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「天眼」對中國有多重要?耗資數億的中國天眼,都曾發現過什麽?

2024-03-28科學

前言

探索未知、破解謎團一直是人們內心最強烈的渴望之一, 而隨著科技的發展和進步,我們也有足夠的能力去探究那些曾經遙不可及的宇宙秘密。

其中位於中國貴州的 世界最大射電望遠鏡"天眼" 就是這樣的存在。

作為世界上最先進的天文觀測器材之一, 它不僅是我們了解宇宙的重要工具,也是中國自主研發的一張亮麗名片。

盡管每年要花費大量資金進行維護與營運,但其所帶來的科學成果以及對人類社會的影響卻是無法估量的,那這座 耗資11.5億,每天執行耗費近40萬 的「天眼」都曾發現過什麽呢?

耗資數億的中國天眼

都曾發現過什麽?

自從「中國天眼」(FAST)投入使用以來,這個世界最大單口徑球面射電望遠鏡一直在為我們揭示宇宙的真相。

先不說遠的,我們就說最近的新收獲--- 中性氫星系樣本的數量。

據中國貴州省貴安新區生態文明研究所稱, FAST在三年時間內收集了約7600平方度的數據 ,從而 建立了一個前所未有的中性氫星系樣本庫。

該樣本庫 包含41741個中性氫星系樣本 ,遠遠超過了國際上的任何同類專案,這意味著我們可以更好地理解宇宙的演變過程。

例如, 中性氫作為元素周期表的第一個元素,是宇宙中最常見的元素 ,它在宇宙早期就已經形成,對研究宇宙的化學成分和物理過程具有重要作用。

FAST觀測的四個星系的假彩色光學影像。中國科學院國家天文台供圖

而透過分析這些中性氫星系樣本,科學家們可以 了解恒星的形成和演化,以及星系之間的相互作用。

此外,這些數據還可以幫助科學家們 進一步研究暗物質的本質 ,因為暗物質與可見物質的相互作用可能在中性氫的分布中留下線索。

其次是 中國天眼捕獲到的快速射電暴資訊 ,部份快速射電暴的深入研究成果已經發表在了【自然】雜誌上。

此外, 中國天眼還發現了七百多顆脈沖星 ,這是一個相當震驚的數碼, 更是其他國家發現脈沖星總數的幾倍。

而這不過是我們的3年的成果,如果給我們更多的時間,發現的將會更多。值得一提的是,部份毫秒脈沖星的頻率與原子鐘差不多,應該可以算作是宇宙中最準的計時器。

再次,中國天眼在尋找地外文明方面也取得了重要進展。這些訊號的發現引起了全球天文學界的關註 ,因為這可能是人類首次直接接收到的地外文明的資訊。

雖然還不能確定這些訊號的來源,但這一發現無疑為人類尋找地外文明提供了新的希望。

中國天眼在 研究黑洞方面也有所突破 。科學家們利用中國天眼對銀河系中心的黑洞進行了詳細的觀測,結果發現了一種名為 FRB 20190520B的脈沖星。

這種脈沖星的特點在於脈沖寬度僅為0.14毫秒左右。並且當脈沖訊號的時候都是來自遙遠的銀河系之外。

它們的 亮度高達數千甚至數萬倍於普通的人造衛星 比普通的無線電訊號還要強數十億倍。

這一發現對於理解宇宙中的高能事件和極端條件下的物理過程具有重大意義。而中國天眼在這些領域取得的突破 不僅提升了我們對宇宙的認知,也為未來的科學研究提供了寶貴的數據。

FAST向全世界開放

中國的「天眼」,即 500 米口徑球面射電望遠鏡(FAST),被譽為"世界上最大的單口徑射電望遠鏡"。

為什麽FAST能引起全世界的關註? 主要功能是對來自遙遠宇宙的無線電波進行檢測和追蹤。

與其他望遠鏡不同,FAST 具有一個龐大的反射面, 面積約為半徑約五百米的圓形區域。

這個特殊的形狀使 得它可以集中所有的能量並將其轉換為強大的訊號 ,從而提高其分辨率和靈敏度。

這種形狀也為 FAST 提供了一個極大的視場 ,使它有能力捕捉到非常遙遠的目標。

此外, FAST 還 配備了一些高端的硬件和軟件設施,包括一套大型電腦集群和一系列高級演算法, 這些都是為了讓它更好地捕獲和處理來自宇宙的資訊。

它的靈敏度也非常高,這意味著 即使是非常微弱的輻射也能被它輕易察覺 ,這為人類理解宇宙提供了巨大的可能。

不同於傳統的望遠鏡只能固定在一個位置, FAST 可以 透過六個獨立的方向調整自身的角度 ,以便更準確地跟蹤目標物體的位置。

這對於對遙遠的目標進行長時間的研究至關重要,因為它可以讓科學家們持續不斷地獲取有關這些目標的新資訊。

然而,要想充分利用 FAST ,我們就必須掌握一項關鍵技能, 那就是如何正確挑選適合 FAST 目標搜尋場景的地方。

眾所周知, FAST 對宇宙中任何一處地方的敏感程度都非常高。因此, 科學家們必須要確保選擇一處擁有極少或者幾乎不含有任何電磁訊號的地方作為觀測地點。

這樣做的原因就在於, 這樣才能夠最大程度上減少背景噪音的影響, 使得 FAST 在接收到來自宇宙的資訊時更加清晰和準確。

然而,這只是FAST的一部份優點,更重要的是, 它代表了一種新的科學研究模式——開放式研究。

這種模式鼓勵不同國家和地區之間的研究人員分享知識和技術,共同探索未知的世界。

因此,當我們決定 自2021年3月31日起將FAST開放給全球科學家使用時 ,受到了世界各地的熱烈歡迎。

短短一個月內,全世界各地的科研團隊紛紛送出申請, 爭相使用這一資源,足見其吸重力之大。

也再次證明 越來越多的研究人員開始關註並試圖申請使用這個強大的工具來探索未知領域。

「天眼」的建成和對外開放,也是中國堅持開放創新理念的重要體現之一。

正如科技創新是中國實作高質素發展的關鍵驅動力之一一樣,而透過向全球研究人員提供存取機會,中國正在努力推動全球科技領域的深度合作與發展。

結語

中國的 「天眼」已經成為了一項具有劃時代意義的科技成果, 其對全球科學發展的影響將不可估量。

未來,我們將繼續致力於支持更多優秀的科學家充分利用「天眼」的潛力,共同探尋更多有關宇宙的秘密。

與此同時 ,「天眼」也將成為中國與全球科技發展崛起國家進行良性互動與合作的一個重要視窗。 每一次突破都為我們揭示了宇宙的一角。