2021年,在当年世界顶尖科学教少年英才交流会上,我国中科院院士武向平向世界各国的科学教表:
未来几年之内,我国将会继续再建立起5座超级大型望远镜,和“中国天眼”一同组成一个巨大的望远镜阵列。
这个“中国天眼”号称是每天耗费71712度电的“超级电老虎”,每天就要产生近40万的花费。
它究竟有什么意义呢?继续增建“天眼”对我国来说又能带来什么呢?
望远镜,大家应该都用过,是让人们看清远处物体的一种工具,就是通常情况下人们所说的望远镜都是光学望远镜。
与普通的光学望远镜观察可见光不同,射电望远镜主要是对遥远外太空的长波电磁进行检测,不会受到地球外部的大气等自然因素而造成影响,是一种可全天候观测的远程电磁波观测仪器。
正是因为射电望远镜有这样的特性,人们用这种望远镜来观测太空中星体所发射出的频谱、偏振以及射电强度等现象,也可以说,射电望远镜就是一部接收太空信号的天文收音机。
不过,射电望远镜和光学望远镜之间也有共同之处,那就是越大的体积,相对来说就能够观测到越远的距离。
所以人们在建设射电望远镜时,最有效的增加效率和检测距离的方式,就是增大体积和采用多个射电望远镜组成的巨大射电阵列。
目前世界上最大的射电望远镜是“平方千米阵列天文台(SKAO)”,它的工作原理就是利用多个站点协同合作的方式,实现射电望远镜巨大阵列的目标。
而世界上最大的单口径射电望远镜,则是我国的“中国天眼”。
与一般的几十米小型射电望远镜相比,坐落在我国贵州的500米口径球面射电望远镜,完全可以被称为是“庞然大物”。
这个反射面相当于30个正规足球场的巨大射电望远镜从2011年就开始动工建造,2016年正式落成,2020年正式开始投放使用。
从建设之初到投放使用一直都受到国际相关人士的密切关注。
首先,这个庞然大物引人注意的是高达11.5亿的巨额投资。
此外,每天需要消耗71712度电的巨大耗能,平均算起来每天要消耗40万费用维持运行。
有人很不解,为什么我们要花费这么大的代价和成本去维持这样一个射电望远镜的运行呢?
这个耗能的庞然大物能给我们的生活带来什么呢?
首先从天文望远镜的本身功能来说,它可以直接去观测比光学望远镜所能观测更为遥远的宇宙空间,能够为科研人员获取天文信息、观测天文活动提供重要的参考信息。
例如,在研究外星生命、新星系动态和现有星系变化等问题上,都要依靠射电望远镜,而这个耗能巨大的大家伙,也能够有效地避免因为天体变化而给我们生活所带来的危险。
其次,我国的天眼望远镜所观察的对象是以几十亿光年为基础的超远距离望远镜,但高能量衍射出却能够衍生出许多可以用于军工的高灵敏度观测仪器。
也就是说,中国天眼在一定程度上推动了我国的国防力量建设。
第三点,中国天眼的能力能够证明中国科技的力量。
在一定程度上让我国成为了全球科研人员的集结中心,同时也推动了国际科研的进一步交流。
自从中国天眼建设以来,已经发现了超过1万颗新型脉冲星,远远超过了其他国家所发现的脉冲星数量总和。
同时,中国天眼也发现了多次在宇宙中突然爆发的快速射电暴,让我国科研人员在该领域的研究成果处于世界领先地位。
另外,中国天眼还通过原创的中性氢观测法,实现了人类首次对原恒星核直接拍每个扫,塞曼效应的观测,证明了星际介质中的确存在连贯性的磁场结构。
为进一步研究恒星形成的磁场问题提供了重要的参考数据,同时也有利于解决地球目前磁场逐渐失衡的问题。
正是因为中国天眼在观测宇宙、研究宇宙科学和地球科学等方面都取得了这样的成绩,所以我国科研人员才决定进一步扩大天眼的数量,也就是准备继续增加建设射电望远镜,让这些射电望远镜与中国天眼形成一个巨大的望远镜矩阵。
因此,我国中科院院士武向平才会说出“准备再建5个”的话,同时他也相信这个决定将让中国的天文观测能力至少领先世界50年。
如今,其中的三个已经即将完工。
新疆奇台县的110米口径射电望远镜,从2022年9月开始建设,2024年9月进入天线主体安装阶段,预计最晚2028年即可投入使用;
2024年9月,云南普洱景东的120米脉冲射电望远镜项目已经开始启动,预计建成后这将是世界上口径最大的全可动低频射电望远镜;
与此同时,吉林华电的120米射电望远镜的基础建设也已经提前完成,同样在2028年前可以投入使用。
相信不久之后,我国的“中国天眼”将不会是“孤军奋战”,而是会有这些新建成的“小兄弟”一同织起一张巨大的射电观测网,为我国的科研事业也为人类探索宇宙提供更有力的支持。
参考资料:
【1】《镜头里的“中国天眼”成长记》新华网
【2】《从景东探测宇宙!“景东120米脉冲星射电望远镜研制”重大科技项目启动》澎湃新闻
【3】《中科院院士:我国将再造5个“天眼”》环球时报
【4】《奇台射电望远镜项目全面进入天线结构主体安装阶段》科技日报