耗资11.5亿！投入使用这么久的中国天眼，有什么重大发现吗？

从2007年到2016年，历经22年的时间，无数科研工作者不懈努力，“中国天眼”终于在2016年9月25日在贵州黔南州建成，这也标志着中国又创造了一个 “世界之最”。“中国天眼”总共耗资11.5亿元，其运行以后每日维护费用也高达40万元，国家为什么要持如此巨资打造“中国天眼”？投入使用了这么久，它有什么重大发现呢？

（中国天眼）

中国天眼有多牛？

我们所说的“中国天眼”，它是一个口径大至500m的球面射电望远镜（Five-hundred-meter ApertureSpherical radio Telescope）简称为FAST。天眼伫立在贵州黔南州平塘县的高山上，是一个世界最大口径、最灵敏的射电望远镜，具有我国自主知识产权。与美国阿雷西博305米射电望远镜相比，“中国天眼”的口径还要大出近200米。科学家在技术上，攻坚克难，使得“中国天眼”的综合性能是世界上其他 射电望远镜的10倍以上。它能接收到100多亿光年以外的电磁信号，有了它人类对宇宙的观测极限被远远放大。

（美国阿雷西博305米射电望远镜）

“天眼”的主反射面由4450个小镜面单元拼接而成，每一个小镜面单元都是500米球面镜形状的一部分，经过工程师们的“巧手”加工后，就组成了500米口径的大型球面望远镜的主反射面。FAST的外观看起来就像一口大锅，那这口锅大到什么程度呢？假设这口大锅里装满了茅台酒，全世界近70亿人，每人都可以分到4瓶。

500米直径的FAST又像一个朝天看着的眼睛，当观看不同方位的天空的时候，眼睛下面的球面，就可以变成抛物面，把看到的信号聚焦到抛物面的焦点上。“天眼”可以从地球上一直探测到宇宙深处，“看”到宇宙形成初期的微弱信息。将来一旦有外星人联系我们，最早发现的极有可能就是我们的“中国天眼”。

天眼的发现

从正式运行开始，“天眼”可谓是天眼界的“劳动模范”和“业绩冠军”，它每年观测时长达到5300个小时，观测收获也颇为丰厚。2016年9月开始运行，不到一年时间，“天眼”就发现两颗新脉冲星。从2017年10月首次发现新脉冲星，到目前为止“天眼”已经发现了超六百六十颗脉冲星。这一优异的成绩，也让“中国天眼”成为自运行以来，世界上发现脉冲星效率最高的设备。“中国天眼”在短短几年里有这样的成就，然而它并没有“骄傲”，而是再接再厉在近两年有了新的发现。

2019年5月20日，由中国科学院国家天文台的科学家李菂博士所带领的团队的“优先重大项目“，发现了到目前为止全世界望远镜所观测到的唯一一个持续活跃的重复快速射电暴。国家天文台青年学者牛晨辉将这一重大发现以学术论文的形式于2022年6月9日发表在了国际学术期刊《自然》杂志上。牛晨辉作为论文第一作者，他根据发现的日期为快速射电暴命名，将其称作“FRB 20190520B”。2016年，由美国阿雷西博望远镜探测到的重复眨眼的快速射电暴，命名FRB20121102A。

快速射电暴的含义可以将其拆为快速、射电、暴三个部分来理解。首先“快速”是指爆发持续时间特别短。牛晨辉将FRB的持续与人眨眼做对比，人眨眼一次是300毫秒，而FRB“眨眼”速度是人眨眼的300倍，仅仅需要1毫秒。“射电”意思是所在的电磁波波段。“暴”则指的是剧烈爆发现象，在这短短1毫秒时间内就能释放太阳一整年辐射出的能量。

全球现已公布500多例快速射电暴，其中有活跃爆发现象的不到10例。因此FRB的每一次“眨眼”都十分珍贵，像FRB20190520B这样活跃的更为稀有，在此前国家上的所有射电望远镜都没发现存在持续活跃的重复快速射电暴。我们由此也能看出“中国天眼”的厉害之处，让人不禁感叹其观测能力之强大。

天眼的未来

“中国天眼”在快速射电暴方面的发现只是其观测成果中的一部分，科学家更是使用我国的“天眼”，观测到有望解决 “磁通量问题”的重要数据，值得注意的是“磁通量问题”是恒星形成三大经典问题之一，一直备受全世界关注。高速周期性的脉冲由脉冲星发射，其发射的周期长短不一，有可能是几十毫秒，也有可能是几十秒。有一种周期较短的脉冲星，被称作 “毫秒脉冲星”，它的周期十分稳定，其周期的长期稳定度与地球上最好的原子钟不相上下。脉冲星的发现具有极其重要的意义，因此国际大型射电望远镜都在努力想要发现更多脉冲星。

“中国天眼“的性能还在不断提升，它极高的灵敏度甚至将赶超世界上最大的美国的绿岸望远镜（GBT）、位于加拿大西南部的CHIME望远镜等全球先进射电望远镜。在未来，“中国天眼”很有希望看到银河系以外的脉冲星，同时它会继续用如此“好眼力“巡视宇宙中的中性氢，让科学家对宇宙的研究更加深入，也将促进科学家们探索宇宙起源和演化等科学问题。被誉为“天眼之父”的南仁东在第一次提到要创造全世界最大的射电望远镜时，很多人反对，也有很多人支持。

（“天眼之父”的南仁东）

从提出想法到“中国天眼”正式运行，我们的科学家们经历了数不尽的艰辛和磨难，而他们为的只是拥有自己的大型射电望远镜，不用再“蹭“其他国家的望远镜。在“中国天眼”运行以前，我国的天文学家需要使用外国的望远镜才能做研究，要将自己的研究项目十分仔细地上报后才能申请使用，具体使用时间的决定权也在对方的手中。有了“中国天眼”，我们的科学家们终于“扬眉吐气”，不用再看人眼色做研究了，这不得不让人感叹“投入巨资的天眼，真是太值了”！

参考资料：
1.郭红锋，中国“天眼”——500米口径球面射电望远镜，中国知网，2021-08-15.
2.颜瑞珏，“中国天眼” 是如何观宇宙的，维普期刊，2021-05-01.
3.吴月辉，中国天眼“看”向星河更远处，人民日报，2022-01-06.
4.佚名，这双“中国天眼”看透百亿光年，洞悉星辰大海，中国青年网，2022-06-02.

作者：四月 审核小羊 校稿编辑：李子