世界最大的單口徑射電望遠鏡在中國

它就是“中國天眼”

2021年4月1日，它將正式對全球科學界開放

“天眼”能洞悉宇宙“前世”嗎？

“天空實驗室”里的科學家怎么工作？

這座大國重器唯一的“打卡”點在哪？

它又為何受到全球熱切關(guān)注？

跟著這組問“中國天眼”海報，我們帶你了解關(guān)于“天眼”的“十萬個為什么”

2019年8月28日，“十二個時辰”里的“中國天眼”（拼版照片，檢修期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝

“中國天眼”都有什么本事？

“中國天眼”全稱是500米口徑球面射電望遠鏡。它的靈敏度穩(wěn)居世界射電望遠鏡之首，可有效探索的空間范圍體積遠超它之前最先進的射電望遠鏡。來看看“天眼”都能做些什么。

對射電望遠鏡來說，反射面大小決定靈敏度，而靈敏度決定“眼力”?！爸袊煅邸奔夹g(shù)團隊首創(chuàng)主動變形反射面，使望遠鏡覆蓋40度天頂角，讓“天眼”能看得更遠更廣，甚至看到遙遠的河外星系。

科學家們建造“中國天眼”，一個重要目的就是捕捉宇宙誕生之初大爆炸時的余波，重現(xiàn)宇宙“前世”圖景。目前“天眼”已經(jīng)在觀測銀河系及近鄰星系的中性氫，更早期宇宙的中性氫輻射頻率更低，在“天眼”的設(shè)計范圍之內(nèi)，只要換一臺對應頻率的接收機就可以探索更早期宇宙。

快速射電暴，被科學家形象地稱為宇宙中的“閃光燈”。這是因為它雖然僅持續(xù)幾個毫秒，卻可以在這么短時間內(nèi)，把相當于地球上幾百億年的發(fā)電量完全以不可見的無線電波釋放掉。而要“看到”快速射電暴，就需要借助“中國天眼”。（全文詳見）

天空視角看“中國天眼”和它所在的喀斯特山區(qū)。（資料來源：新華社現(xiàn)場云——60萬米高空看貴州）

“中國天眼”是如何運行、保養(yǎng)的？

“中國天眼”的“家”，在貴州平塘一個名叫大窩凼的喀斯特洼坑里。雖然身在洼地，但它卻看得很遠、看到深空。在科學家心里，它是一座“天空實驗室”。

“大鍋”跟人一樣有“汗毛孔”。為了讓它雨天能暢快呼吸，工程師給它鉆出數(shù)千萬個小孔。在大窩凼下面50多米深的地方，有貴州最大的地下河——大小井巖溶地下暗河，雨水基本從暗河流走。工程技術(shù)人員還沿洼地底部開鑿泄洪隧洞，從根本上消除了洪澇風險。（全文詳見）

射電望遠鏡不能直接成像，而是抓取目標的無線電信號，用數(shù)據(jù)說話。天文學家利用“天眼”開展工作，有點類似移動靶射擊運動，需要不斷地選取目標、瞄準目標射擊、分析結(jié)果?！疤煅邸眰鬏?shù)暮Ａ繑?shù)據(jù)，基本沒有手動分析的可能，所以天文學家都是“程序員”，用大數(shù)據(jù)手段實現(xiàn)天地“連線”。（全文詳見）

“天眼”的工程師團隊利用全過程仿真技術(shù)，把整個反射面用力學模型完全數(shù)字化，建立起了反射面安全評估系統(tǒng)。如果問題出在反射面板上面，工程師還會模仿“太空行走”，借助一個直徑7.6米的氦氣球，“走”到反射面任意地方去解決問題。（全文詳見）

作為普通人，如何才能親近“中國天眼”？

科學也可以是最綺麗的風景。到貴州平塘，穿越電磁波寧靜區(qū)、登上這個大國重器唯一的“打卡點”，你可以親眼見證最美麗的科學風景。

“中國天眼”觀景臺也叫瞭望臺，在望遠鏡東側(cè)的山頂上。清晨，有可能看到云霧在“大鍋”中翻滾；正午或夕陽西下時，“大鍋”反射的陽光會讓你瞇上眼睛；晚上，有可能看到銀河掠過“大鍋”邊的山巒。（全文詳見）

穿行在天文小鎮(zhèn)周邊的柏油路上，時不時路邊會有牌子提醒，你已進入電磁波寧靜區(qū)核心區(qū)。為了給“天眼”觀測運行營造良好的電磁環(huán)境，平塘縣先后對核心區(qū)內(nèi)村寨實施移民搬遷，并關(guān)閉了附近所有通信基站。（全文詳見）

走的是“嫦娥路”，過的是“日月橋”，天文小鎮(zhèn)集納了中國人從古至今對宇宙的幻想。天文啟蒙教育、學術(shù)交流活動豐富，研學旅行精品課程、天文科普研學夏令營廣受歡迎，截至目前已接待超5000批次、10萬人次的研學團隊。（全文詳見）

越來越多靠“觀天”牌吃上旅游飯的平塘人，都忘不了一個名字，那就是“中國天眼”的發(fā)起者和奠基人、著名天文學家南仁東。2013年5月23日，天上多了一顆“平塘星”。2018年10月15日，天上又多了一顆“南仁東星”。這兩顆“星”注定相望永恒。

從“中國天眼”底部看星空。（中科院國家天文臺提供，“中國天眼”建設(shè)期間拍攝）

回溯原初宇宙，揭示更多宇宙奧秘，這是建造“天眼”的原動力，也是終極目標。從這個意義上說，洞穿未來的“天眼”是人類在科學前沿實現(xiàn)重大突破、加快創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的利器。

“中國天眼”在很多領(lǐng)域具備超強“發(fā)現(xiàn)力”：發(fā)現(xiàn)氣體星系的數(shù)量有望在過去的基礎(chǔ)上提高10倍，發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量有望翻倍，有望發(fā)現(xiàn)新的星際分子……

從“天眼”的早期成果看，不少有國際專家參與。面向全球科學界開放后，在望遠鏡時間分配上會有更激烈的競爭?！疤煅邸睂楦嗳送渡砜茖W事業(yè)提供平臺。

宇宙從哪里來，又將到哪里去？許多問題有待科學家通過探索與研究去發(fā)現(xiàn)。

策劃：趙承、李自良

監(jiān)制：張旭東、段羨菊

統(tǒng)籌：崔潁、王麗、胡星

文字：齊健

海報拍攝：歐東衢、劉續(xù)、楊文斌

海報制作：齊健、汪強

視覺/編輯：金地

鳴謝：中科院國家天文臺

新華社國內(nèi)部、新華社貴州分社聯(lián)合出品