您现在的位置是：今日中国
大而灵敏的中国天眼
2021-05-22 11:11今日中国
简介简称FAST的中国天眼是迄今为止看得最远、看得最清的望远镜。在月亮上使用手提电话，也逃不过它的眼睛。 FAST是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。它主要用来接收来自宇宙深处的信号，终极目标是搜寻外星人。相信未来二三十年内它都...
简称FAST的中国天眼是迄今为止看得最远、看得最清的望远镜。在月亮上使用手提电话，也逃不过它的眼睛。 FAST是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。它主要用来接收来自宇宙深处的信号，终极目标是搜寻外星人。相信未来二三十年内它都将保持世界一流设备的地位。
在贵州省的崇山峻岭中，有这样一个超级工程景区，景区每天的门票严格控制在2000张以内，因此很多游客提前半个月就在网上预约；游客进入景区要经过严格程度堪比机场的智能安检和人工双重安检两道关卡；进入景区核心区5公里範围内，包括手机、相机在内的电子设备，一律上缴。
这个景区就是中国天眼。自2016年9月25日落成至2018年9月，中国天眼共发现59颗脉冲星候选体，其中有44颗已被确认为新脉冲星。
世界最大、最灵敏
500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope），简称FAST，位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中。
FAST由我国天文学家南仁东于1994年提出构想，历时22年建成，于2016年9月25日落成启用。它是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
它的口径有500米，由近46万块三角形单元拼接而成。它的圈梁被50根6至50米高低不等的钢柱支在半空，周长约1.6公里。其反射面总面积25万平方米，相当于30个标準足球场那么大。
由于选址在贵州喀斯特天然地貌，省去了大量人工开挖的工作量。
FAST的主动反射面可以利用2400个节点下方的下拉索和促动器装置，进行有效变形。
FAST的自主创新体主要现在三个方面：
轻型馈源支援系统
使用六个塔来悬挂和调整馈源舱，这个设计并不简单。要知道世界第二大的美国阿雷西博305米口径望远镜的馈源平台足足有上千吨重，如果按照美国人的设计思路，FAST的馈源平台将达到近万吨。而由于FAST採用轻型馈源支撑系统的设计，馈源舱平台的重量仅为30吨。
FAST虽然大，却非常灵敏。这主要体现在它会转动，就像人类的眼睛一样，为了捕捉信息而转动。其索网结构可以随着天体的移动变化，带动索网上的4450个反射单元在射电源方向形成300米口径瞬时抛物面，从而极大地提升了观测效率。而主动反射面让中国天眼拥有更广的观测範围，能覆盖40度的天顶角。
中国天眼的灵敏度，是号称地面最大的机器的德国埃菲尔斯伯格100米口径望远镜的10倍；是人类二十世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米口径射电望远镜的2.25倍，其综合性能提高约10倍。
FAST能够接收到137亿光年以外的电磁信号。从2016年9月25日起，FAST方圆5公里成为静默区。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。
FAST调试组的工程师李志恆说，简单来说，FAST相当于人类感官的延伸。
人类的感官无法识别和处理宇宙中的天体传来的电磁波信号，FAST的运行系统就充当了媒介的角色，它将信号收集、处理、再翻译成人类能理解的形式。
文章开头提到的脉冲星是恆星爆炸后产生的一种特殊的中子星。它最大的特点是高速自转，磁场旋转时产生的射电脉冲等辐射束会週期性地快速扫过地球，就像是轮船在海里航行看到过的灯塔一样。
脉冲星是理想的天体物理实验室，对它的研究有望得到许多重大物理学问题的答案。
同时，由于脉冲星的自转週期极其稳定，因此可以成为人类测量宇宙时空的超高精准度时钟。例如，当飞船飞进宇宙深处，望远镜、卫星不能直接观测时，就需要依靠脉冲星提供的準确时间，测算出某时某刻飞船抵达了甚么位置。
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。而FAST望远镜则是发现脉冲星的理想设备。
在中国天眼之前，地球上所有望远镜都只能看见银河系里的脉冲星。随着中国天眼加入射电望远镜家族，科学家预测人类发现的脉冲星家族有望扩员一倍，而且会看见银河外星系的脉冲星，或者看见围绕黑洞的脉冲星。
除了单向接收宇宙信号之外，FAST也具备提供星际间的深空通讯能力。如果有人类航天器飞到远至太阳系外缘行星，仍然能够通过FAST和地球联繫上。
为防止外来无关人员侵入，FAST週边安装了防护网，但这些防护网之内的植物都会儘量保留。反射面板上有很多透光的小孔，就如同筛子，可达到50%的透光率。这样做既可以减轻重量和风阻，又能保证植被的正常生长。在望远镜主体所在的天然洼地中，生长着很多绿色植物，它们对坑底的水土保持起到有利作用。
美国有线电视新闻网兴奋地猜测说，中国最大的天文望远镜将开始搜寻外星人。英国《卫报》则形容说，这代表着中国天文能力的一次飞跃，未来可能的发现甚至超出我们最疯狂的想像。由于它的超强探测精度，它可以接收到宇宙诞生之初的信号。
对此，FAST工程台址与观测基地系统总工程师朱博勤说，搜寻地外文明（外星人），确实是天眼的终极目标之一，但是现在还没有做这个事。FAST的三大目标是：脉冲星、星际导航、中性氢，另一个科学目标就是寻找星际分子。
曾有科学家打了个比方：有人在月亮上使用手提电话，也逃不过它的眼睛。中国天眼是迄今为止看得最远、看得最清的望远镜，并将在未来20至30年保持世界一流设备的地位。
参考资料：
《中国天眼是甚么？到底有多牛？》 洛丽塔科技 2017/10/11
《中国天眼的过人之处》 人民网 2017/3/31
《中国天眼创三项世界之最 性能超第二名10倍》 刘扬 环球网 2016/9/26
《中国天眼凝聚中国创新》人民日报 海外版 2017/8/22
《天眼调试组：白天抠精度晚上试观测，为天文事业淘金》张茜 中国青年报 2018/6/4
《脉冲星是啥？我们为甚么要寻找它？》蝌蚪五线谱 2017/10/11
《中国天眼工程师：搜寻外星人是FAST的终极目标之一》 付松 红星新闻 2017/10/17
《中国天眼：两年发现44颗新脉冲星》 中国新闻网 2018/9/12
Tags：大而,灵敏,中国,天眼,简称,FAST,中国,天眼,迄今为止
上一篇：图解亚投行
下一篇：从动荡之源到亚洲安全之本
