外星文明……

現(xiàn)實(shí)中，也確實(shí)存在這樣一個實(shí)實(shí)在在的大型科學(xué)裝置。500米口徑射電望遠(yuǎn)鏡FAST——全球最大口徑、最大靈敏度的“中國天眼”，就坐落在我國貴州省。

到底有多大呢？有網(wǎng)友形象地說：這口“地鍋”裝滿水，夠全世界每個人分4瓶，煮一鍋飯，夠全世界的人一起吃3天。

近日，“中國天眼”FAST總工程師姜鵬介紹，截至目前，F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)的脈沖星總數(shù)已超740顆。

脈沖星到底是啥？發(fā)現(xiàn)脈沖星代表什么？未來會發(fā)現(xiàn)外星文明嗎？今天就一起來說說。

“中國天眼”有哪些“之最”？

先來認(rèn)識一下“中國天眼”。它建在貴州平塘，自1994年提出構(gòu)想，歷時22年，于2016年9月25日落成啟用，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)。

1.規(guī)格之最

最大單口徑?！爸袊煅邸笔鞘澜缟弦呀?jīng)建成的最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，是一座500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡。信號接收面積相當(dāng)于30個足球場，繞著它跑一圈得將近10分鐘?！爸袊煅邸遍_創(chuàng)了建造巨型望遠(yuǎn)鏡的新模式。

最大靈敏度?！爸袊煅邸钡撵`敏度是世界第二大望遠(yuǎn)鏡阿雷西博的2.5倍以上，這將大幅拓展人類的宇宙視野，無論在深度和廣度上都達(dá)到前所未有的水平。

2.建造之最

選址在貴州省黔南布依族苗族自治州，借助天然圓形溶巖坑建造，節(jié)省了大量人工開挖的工作量。

設(shè)計(jì)的主動反射面可以利用2400個節(jié)點(diǎn)下方的下拉索和促動器裝置，進(jìn)行有效變形。FAST的反射面總面積約25萬平方米，用于匯聚無線電波，供電臺接收。

設(shè)計(jì)輕型饋源支持系統(tǒng)，極大節(jié)省了人力物力。它使用6個塔來懸掛和調(diào)整饋源艙。饋源艙就像“天眼”的瞳孔，進(jìn)行信號聚焦，可以看得更加清楚。

脈沖星、毫秒星到底是什么？

快7年過去了，作為國之重器，“中國天眼”沒有辜負(fù)眾人的期望，取得了一系列重要成果。

目前來說，F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)數(shù)量最多的應(yīng)該是脈沖星。

2018年，尚在調(diào)試期的FAST首次發(fā)現(xiàn)了一顆毫秒脈沖星，并得到國際認(rèn)證，這也是FAST繼發(fā)現(xiàn)脈沖星之后的又一重大成果。

脈沖星是1967年英國劍橋大學(xué)的一位博士研究生意外發(fā)現(xiàn)的，主要特征之一是它能發(fā)射周期性的脈沖，周期在1.4毫秒到23秒范圍。脈沖星是中子星，具有的超高密度相當(dāng)于壓縮到一個城市尺寸的太陽。脈沖星的發(fā)現(xiàn)成為人類認(rèn)識宇宙進(jìn)程中的重要里程碑，是研究宇宙極端環(huán)境的理想研究對象。毫秒脈沖星是自轉(zhuǎn)周期在1—10毫秒范圍內(nèi)的短周期脈沖星，每秒鐘能旋轉(zhuǎn)上百次。

脈沖星、毫秒脈沖星的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)天文學(xué)的重要發(fā)現(xiàn)，也是引力波預(yù)言的驗(yàn)證。其中，脈沖星的發(fā)現(xiàn)，被譽(yù)為20世紀(jì)60年代天文四大發(fā)現(xiàn)之一，還曾斬獲兩項(xiàng)諾貝爾物理學(xué)獎。

“中國天眼”能搜尋到地外文明嗎？

“中國天眼”有什么能力呢？人類用“中國天眼”能看到什么，做什么呢？——讓全人類看得更遠(yuǎn)！

“中國天眼”就好像地球向宇宙開的一扇窗戶。這扇窗相比地球的尺寸來說，比不上任何一間房子上的窗戶占比，但本領(lǐng)可不小。天文學(xué)家透過它可以看往遙遠(yuǎn)的宇宙深處，接收外星球強(qiáng)烈或微弱的信號，既可以繪制銀河系結(jié)構(gòu)，又能傾聽脈沖星的“聲音”，還能接收外星文明信號（如果有的話），用于探索研究宇宙起源和演化。

國家天文臺研究員、中科院院士武向平表示，隨著FAST的建成，中國將加入國際引力波探測行列，并會把脈沖星計(jì)時引力波探測的靈敏度提高2—3倍，提高低頻引力波的探測概率。他預(yù)測該領(lǐng)域未來幾年將有重大突破。

通過“中國天眼”，中國科技工作者已取得亮眼的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，研究成果發(fā)表在《自然》等雜志上。

已故的“中國天眼之父”南仁東先生對FAST有一個展望和總結(jié)，他說，“中國天眼是中國天文從追趕到超越的一次嘗試，我們現(xiàn)在只是在嘗試的起步階段”?，F(xiàn)在“中國天眼”已正式運(yùn)行，中國科學(xué)家與國際同行同臺競技。對比，南先生應(yīng)該會感到欣慰吧。

（本文專家劉艷，就職于中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心。文章選自學(xué)習(xí)強(qiáng)國“科技工作者之家”2023年2月15日，有刪改）