科普｜中国天眼
——来自《浙江天玺教育》
什么是“中国天眼”
从古至今，人类都怀着好奇心去探索宇宙的奥秘，打开这个奥秘的工具便是望远镜。
从最原始的目视观测到现在巨大的光学天文望远镜和射电天线阵，经历了几千年的变迁。
由于望远镜的口径越大，观测的距离越远，因此，设计更大的望远镜成了天文学界的理想追求。
“中国天眼”（FAST）全称是：“500米口径球面射电望远镜”。
它是世界上最大单口径，最灵敏的射电望远镜。
射电望远镜并不同于我们平时常见的光学望远镜，它像是一台“雷达”，主要接收太空中的无线电信号和天体射电波段辐射。
天眼巨大的口径和高灵敏度使其能够捕捉到非常微弱的射电信号，从而有助于探测到更多的宇宙天体。
FAST的建造选址
FAST坐落于中国贵州省黔南布依族苗族自治州，选址在贵州的喀斯特天然地貌。
借助了天然圆形溶岩坑建造，节省了大量人工开挖的工作量。
设计的主动反射面可以利用2400个节点下方的下拉索和促动器装置，进行有效变形，FAST的反射面总面积约25万平方米，用于汇聚无线电波、供电台接收。
设计轻型馈源支持系统，极大节省了人力物力，它使用六个塔来悬挂和调整馈源舱。
馈源舱就像天眼的“瞳孔”，自由移动，以适应不同的观测目标和模式，进行信号聚焦和追踪天体的运动。
“中国天眼”有多大？
我们都知道 FAST 的口径是 500 米，那么它具体是多大呢？
有网友形象地说：这口“地锅”装满水，全球 70 亿人，够全世界每个人分4瓶，煮的饭够全世界的人一起吃3天。
它的信号接收面积相当于30个足球场，绕着它跑一圈也得将近10分钟。
它能够接收到137亿光年以外的电磁信号，接近宇宙边缘。
中国天眼开创了建造巨型望远镜的新模式。
中国天眼的工作原理：
简单来说就是利用一个巨大的抛物面来反射和聚焦无线电波。
可以把“中国天眼”想象成一个巨大的碗，碗里铺满了反光镜片。
当无线电波从空中打到碗里时，就会被反射到碗的中心位置，也就是焦点。
在焦点上方，有一个悬挂着的舱体，里面装有各种接收器和放大器。
这些设备就可以把无线电波转换成电信号，并传输到地面的控制中心进行分析和处理。
这样，我们就可以从无线电波中获取各种天文信息了。
中国天眼的重要发现
截至目前，中国天眼发现了大量的脉冲星， FAST发现的脉冲星总数已超740颗。
脉冲星是一种天体，它们在宇宙中高速旋转并以规律的脉冲信号发出强烈的射电波。
由于脉冲星是在蹋缩的超新星的残骸中发现的，它们有助于我们了解星体蹋缩时发生了什么情况。
通过观测这些脉冲星，天眼能够测量它们的时序和频率，进而推测出宇宙的形成和演化过程。
这些脉冲星的发现为人类揭开宇宙奥秘提供了重要线索。
中国天眼还发现了一些神秘的快速无线电暴。
快速无线电暴是一种突发且极短暂的无线电信号，在千分之几秒的时间内，发出太阳数天、甚至一整年的能量的一种现象。
科学家很好奇快速射电暴的来源是什么，但是一直没有清晰的探测到，直到具有超高灵敏度的 FAST 清晰地测到了电磁波偏转角的变化.
这意味着磁层结构在这类天体中扮演着非常重要的角色，基本预测了它是来自遥远的磁星。
这些发现对了解宇宙中的极端事件和能量释放机制具有重要意义。
天眼不仅可以探测太空中极其微弱的信号，还能探测到外星文明的信息。
据我国《科技日报》2022年6月14日报道：
“中国天眼探测到多例可疑的电磁信号，疑似来自地球以外的技术痕迹和外星文明的案例。
中国地外文明搜寻的科学家透露：
“这几例信号不同于以往的‘窄带电磁信号’，不太可能是宇宙自然形成的快速射电暴，大概率是‘人为制造出来的信号’，这意味着'中国天眼’可能发现外星文明了。”
FAST 不仅可以用在科学研究，还可以用于实际应用。
比如将 FAST 跟主动雷达配合的话，将有可能在1000公里级轨道上看到毫米级水平，即观测到地球同步轨道上 50 毫米范围内的物体。
要知道现在航天发射任务都依赖于碎片的通量模型，需要躲开碎片，找到合理的发射窗口。
但是此前通量模型都是用国外的模型，有了 FAST，我们完全可以建立自主可控的通量模型。
此外，FAST 还可以帮助我们进行近地天体预警。
比如 2019 年，有一个小行星在地月六分之一距离与我们擦肩而过.
人类之所以没有测到，是因为它来自太阳的方向，强烈的太阳光让我们无法清晰地用光学望远镜观测到小行星。
但是如果用射电波段去观测的话，就有可能更早的把它探测到，所以它将会是一个近地天体防御的重要的战略支撑。
目前，“中国天眼”已经发现了
超过900颗新脉冲星
人类与天空的距离
跨越了空间与时间在平塘交汇
聆听宇宙的声音
南仁东纪念馆、天文体验馆等，围绕“中国天眼”衍生出的陈列体验馆建立了起来。
南仁东（1945年2月19日—2017年9月15日），中国天文学家、天文台研究员。曾任FAST工程首席科学家兼总工程师，主要研究领域为射电天体物理和射电天文技术与方法，负责国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜（FAST）的科学技术工作。
2016年9月，“中国天眼”落成启用前，南仁东已罹患肺癌，并在手术中伤及声带。患病后依然带病坚持工作，尽管身体不适合舟车劳顿，仍从北京飞赴贵州，亲眼见证了耗费22年心血的大科学工程落成。2019年9月17日，主席授予南仁东“人民科学家”国家荣誉称号。
在科技感和未来感满分的天文体验馆，充分激发孩子们的科学创意和想象力！
寻找脉冲星的信号，听宇宙百科全书「听到」 137亿光年之外的地方，寻找FAST选址之谜，观测暗物质，测定黑洞质量。
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