9月7日,，500米口徑球面射電望遠鏡工程全景。新華社記者劉續(xù)圖
原標題：給我一雙“慧眼”——“超級天眼”的探索與追問
人類關于宇宙新知的探索又邁進了一步,。
25日,，有著“超級天眼”之稱的500米口徑球面射電望遠鏡將在貴州平塘的喀斯特洼坑中落成啟用，吸引著世界目光,。
1609年,，意大利科學家伽利略用自制的天文望遠鏡發(fā)現(xiàn)了月球表面高低不平的環(huán)形山，成為利用望遠鏡觀測天體第一人,。
400多年后,，代表中國科技高度的大射電望遠鏡，將首批觀測目標鎖定在直徑10萬光年的銀河系邊緣,，探究恒星起源的秘密,，也將在世界天文史上鐫刻下新的刻度。
宇宙到底有多大,？這是人類秉承探索發(fā)現(xiàn)的天性不斷追尋的問題,。在發(fā)現(xiàn)未知地帶的征程中，中國天文人將不畏艱苦,、不斷創(chuàng)新,，奏響探索宇宙的新暢想曲。
“發(fā)現(xiàn)”的高手,，大射電成我國天文學躋身世界一流的突破口
望遠鏡“鍋蓋”越大越靈敏,，500米的“超級天眼”究竟有多靈敏？科學家打了個比方,，有人在月亮上打手機,，也逃不過它的“眼睛”。
而對老一輩天文學家來說,，擁有這樣的望遠鏡一直是個夢,。我國天文學長期落后，主要受制于望遠鏡設備,。
二戰(zhàn)后射電天文學方興未艾,，接連涌現(xiàn)類星體,、脈沖星、星際分子和微波背景輻射四大天文發(fā)現(xiàn),，而我國在這一領域卻長期處于空白狀態(tài),。
走過蹣跚學步、仰望西方強國的階段,，近年來我國陸續(xù)建成5座射電望遠鏡,，口徑從25米到65米不等。不過,，與美國的305米口徑和德國100米口徑射電望遠鏡相比,，我們的射電望遠鏡觀測能力還比較有限。
“天文設備按國際慣例都是開放的,，但中國人要獨立申請使用國外望遠鏡比較難,。國內外設備差距比較大，缺乏平等合作的基礎,?！眹姨煳呐_“百人計劃”研究員、500米口徑球面射電望遠鏡工程科學部主任朱明說,，只有走自主研制之路,，才可以扭轉這一局面。
“500米口徑球面射電望遠鏡建成,，將為我國天文學躋身世界一流創(chuàng)造條件,。”中科院國家天文臺臺長嚴俊表示,。
國家天文臺射電天文研究部首席科學家,、“千人計劃”專家李菂說，中國大射電在很多領域都具備超強的能力：發(fā)現(xiàn)氣體星系有望在過去的基礎上提高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……
射電望遠鏡誕生至今，人類發(fā)現(xiàn)約2500顆脈沖星,，它們全部位于銀河系內,。科學家們將中國大射電首批觀測目標鎖定在銀河系外,，希望依靠其超群的靈敏度搜尋河外星系的脈沖星,。
“發(fā)現(xiàn)更多脈沖星,，從脈沖星中遴選出脈沖信號穩(wěn)定的毫秒級脈沖星,，將來有望應用于空間飛行器導航領域?！眹揽≌f,，目前國內外相關研究都處于概念階段。
拓寬科技維度，“天眼”聯(lián)網才能洞穿宇宙迷霧
今天天文領域講究立體化作戰(zhàn),，僅有500米口徑球面射電望遠鏡還遠不夠,。從某一點看宇宙，視野有限,，望遠鏡要形成陣列才能發(fā)揮更強威力,。
“大射電擅長的觀測頻率是中低頻，而高頻的亞毫米波,、毫米波領域也需要更強的望遠鏡,，才能形成比較完備的觀測體系?！敝烀鹘忉屨f,。
按計劃，500米口徑球面射電望遠鏡將和我國其他5座射電望遠鏡組成“天眼”群——甚長基線干涉測量網,，并主導國際射電領域的低頻測量網,，從而更好地獲取天體超精細結構。
未來5至10年,，大射電等項目只是我國大望遠鏡建設浪潮的前浪,。據(jù)嚴俊透露，中國12米光學紅外望遠鏡已初步通過專家評審,，有望于“十三五”規(guī)劃期間立項,。
目前，我國最大的光學望遠鏡是位于云南麗江的2.4米光學望遠鏡,，與國際上領先的西班牙10.4米光學望遠鏡,、美國10米光學望遠鏡和日本8米光學望遠鏡等仍有較大差距。
12米光學紅外望遠鏡建成后將為暗能量本質,、引力波源光學認證和研究,、太陽系外類地行星探測、超大質量黑洞,、第一代恒星等前沿科學問題提供在國際上有競爭力的觀測平臺,。
有紅外望遠鏡，就有紫外望遠鏡和X射線望遠鏡,，我國正計劃把望遠鏡家族的基地拓展到空間領域,。
今年年底，我國將發(fā)射自主研制的硬X射線調制望遠鏡衛(wèi)星,，它可以進行寬波段大天區(qū)X射線巡天成像,，具有獨特的觀測黑洞、中子星等高能天體多波段X射線快速光變的能力,，并可以監(jiān)視天空的高能爆發(fā)現(xiàn)象,。
“隨著我國空間站逐步具備維護在軌航天器功能,，建造中國版‘哈勃’太空望遠鏡的呼聲也越來越高?！眹揽≌f,，立體化作戰(zhàn)的望遠鏡集群，不僅將大幅提升我國在天文科學與技術方面的自主創(chuàng)新能力,，還能廣泛應用于導航,、定位、航天,、深空探測等領域,。
二十年“鑄天鏡”，開啟射電天文學的“黃金時代”
天文學領域的技術看上去顯得“高大上”,，但實際上離我們的生活卻很近：射電天文學家在研究中的副產品WLAN技術,，成了今天每個人生活都離不開的WIFI技術的前身；天文學類地行星的研究,，讓我們有了與“來自星星的你”交流的靈感……
“古有十年磨一劍,，今有二十年‘鑄天鏡’。國家加大對天文觀測設施的投入,，是綜合國力提升的體現(xiàn),，也是工業(yè)制造水平的縮影?！敝锌圃簢姨煳呐_500米口徑球面射電望遠鏡工程副經理彭勃說,。
為了建造500米口徑球面射電望遠鏡，我國天文學家等待了22年,，研究和建設團隊也從1994年以南仁東,、彭勃為核心的5人小組擴展至上百人。
自主創(chuàng)新的同時,，我國還參與多個國際合作的望遠鏡項目,，包括世界上正在研制的兩套新一代巨型望遠鏡——30米光學望遠鏡和平方公里陣射電望遠鏡。
30米光學望遠鏡拼接主鏡將具備9倍于當今最大望遠鏡的集光能力,，圖像分辨率也將比當前所能達到的最高分辨率高3倍,。根據(jù)不同觀測目標和方法，它的探測深度將是現(xiàn)有望遠鏡的10至100倍,。
平方公里陣射電望遠鏡項目由兩套先進的望遠鏡設備構成,，一套是位于南部非洲的蝶形天線陣，另一套是位于澳大利亞的低頻孔徑陣列,。蝶形天線陣由200面拋物面天線組成,，看起來像“衛(wèi)星鍋蓋”；低頻孔徑陣列由超過10萬個偶極天線組成,，看起來像“電視天線”,。它們將被科學家用來觀測宇宙“黑暗時代”,，并搜尋地外文明的蛛絲馬跡,。
中科院國家天文臺副臺長鄭曉年說,，天文學研究和天文設施都是開放的，先進的天文設施建起來了,，就需要優(yōu)秀的研究團隊,。國家天文臺正千方百計吸引國內知名專家和學者，利用大射電等先進望遠鏡開展前沿科學和應用技術的研究,，爭取早出成果,。
“過去國內天文觀測條件有限，我國天文學科發(fā)展相對較弱,?！眹揽≌f，隨著天文觀測設施的豐富,，國內著名高校正在加強天文學科的專業(yè)建設,，今后還要強化高校與天文觀測臺站之間的合作。
關鍵技術無先例可循,、關鍵材料急需攻關,、核心技術遭遇封鎖……從預研到建成的22年時間里，我國老中青三代科技工作者克服了不可想象的困難,，實現(xiàn)了由跟蹤模仿到集成創(chuàng)新的跨越,，也為更多人投身這項科學事業(yè)奠定了基礎，點燃了人類向往太空的激情,。
“從孩子第一次抬頭看到星星的那一刻,，天文學其實就在他們心里埋下了種子?！崩钋呎f,，希望天文學課程將來可以走進課堂，激發(fā)孩子們觀察星空,、探索宇宙的興趣,。
“天文學的發(fā)展，是全人類認識宇宙的智慧結晶,。未來20年是射電天文乃至天文學的‘黃金時代’,，不斷增強的科技創(chuàng)新力，讓我們擁有向宇宙更深處探索,、實現(xiàn)前沿科學領域突破的信心,。”彭勃說,。（執(zhí)筆記者：陳芳,、齊?。粎⑴c記者：王麗,、吳晶晶,、駱飛、白國龍）
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