探秘宇宙的巨眼：中國(guó)與世界的射電望遠(yuǎn)鏡合作

作者段躍初

在遙遠(yuǎn)的宇宙深處，有一雙無(wú)比敏銳的眼睛，它們能洞察到光年之外的景象，捕捉到微弱的信號(hào)，揭示出宇宙的秘密。這雙眼睛就是射電望遠(yuǎn)鏡，其中最矚目的便是中國(guó)參與建造的平方公里陣列（SKA）射電望遠(yuǎn)鏡。這是一項(xiàng)國(guó)際合作的壯舉，也是中國(guó)在國(guó)際大科學(xué)工程中的重要角色。

SKA是一個(gè)巨大的射電干涉陣列式望遠(yuǎn)鏡，其等效接收面積達(dá)到平方公里級(jí)別，擁有極高的靈敏度和科學(xué)發(fā)現(xiàn)能力。它能發(fā)現(xiàn)過(guò)去難以探測(cè)的極微弱信號(hào)，甚至能洞察到遠(yuǎn)離地球50光年的星球。SKA的超高空間分辨本領(lǐng)，將使曾經(jīng)“模糊不清”的天體以前所未有的清晰度展現(xiàn)在人類面前。

在科學(xué)探索方面，SKA肩負(fù)著眾多使命。它將嘗試揭示宇宙第一代發(fā)光天體的誕生，解開“宇宙黑暗時(shí)代”的謎團(tuán)；通過(guò)氫元素繪制最大的宇宙三維結(jié)構(gòu)圖；探求暗能量、暗物質(zhì)的基本性質(zhì)；發(fā)現(xiàn)銀河系中幾乎所有的脈沖星，用于精確檢驗(yàn)引力理論；探測(cè)來(lái)自星系中心的超大質(zhì)量黑洞產(chǎn)生的引力波；探索宇宙磁場(chǎng)的起源；以及尋找地外文明等。

中國(guó)在SKA項(xiàng)目中扮演了重要角色，從項(xiàng)目醞釀到國(guó)際組織創(chuàng)建及規(guī)則制定，再到項(xiàng)目管理與建設(shè)等各個(gè)環(huán)節(jié)都有中國(guó)科學(xué)家的積極參與。中國(guó)射電天文學(xué)家以國(guó)家天文臺(tái)南仁東研究員為代表，提出了利用中國(guó)貴州喀斯特地貌建造30面200米口徑巨型反射面天線組成的“中國(guó)SKA方案”。而這個(gè)方案也成為了“中國(guó)天眼”——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

FAST是世界上最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，也是北半球最靈敏的設(shè)備，可以與位于南半球的SKA形成互補(bǔ)。FAST已經(jīng)在快速射電暴起源、引力波探測(cè)等領(lǐng)域取得了世界級(jí)成果，如發(fā)現(xiàn)900余顆新脈沖星和4萬(wàn)多個(gè)中性氫星系樣本。

在未來(lái)，F(xiàn)AST和SKA將會(huì)繼續(xù)為國(guó)際天文界探索宇宙帶來(lái)新視角，為人類突破認(rèn)知新領(lǐng)域作出更大的貢獻(xiàn)。這雙“巨眼”將帶領(lǐng)我們更深入地理解宇宙的奧秘，揭示那些隱藏在光年之外的神秘力量。