中科院官宣:即将向全世界开放天眼,什么样的人才配拥有?

齿轮梨创学院
2020-11-10 10:01
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山河天眼里,世界法身中。
——王维《夏日过青龙寺谒操禅师》

这是一个天马行空的题记。唐代诗人王维在一个炎热的日子里步履蹒跚地前往青龙寺拜谒操禅师。这个时候的他已经老态龙钟,爬山估计还得拄着拐,这路途艰辛实属为难他老人家。但是因为内心有对佛法的虔诚和敬畏,他要解开对人生的疑惑,寻求一个内心的平衡。当他到达目的地,与禅师对话,困顿得到释然,一切都是值得的。于是他用平静叙述,落笔写下这首诗。

“莫怪销炎热,能生大地风。”
整个山河大地尽在天眼中也是寻常事。

天眼是二郎神额头上那个天眼吗?

所以天眼是什么?
是古人诗文中所指的月亮吗?
是佛教中说的能透视六道的天趣眼吗?
是归属于道教的二郎神杨戬额头的天神之眼吗?

* 唐卡画像:二郎神杨戬的天眼。

倒也,都对。

但今天我们说的,是2016年9月25日落成,2020年1月11日通过国家验收正式投入运行的500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope),简称FAST。FAST因为拥有如此大的直径,并且是目前世界上性能最强大的天文望远镜而能被誉为“天眼”。

天眼坐落于贵州省黔南布衣族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中,是世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜

在此之前,由史丹佛国际研究中心、美国国家科学基金会与康奈尔大学管理,位于波多黎各的直径305米的阿雷西博天文台(Arecibo Observatory)曾经是世界上最大单口径的天文望远镜。“天眼”的综合性能超过阿雷西博的10倍,随着天眼的落成,阿雷西博因为性能缺失、年久失修,缺少维护经费,难逃被淘汰的命运,如今锈迹斑斑,像个巨大的垃圾场。

美国阿雷西博天文台,曾首次发现太阳系外的行星系统——毫秒脉冲星PSR125712

天眼到底有多厉害?

科学家说,就是你在月球上说悄悄话,中国天眼也可以听的一清二楚。

为什么说天眼的综合性能超过阿雷西博的十倍?

“阿雷西博”的单口直径为305米,而“天眼”的直径为500米。望远镜的接收面积的大幅增加导致了天眼能够探索观察到的天文区域更为广大。如果天体在宇宙空间均匀分布,“天眼”可观测目标的数目将比阿雷西博增加约30倍。

与号称“地面最大的机器”德国波恩100米望远镜相比,其灵敏度提高约10倍。(*数据来自FAST观测参数简介—FAST

天眼有什么不一样?

天眼之所以非比寻常,主要在于这三个创新点:

一是选址的创新点。FAST利用独一无二的贵州天然喀斯特洼地台址,因为那里的地貌是最符合FAST形态的,开挖工程量最小;喀斯特地貌可以保证雨水不会淤积、快速向地下渗透,减少对天眼的腐蚀;而且“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇,干扰很小,是理想的无线电环境。

二是应用主动反射面技术在地面改正球差。从而保证了天眼的观测范围、精确度和灵敏度。

三是应用轻型索拖动馈源支撑将万吨平台降至几十吨。建设了索网结构之后,巨大的工程变得更有可实现性。

天眼是用来干嘛的?

射电望远镜就是我们观测并研究诸多天体的最好工具。“天眼”也是一样。FAST总工艺师王启明说,在FAST的科学目标中,确实“包括寻找地外文明”,“但这并不是排在最前列的目标”。“排在我们最前列的目标是寻找脉冲星。”为什么要寻找脉冲星,简单来说,是要建立一个宇宙的GPS系统。

建成之后,“中国天眼”也取得了不错的成绩,截至2019年8月28日,“中国天眼”已经发现132颗优质的脉冲星候选体,其中93颗已被确认为新发现的脉冲星。

* 这是中国天眼FAST首次发现的脉冲星

“天眼”这样一个工程奇迹,毫无疑问让中国在国际上备受关注,科学家预判接下来的20-30年天眼都能在包括但不限于天文领域作出重大贡献。

这么厉害的“天眼”是谁造出来的?

想要跟大家介绍一下“天眼”的总工程师,南仁东——一位创造了奇迹却深藏功与名的天文学家。

* 天眼总工程师南仁东

南仁东为什么可以作为总工程师指导“天眼”的建造呢?显而易见,因为他是领域内当之无愧的专家。

南仁东1945年出生在吉林省辽源市龙山区,1963年,南仁东以高考平均98.6分(百分制)的优异成绩夺得''吉林省理科状元''称号,并考入清华大学无线电系。

1963年9月-1968年7月,就读于清华大学无线电系真空及超高频技术专业,获学士学位。1978年9月~1987年7月,就读于中国科学院研究生院,先后获理学硕士和博士学位。

南仁东年轻时,便应邀前往荷兰、苏联等国的著名天文台,进行考察访问。还在日本国立天文台,担任过客座教授,并得到高度的赞誉,十分受人尊敬。

但是,20世纪90年代中期,南仁东毅然舍弃高薪启程回国,回国就任中国科学院北京天文台副台长。

当时他一年的工资,只等于国外一天的工资。但南仁东却一点都不在意,他在意的只有一件事——建成“中国天眼”。

南仁东冒雨进行选址考察
“中国天眼”开始选址时,南仁东已经年近50岁,但他却执意要亲自踏勘每一个位置。经历过冒雨翻山越岭险些跌落悬崖,也经历过路遇大雨险些被山洪冲走。竹竿、救心丸、无数双磨破的鞋,都是他艰辛选址路上的“参与者”。历经千辛万苦,最终在391个备选洼地里,选中了条件最适宜的大窝凼。

无数个灯火通明的深夜,无数次仔细核审、反复计算、埋头钻研、耐心沟通,在克服一项项看似无解的技术困难后,终于带领团队到达了属于中国的这个天文里程碑。

他不为名利所动,不为困苦严寒所扰,一心追求科学技术的进步,向世人展现了真正的工匠精神。用一丝不苟的精神,缄默22年,在深山里造出了这样一个重器。

因为长年的辛苦工作,不幸的是,2017年9月15日,距“中国天眼”启用一周年只差10天,他离开了这个世界。

* 南仁东在天眼建造现场

2018年10月15日,中科院国家天文台宣布,将一颗国际永久编号的小行星正式命名为“南仁东星”。 

2019年9月17日,习近平签署主席令,授予南仁东“人民科学家”国家荣誉称号。

致敬南仁东,也致敬所有为了科学探索的先驱。

如今,中国天眼已发现240余颗脉冲星,基于FAST数据发表的高水平论文达到40余篇。中国科学院国家天文台近日也宣布:为了发挥更大的科学价值,计划明年将中国天眼FAST向全世界科学家开放使用。

界上还有很多向南仁东这样的科学家,他们对科学和真理的追求,就像大热天要去见禅师的唐代诗人王维一样。求索的路,即使辛苦,最后也是会在尘埃中开出花。

STED(Science科学,Technology技术,Engineering工程,Design设计)教育也一直践行让科学教育更接近孩子,让孩子离探索世界的工程师更进一步,培养孩子成为未来的创造者。

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