本报综合

对于宇宙星辰的探索，我们从未停止脚步，宇宙中有其他智慧生物的可能性也在被更多科学家们认可。在传统光学望远镜的观测距离已经不能满足我们探索宇宙的时候，用于接收天体或者宇宙其他生命发射的射电波段辐射的望远镜被研制出来。

1994年，我国天文学家南仁东先生提出建设“天眼”的构想，在历时22年后，2016年9月25日，500米口径球面射电望远镜，也就是我们常说的中国天眼FAST正式在中国贵州落成启用，至今平稳运行。

1、什么是天眼

宇宙中有各种各样的电磁波射向地球，但是大气的不同成分会阻挡宇宙电磁波的入射。科学家们往往会采用射电望远镜获得这些隐藏着宇宙信息的电磁波。射电望远镜，是在射电波段（天文上把部分微波和無线电的波段叫作射电波段）观测的望远镜，将宇宙天体发出的无线电波反射会聚到一点，经过接收机的放大，并转变成能用仪器记录的信号。可以说，射电望远镜就是人类探索宇宙的“天眼”。

2、为何选址在贵州

1994年，中国天眼总工程师南仁东开始为项目选址，研究团队建立了391个候选地区的地形地貌数据库，再从中精选出90多个进行漫长的实地勘察。踏遍千山万水，项目最终在贵州省平塘县的大窝凼落地。

地处云贵高原的贵州，地形以高原山地居多，平均海拔约1100米。一般情况下，海拔越高，越能减少电磁波的传播损失，从而在最大限度地发挥观测设备的效能。天眼作为我国天文观测的重要基地，如何保障观测数据的清晰准确至关重要。

天眼的选址不仅仅考虑海拔条件，还有地貌的要求。作为射电望远镜，天眼需要建造一个“大锅”接收信号，通过“锅”的反射聚焦，把大面积的信号聚拢在一点上。“锅”的面积越大，接收的信号越好，为了减少工程开挖量，项目的选址最好选择凹形口径较大的洼地。因此，青藏高原尽管在海拔上占据优势，但由于群山延绵、分布着大量的永冻土，施工难度极高，不利于天眼的建造，被排除在选址之外。喀斯特地貌广布的云贵高原成为最优选择。

隐藏在贵州群山深处的平塘县大窝凼，就是一片天然的洼地，具有特殊的“凹形”地理结构，宛如一个天然的“灶台”盛起了天眼的“锅”。而且这里地下溶洞极为发育，便于雨水下渗和流动，不易形成积水，避免腐蚀和损坏望远镜，简直是为天眼量身定做的存在。

同时，由于天眼接收大量的无线电信号，需要十分“安静”的环境，人类活动中的电视、手机、广播等无线设备都会对天眼的磁场带来干扰，影响天眼的灵敏度，项目必须远离城市、村落和信号基站。贵州的偏远地区，人口密度小，旅游业发展程度低，电波干扰比旅游业发达的云南更少。

3、其优势在哪里

无论是从大小，还是部署的科学项目，可以说都比阿雷西博射电望远镜强很多的，并且阿雷西博射电望远镜如今面临的问题，在我国是不会出现的。根据公开数据显示，阿雷西博射电望远镜因为资金不足，这个望远镜面临关闭的危险。同时我们也看到了部分报告指出，这个是世界上第二大单碟射电望远镜——阿雷西博射电望远镜，也变得相似一个垃圾场了。

所以从这点情况来看，中国天眼未来将是唯一的“天眼”。在全球天文学家或者科学家的共同维护下，中国天眼未来的发现是不可预估的。

4、“中国天眼”如何“睁眼”

“中国天眼”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，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。

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，信号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。

借助“中国天眼”超高的灵敏度，国家天文台已经将脉冲星的计时精度提升至世界原有水平的50倍左右，这将有可能使人类首次具备极低频的纳赫兹引力波的探测能力。

FAST也是中国近年来深空探索最受全球瞩目的大科学装置。1993年诺贝尔物理学奖获得者约瑟夫·泰勒（JosephTaylor）教授表示：“中国在天文观测大装置的建设方面成就非常大，‘中国天眼的建成只花了5年时间，期待它给我们带来更多惊喜。”

约瑟夫·泰勒曾在2016年FAST正式完工时亲临现场参观。他用“震撼”来形容这一世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。借助这只巨大的“天眼”，科研人员可以窥探星际之间互动的信息，观测暗物质，测定黑洞质量，甚至搜寻可能存在的星外文明。

“中国天眼”奠基人、已故FAST工程首席科学家南仁东在评价FAST的时候曾表示，FAST适合前沿性和探索性的小型研究，比如对脉冲星的研究。“一块方糖大小的脉冲星的重量就可以达到几十亿吨。”南仁东曾在接受采访时说道。

FAST一问世便捷报频传。从2017年10月首次发现2颗脉冲星以来，到2020年1月，已经发现102颗脉冲星，两年的“调试阶段”中发现脉冲星的数量，超过同期欧美多个脉冲星搜索团队发现数量的总和。

泰勒对“中国天眼”调试阶段就发现了100颗脉冲星和多起磁暴现象表示惊叹。他对笔者表示：“为了能够获得最大程度的数据，我们要珍惜射电望远镜的工作时间，希望相关购买数据的机构能够尽可能地下载所购买的数据，将原始数据进行本地存储，从而提升射电望远镜的效率。”

5、天眼建成的意义

虽然“中国天眼”可以向外太空发射信号，确实也有能力去探索外星文明，但是中国利用“中国天眼”最主要的任务是寻找脉冲星。脉冲星的观测研究不仅具有重要的物理意义，而且具有重要的应用价值，在时间尺度、深空自主导航等方面具有重要的应用前景。随着性能的提升，FAST科学潜力逐步显现。

“FAST的灵敏度是全球第二大单口径射电望远镜的2.5倍以上，这是中国建造的射电望远镜第一次在灵敏度这个重要指标上占据到了世界的制高点，对促进我国天文学实现重大原创突破具有重要意义。”FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏说，超高灵敏度使其在射电瞬变源方面具有重大潜力，有望在短时间内实现纳赫兹的引力波探测、捕捉到宇宙大爆炸时期的原初引力波，为研究宇宙大爆炸原初时刻的物理过程提供数据支撑。