最大最灵敏射电望远镜“中国天眼”通过国家验收正式开放运行

从宇宙星辰，到基本粒子，人类的科学发现与技术创新越来越离不开强大的科研仪器，特别是大科学装置，与创新思维共同构成了现代科学技术突破的必要条件。古人感叹，天边眼力破万里；而今，“天眼”的眼力破亿光年。它静若处子，除了反射面变形时上千个液压促动器一齐低吼，几乎不会动。它又迅若奔雷，每秒最高传输基带数据38G，每小时接收的平均有效科学数据约3.6T。

1月11日，当被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜通过国家验收正式开放运行，成为全球最大且最灵敏的射电望远镜，也意味着人类向宇宙未知地带探索的眼力更加深邃，眼界更加开阔。

“目前通常认为，宇宙中大约70%是暗能量，26%是暗物质，不到4%是重子物质，只有不到1%是人类能看见的发光物质。”李柯伽说，密度极高的脉冲星属于重子物质，而发光物质只相当于“一瓶可乐中的一滴水”。2颗，11颗，43颗，93颗，102颗……从2017年10月“中国天眼”首次发现2颗脉冲星，到11日召开的国家验收会上公布已发现102颗脉冲星，它两年多来发现的脉冲星超过同期欧美多个脉冲星搜索团队发现数量的总和。

从开工建设到国家验收的短短9年间，收获满满：发表论文300余篇，其中SCI收录80篇，EI收录76篇。据国家天文台原台长、“中国天眼”工程经理严俊介绍，在建设阶段，“中国天眼”获得了钢结构、自动化产业、机械工业、创新设计、测绘地理信息技术、电磁兼容研发、建设工程等10余个领域的国家大奖。

中科院院士、天体物理学家方成认为，中国曾是世界上天文记录最久远、最完整的国家。在超过3000年的时间里，连续不断地记录着各种天文现象，包括日食和月食、太阳黑子、彗星和流星、客星（新星和超新星）等。中国古代天文学家编制了100多种天文历法，也发明了大量的天文仪器。

“但近代以来，中国天文学跟其他科学技术一样，大大落后于率先完成工业革命的西方国家，很多先进的仪器见都没见过。”国家天文台研究员韩金林说，即便在上世纪，老一辈天文学家也只能寻求与国外合作，相当于借用别人的望远镜，大多只能做一些边缘课题。

以王绶琯、南仁东等为代表的中国第一代、第二代天文学家，努力缩小中国与世界先进水平的差距，担起“赶潮儿”的责任。1993年，包括中国在内的10个国家的天文学家，提出建造新一代射电“大望远镜”的倡议，渴望回溯原初宇宙，解答天文学难题。

从1994年开始选址和预研究，到2016年9月25日“中国天眼”落成启用，南仁东率团队用20多年帮助中国实现了追赶——建成了世界最大的射电望远镜。从世界最大到世界最灵敏，正是“中国天眼”3年来一刻不停调试和试观测的目标和成果。它的观测范围能企及河外星系甚至百亿光年之外的宇宙边缘。

姜鹏说，“天眼”的索 结构，是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。回忆10年前的“索 攻关”，姜鹏记忆犹新：“我们进行了可能是有史以来最系统、最大规模的索疲劳试验，经过近百次失败，终于研制出超高耐疲劳钢索，在200万次循环加载条件下可达500MPa应力幅，国际上尚无先例。”

灵敏度和分辨率是射电望远镜的两大核心指标。由于星体距离地球十分遥远，到达地球时能量微弱，灵敏度是科学家发现暗弱天体的能力，而要想进一步看清遥远天体的真实面貌，就要依靠分辨率。“灵敏度是最‘硬’的指标，基本由望远镜的口径限定死了。相比之下，分辨率则可以通过多台相对小的望远镜协同配合来提高。”国家天文台副研究员钱磊介绍。

“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极限，采用全新设计方案、口径更大的‘中国天眼’，比国外同类望远镜的调试期更短，远超国际惯例和同行预期。”姜鹏说。大反射面由4450个反射单元构成，总面积为25万平方米，相当于30个标准足球场那么大。

一旦它发现重要特殊意义的天体，意味着发现全新的未知世界，系统地拓展人类的宇宙视野。“处在发展上升阶段的学科，谁在提出问题，谁就掌握发展动向，如果没有大装置做实验，就提不出问题，只能跟在别人后面解决问题。”李柯伽说，边界尚未知晓的天文学，无疑是发展中的学科。

韩金林认为，“中国天眼”目前发现这么多脉冲星不值得惊讶，它至少再新发现千余颗脉冲星，把人类能看见的脉冲星库规模拓展50%，才算小有成就。正因为已知太少，才点燃了人类向宇宙未知地带探索的梦想。星辰大海，才是他们的征途。