望远镜,顾名思义是用来观测遥远物体的仪器,它在我们的日常生活中应用十分广泛。根据观测波段、安装位置、支架结构类型等方面的不同,望远镜的种类也十分多样。经过400多年的发展,望远镜的功能越来越强大,观测的精密程度越来越高,观测距离也越来越远。我们今天要介绍的,是被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜——FAST。

看透百亿光年,洞悉星辰大海

“中国天眼”FAST由我国著名天文学家南仁东于1994年提出构想,历时22年建成,于2016年9月25日启用,进入调试期。2020年1月11日,FAST顺利通过国家验收,投入正式运行。2021年3月31日,FAST面向全球科学家开放。

FAST坐落于中国贵州省黔南布依族苗族自治州,是具有我国自主知识产权、500米世界最大单口径(单口径相比于多口径在技术工艺相同的情况下,观测到的图片更加清晰,亮度更强)、最大灵敏度(望远镜能探测的最小亮温度表示灵敏度)的射电望远镜,其反射面面积相当于30个足球场大,能够接收到100多亿光年以外的电磁信号。

FAST堪称我国新的科技奇迹。FAST全新的设计思路,加之贵州当地洼坑地貌得天独厚的地理优势,开创了建造巨型射电望远镜的新模式。FAS与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍;与美国阿雷西博300米望远镜相比,综合性能提高约2.5倍。作为世界最大的单口径望远镜,FAST将在未来10-20年保持世界一流设备的地位。

然而,FAST超大的工程规模、严苛的精度要求以及独特的运行方式也给科学家的建设道路带来了前所未有的挑战,但是因为有他,各种问题最终都迎刃而解。

可亲可敬的“中国天眼”之父——南仁东

古有十年磨一剑,今有二十二年铸“天眼”。身为“中国天眼”项目首席科学家,南仁东先生身先士卒,为了全面地指导FAST项目的建设,他自学各领域的专业知识,拖着年迈的身躯,常常在冰冷的办公室工作学习到天明。选址期间,为了尽可能降低FAST项目的成本,选择到性价比最高的台址,南仁东带着300多幅卫星遥感图,几乎用脚踏遍了贵州大山里所有的洼地。为了争取到足够的建设资金,南仁东跑遍全中国,逢人便介绍“天眼”项目,他回忆道:“我拍全世界的马屁,让全世界来支持我们。”FAST核心技术无例可循,关键材料急需攻关,施工环境异常复杂,面对如此艰巨的工程,南仁东说:“这是一件没有退路的事情,我不敢有半点疏忽,项目做不好没办法交代。”克服了一项项史无前例、看似无解的技术困难,天眼终于完工。

2016年9月,此时已罹患肺癌的南仁东,不顾身体病痛,从北京飞赴贵州,在远处目睹了经历漫长施工岁月的“中国天眼”正式启用仪式。遗憾的是,这位“中国天眼”首席科学家、总工程师,却没能亲眼见证“中国天眼”的高光时刻——2017年10月,“中国天眼”首次发现脉冲星。可就在不久前的9月15日,72岁的南仁东先生永远闭上了眼睛,他为崇山峻岭间的“中国天眼”燃尽了一生,打开了中国人追问宇宙的“天眼”。

南仁东曾说,建造“中国天眼”不是为了个人,而是为了整个射电天文界,尤其是为了年轻的研究生、博士后以及下一代的天文学者。通过FAST工程的实施,南仁东培养了一支优秀的研究队伍。他身上勇于探索、无私奉献的精神,时刻激励着大家前进。

FAST的建成给太空探索带来了哪些便利

通俗地说,FAST的建成意味着人类观测太空将不存在任何死角。FAST自2017年10月10日发现第一例脉冲星以来,截至目前已发现660余颗新脉冲星,成为自其运行以来世界上发现脉冲星效率最高的设备。所谓脉冲星,就是正在快速旋转的高密度星体,其自身的辐射如同灯塔的光束,时时刻刻在扫描着宇宙,这也决定了它是目前宇宙中最适合的定位系统。发现一颗新的脉冲星就如同给宇宙地图添上了一笔。在未来,脉冲星系统就如我们手机里的GPS一样,指引我们遨游茫茫宇宙。

此外,领先于世界的超强综合能力意味着FAST有着一双更敏锐的眼睛,能够看到别人看不见的事物,可以探测太空中极其微弱的信号,包括可能的外星文明的坐标信息。据我国《科技日报》2022年6月14日报道:“中国天眼探测到多例可疑的电磁信号,疑似来自地外文明。”中国地外文明搜寻的科学家透露:“这几例信号不同于以往的‘窄带电磁信号’,不太可能是宇宙自然形成的快速射电暴,大概率是‘人为制造出来的信号’,这意味着'中国天眼’可能找到外星人了。”

来源: 江苏青少年科学素质手册

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