用“天眼”望一望银河那头
分类:武器装备

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上图中讨论的“天眼”似乎已经伸进我们生活的各个角落,似乎让我们感觉到一丝“恐惧”。但是,我们今天要说的“中国天眼”它的首秀也引来的众多瞩目可不是窥探隐私的“高科技”,很多人不明白这“天眼”是干啥的?它对我们的生活有什么影响?它的作用仅仅是个“大望远镜”,没事儿观天象玩玩儿? 这就是你的不对了。 国家耗资近10亿元,历时22年,从构想到选址、动工、改建、完工等步骤,几代人的热血都投注在这口“大锅”上。这绝对不是为了“玩玩儿”。

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中文名:500米口径球面射电望远镜

外文名:FAST(Five hundred meters Aperture Spherical Radio Telescope)接收面积:25万平方米

边框:1.5千米

地址:贵州省平塘县克度镇金科村大窝凼

口径:500m建成:2016年9月21日

工程投资:约6.67亿人民币反射面总面积:约25万平方米

设施级别:国家重大科技基础设施

借助这只巨大的“天眼”,科研人员可以窥探星际之间互动的信息,观测暗物质,测定黑洞质量,甚至搜寻可能存在的星外文明。众多独门绝技让其成为世界射电望远镜中的佼佼者,这也将为世界天文学的新发现提供重要机遇。与德国波恩100米望远镜相比,“天眼”的灵敏度提高了约10倍;与美国阿雷西博350米望远镜相比,“天眼”的综合性能也提高了约10倍。“天眼”能够接收到137亿光年以外的电磁信号。从2016年9月25日起,“天眼”方圆5公里将成为“静默区”。这个庞然大物开始睁开“慧眼”,专注地捕捉来自宇宙深空的信号。

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科学目标 1、FAST有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘,重现宇宙早期图像。 2、能用一年时间发现数千颗脉冲星,建立脉冲星计时阵,参与未来脉冲星自主导航和引力波探测。 3、主导国际甚长基线干涉测量网,获得天体超精细结构。 4、进行高分辨率微波巡视,检测微弱空间信号。 5、参与地外文明搜寻。 6、参与子午链工程,提高非相干散射雷达双机系统性能。 7、将深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星,将卫星数据接收能力提高100倍。

应用目标 1、空间飞行器的测控与通讯 2、脉冲星计时阵和自主导航 3、非相干散射雷达接收系统 4、高分辨率微波巡视

具有中国独立自主知识产权的FAST,是世界上目前口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,其设计综合体现了我国高技术创新能力。它将在基础研究众多领域,例如宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等方向提供发现和突破的机遇,也将在日地环境研究、国防建设和国家安全等方面发挥不可替代的作用。其建设将推动众多高科技领域的发展,提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。它的建设与运行将促进西部经济的繁荣和社会进步,符合国家区域发展总体战略。

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南仁东的名字,与FAST密不可分。 洪亮的嗓音,在生命最后的几年里变得嘶哑,曾跑遍大山的双腿也不再矫健。72岁的南仁东,把仿佛挥洒不完的精力留给了“中国天眼”——世界最大口径的射电望远镜FAST。某种程度上,他成就了FAST,FAST也成就了他。

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而建成FAST,就是他所说的“一点事”。他一做就是20多年。 如今,南仁东主导缔造的FAST,终于睁开“锐眼”,望向苍穹。 FAST的这次“首秀”,或许就是对南仁东的最好告慰。有网友建议,希望将FAST发现的第一颗脉冲星命名为“南仁东星”。

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FAST总工艺师王启明表示,在FAST的科学目标中,确实“包括寻找地外文明”,“但是这并不是我们排在最前列的目标”。“排在我们最前列的目标是寻找脉冲星。”他说。 记者注意到,平塘国际天文体验馆对脉冲星进行了介绍。馆内资料显示,脉冲星是快速自转的中子星,它能够发射严格周期性脉冲信号。脉冲星的观测研究不仅具有重要的物理意义,而且具有重要应用价值,在时间尺度、深空自主导航等方面具有重要的应用前景。 为什么要找脉冲星?王启明说,脉冲星会不断地发出脉冲信号,而这种信号非常稳定。“找到以后就可以应用于深空探测、星际旅行,可以起到导航作用。” 他举例称,“如果你要走到火星,或者走出太阳系,甚至走出银河系,根本无法用地球上的GPS去导航,但如果能知道宇宙中很多脉冲星的位置,就可以通过它来定位、导航。” 他还指出,航天航空的精确定位也离不开射电望远镜。“如果我们发射飞船去火星,飞船在走的过程中隔一段时间就发一个脉冲信号回来,我们的中国‘天眼’就可以接收到这个信号,判断它的位置,是否在正确轨道上。” 此外,贵州大学物理学院教授、中科院国家天文台-贵州大学天文联合研究中心常务副主任张志彬也告诉记者,人类在地面建实验室,高温高压强磁场都是很难实现的,而脉冲星的实验条件非常极端,它“对人类认识极端条件下的一些物理现象也有非常重大的意义”。 国家天文台副台长、FAST工程常务副经理郑晓年曾在接受媒体采访时指出,除了观测脉冲星,中国“天眼”的另一大科学目标是“巡视宇宙中的中性氢”。他指出,这可以“研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化”。

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“天眼动态”

10月10日,世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜取得首批成果新闻发布会在中国科学院国家天文台举行。 会上,国家天文台台长严俊介绍了FAST工程竣工一年来的各项工作进展。国家天文台研究员李菂对FAST取得的首批成果进行了发布:FAST望远镜调试进展超过预期;我国射电望远镜首次发现脉冲星,探测到数十个优质脉冲星候选体,其中两颗通过国际认证。李菂和国家天文台研究员姜鹏、澳大利亚科学及工业研究院Parkes望远镜科学主管George Hobbs等专家,就FAST首次发现脉冲星的过程、脉冲星研究工作在科学领域的重要意义、FAST未来工作计划等进行了深入解读,并回答了记者提问。 FAST作为“国之重器”,是我国“十一五”重大科技基础设施之一,于2016年9月25日竣工进入试运行、试调试阶段。国家天文台牵头国内多家单位,在FAST科学和工程团队密切协作下,经过一年的紧张调试,现已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,调试进展超过预期及大型同类设备的国际惯例,并且已经开始系统的科学产出。 FAST团组利用位于贵州师范大学的FAST早期科学中心进行数据处理,探测到数十个优质脉冲星候选体,经国际合作,如利用澳大利亚64米Parkes望远镜,进行后随观测认证,目前两颗脉冲星已通过系统认证,一颗编号J1859-0131,自转周期为1.83秒,据估算距离地球1.6万光年;另一颗编号J1931-01,自转周期0.59秒,据估算距离地球约4100光年。两颗脉冲星分别由FAST于今年8月22日和25日在南天银道面通过漂移扫描发现。这是我国射电望远镜首次新发现脉冲星。 搜寻和发现射电脉冲星是FAST的核心科学目标。银河系中有大量脉冲星,但由于其信号暗弱,易被人造电磁干扰淹没,目前只观测到一小部分。具有极高灵敏度的FAST是发现脉冲星的理想设备,FAST在调试初期发现脉冲星,得益于卓有成效的早期科学规划和人才、技术储备,初步展示了FAST自主创新的科学能力,开启了中国射电波段大科学装置系统产生原创发现的激越时代。未来,FAST将有望发现更多守时精准的毫秒脉冲星,对脉冲星计时阵探测引力波做出原创贡献。 未来两年,FAST将继续调试,以期达到设计指标,通过国家验收,实现面向国内外学者开放。科研人员将进一步验证、优化科学观测模式,继续催生天文发现,力争早日将FAST打造成为世界一流水平望远镜设备。

相关链接:

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