中国天眼通过验收 到底是什么状况？

中国天空之眼开放运营

视觉决定视觉。1月11日，被誉为“中国之眼”的500米球面射电望远镜通过国家验收并正式投入运营，成为世界上最大、最灵敏的射电望远镜，也意味着人类对宇宙未知领域的探索有了更深的视野和更广阔的视野。

2, 11, 43, 93, 102 ...从2017年10月“中国天眼”首次发现2颗脉冲星，到11日召开的全国验收会议，宣布已发现102颗脉冲星，其近两年发现的脉冲星数量超过同期欧美数个脉冲星搜索团队发现的脉冲星总数。

大器晚成者胜射电望远镜之巅

“中国天眼”的灵敏度是世界第二大射电望远镜的2.5倍以上，可以有效探索的空之间的范围体积扩大了4倍，使科学家能够发现更多未知的恒星、未知的宇宙现象、未知的宇宙规律...

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验收会上，中科院吴相平院士等6位专家分别宣读了工艺验收和无线电波环保验收意见。国家发改委高技术司副司长沈宣布，“中国天眼”各项指标均达到或优于核准验收指标，主要性能指标达到国际领先水平，具备开放运营条件。

国家天文台研究员、中国天眼总工程师江鹏认为，通过国家验收，意味着中国天眼完成了工程师和科学家的交接，将全部火力投入到科学观测中。未来两三年，将会有一系列重要的科学产出，同时进一步稳定望远镜的性能。

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1月8日拍摄的“中国天眼”全景。新华社记者欧冬雨照片

古人悲叹，地平线眼力断千里；如今，“天眼”的视力已经破亿光年。除了反射面变形时几千个液压执行器一起咆哮，几乎不动之外，安静得像处女。速度快且快，基带数据最高传输速率为每秒38G，每小时平均接收有效科学数据约为3.6T

从宇宙恒星到基本粒子，人类的科学发现和技术创新越来越离不开强大的科研仪器，尤其是科学仪器，它们与创新思维一起构成了现代科技突破的必要条件。

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1月11日，专家学者视察“中国天眼”。新华社记者欧冬雨照片

中国科学院院士、天体物理学家方成认为，中国是世界上天文记录最长、最完整的国家。3000多年来，各种天文现象不断被记录下来，包括日食月食、黑子、彗星流星、客星等等。中国古代天文学家编纂了100多种天文历法，发明了大量天文仪器。

“但是到了近代，中国天文学和其他科学技术一样，远远落后于率先完成工业革命的西方国家，很多先进的仪器从来没有见过。”国家天文台研究员韩金林表示，即使在上个世纪，老一辈天文学家也只能寻求与外国的合作，相当于借用别人的望远镜，大部分只能做一些边缘课题。

以王寿官、南为代表的中国第一代和第二代天文学家，为缩小我国与世界先进水平的差距，肩负起“赶潮”的重任，做出了巨大努力。

1993年，包括中国在内的10个国家的天文学家提出了建造新一代射电“大望远镜”的倡议，渴望回到原来的宇宙，解决天文问题。

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1月8日，夜景“中国之眼”全景。新华社记者欧冬雨照片

当时活跃在国际天文学界的南毅然回国，以报国的诚意和描述宇宙的初心，力促中国独立建造射电“大望远镜”。

从1994年的选址和前期研究，到2016年9月25日“中国天眼”的建成开放，南带领团队帮助中国追赶了20多年——打造世界最大的射电望远镜。

群星怒火中烧，距离我们数百亿光年

有人可能会问，既然“中国天眼”三年前建成投入使用，为什么今天才被接受？其实望远镜要达到科学家的各种观测意图，达到稳定可靠的灵敏度，并不容易。

从世界最大到世界最敏感，正是“中国天眼”三年来的目标和成就。它的观测范围可以达到100亿光年外的外星系甚至宇宙边缘。

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1月9日，工作人员检修了FAST反光板。新华社记者刘旭社

灵敏度和分辨率是射电望远镜的两个核心指标。因为恒星距离地球很远，到达地球时能量很弱，敏感性是科学家发现黑暗、微弱天体的能力，而要想更进一步看到遥远天体的真实面目，就必须依靠分辨率。

“灵敏度是最‘硬’的指标，基本上受望远镜口径的限制。相比之下，分辨率可以通过多个相对较小的望远镜的合作来提高。”雷倩，国家天文台副研究员。

“开创了建造巨型射电望远镜的新模式，突破了传统望远镜的工程限制，采用了新的设计方案和更大直径的‘中国天眼’，比国外同类望远镜的调试周期更短，远超国际惯例和同行预期。”江鹏说。

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1月11日，专家学者视察“中国天眼”。新华社记者刘旭社

从以下几组数据中，我们可以窥见“中国之眼”的形状:

大-反射面由4450个反射单元组成，总面积25万平方米，相当于30个标准足球场。如果你把它想象成一个装满水的罐子，容量足以让世界上每个人得到4瓶水。

无独有偶，30吨的饲料舱由6根钢索控制，可在140米高空和206米的尺度范围内实时定位。

强-能看到更远更弱的天体，1分钟就能发现。即使把坐标提供给直径100米的射电望远镜，对方也需要9分钟才能看到。

精确——测量角度在500米刻度上精确到8秒，10 mm的定位精度最高为3.8 mm。

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1月11日，专家学者视察“中国天眼”。新华社记者欧冬雨照片

"但这些设计、性能和精度并不是理所当然的."江鹏说，“田燕”的索网结构是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。为了实现反射面的变形，对抗疲劳性能的要求极高，在实验中对现有的钢索进行了断裂。如果这个材料和工艺的问题不解决，整个项目就停止了。

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1月8日，月光下“中国之眼”全景。新华社记者欧冬雨照片

回忆10年前的“电缆网研究”，江鹏还记得:“我们进行了有史以来最系统、规模最大的电缆疲劳试验。经过近百次的失败，我们终于研制出了一种超高抗疲劳钢缆。在200万次循环荷载的情况下，应力幅可达500MPa，这在国际上是没有先例的。”

其实整个团队各个子系统的开发过程几乎如履薄冰。从26年前以南为代表的几位科学家，成长为一个平均年龄35岁左右的100人团队，能够独立设计建造大型射电望远镜及类似天线。四代科研工作者不断前行，扎根深山，辜负了当代天文学的浪潮。

乍一看，大型设备引领科技创新

科技进步的速度从过去的一万年、一千年、一百年，变成了十年、一年甚至日新月异。但对于物理学和天文学来说，似乎还在啃量子力学和相对论的旧书。

重大突破，科研仪器第一。北京大学李克威天文与天体物理研究所研究员李克佳认为，天文学甚至物理学都是实验科学。前期理论研究先行，后期实验验证是关键，必须使用科学仪器。

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1月11日，专家学者视察“中国天眼”。新华社记者欧冬雨照片

“在处于发展上升阶段的学科中，谁提问，谁就掌握了发展趋势。如果没有大装置做实验，就不会提出问题，只能解决别人背后的问题。”李克佳说，边界不明的天文学，无疑是一门发展中的学科。

“每天摸着望远镜观察的人都能发现前沿问题。”韩金林说，过去中国缺少大型望远镜设备，天文学家只能在理论上对某些领域进行深度挖掘，现在从观测的角度可以做出更有独创性、世界领先的成果。

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1月11日，专家学者视察“中国天眼”。新华社记者刘旭社

从开工到国家验收短短9年，收获颇丰:

发表论文300多篇，SCI 80篇，EI 76篇。获得第一专利权人授权专利69项，其中发明专利39项，实用新型专利30项；

已发现146颗优质脉冲星候选，确认102颗脉冲星。成功实现了与上海天文台天马望远镜的联合观测，在国际甚长基线干涉测量中发挥了重要作用；

据原国家天文台台长、中国天眼项目经理严军介绍，在施工阶段，中国天眼在钢结构、自动化行业、机械行业、创新设计、测绘地理信息技术、电磁兼容研发、建筑工程等10多个领域获得国家级奖项。

目前，“中国天眼”成立了科学委员会和时间分配委员会，将协调望远镜运营相关的战略规划、科学方向、项目选择和数据披露，以充分发挥其科学效率，促进重大科学成果的产出。未来围绕“中国天眼”建设的引力波探测研究、射电天文大数据等科技中心也将发挥辐射、引导、推广作用，成为重要的人才培养基地。

引人注目，探索宇宙未知领域

“目前普遍认为宇宙中大约70%是暗能量，26%是暗物质，不到4%是重子物质，不到1%是人类能看到的发光物质。”李克佳说密度极高的脉冲星属于重子物质，而发光物质只相当于“一瓶可乐里的一滴水”。

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1月9日拍摄的《中国的天眼》。新华社记者刘旭社

许多天文学家认为，至少在射电天文学和分米波段脉冲星观测领域，“中国天眼”将很快领先世界。除了天文观测和望远镜建设带动的技术创新，它还将成为验证物理规律最精确的实验平台。

美国国家科学院院士、伯克利大学无线电实验室主任卡尔·海尔斯(Carl Hiles)教授认为，“中国天眼”比美国的阿雷西博望远镜更灵敏，覆盖更大的天空面积，拥有19束的接收器，在脉冲星搜索、观测星际云等天文学领域具有革命性的机遇。

韩金林认为，中国天眼目前发现这么多脉冲星并不奇怪。它发现了至少1000颗新的脉冲星，并将人类可以看到的脉冲星池扩大了50%。

调试期间，“中国天眼”发现了其他望远镜从未观测到的脉冲星。国家天文台研究员李毅领导的脉冲星研究结果挑战了经典的“旋转木马”辐射模型。再比如费米的高能无线电源。美国的阿雷西博望远镜搜索失败，而“中国之眼”则成功探测到一次。

江鹏表示，凭借“中国天眼”的超高灵敏度，国家天文台将脉冲星的计时精度提高到了世界原始水平的50倍左右，这将使人类有可能首次拥有探测极低频纳赫兹引力波的能力。

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1月9日，工作人员正在检修FAST反光板。新华社记者欧冬雨照片

正是因为知识太少，才点燃了人类探索宇宙未知领域的梦想。

敢于做“梦想孩子”的中国科学家，希望借助“中国天眼”对银河系及其周边星际介质进行勘测，全面更新脉冲星和邻近宇宙的气体分布图像。一旦发现了具有特殊意义的物体，就意味着发现了一个新的未知世界，系统地拓展了人类的宇宙视野。

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1月8日拍摄的《中国的天眼》。新华社记者刘旭社

星星和大海是他们的旅程。