2016年9月25日：“中国天眼”落成启用的那一刻

2016年9月25日，中国500米口径球面射电望远镜（FAST）在贵州省平塘县克度镇的大窝凼落成启用。FAST的意义正如习近平总书记为此发来的贺信中所指出的：天文学是孕育重大原创发现的前沿科学，也是推动科技进步和创新的战略制高点。500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。它的落成启用，对我国在科学前沿实现重大原创突破、加快创新驱动发展具有重要意义。

FAST借助一个天然的圆形岩溶坑建造，主体是一面巨大的反射镜，由4000多块反射面单元拼装而成，其边框为周长1.5千米的环形钢梁，6000多根钢索依托钢梁悬垂交错，编织成一张可移动变化的网，用以支撑FAST巨大的反射镜。这个反射镜的总面积约25万平方米，相当于30个足球场的总和。

从1994年我国天文学家南仁东提出构想到FAST最终建成，经历了22年时间。单单为FAST这口“大锅”找到一个合适的安放地点，科学家前前后后就花了十多年的时间，最终定点在大窝凼—一处天然喀斯特洼地。FAST工程2011年3月正式开工后，在圈梁钢结构安装、索网制造与安装、馈源塔制造与安装、馈源舱安装调试、综合布线等工程建设过程中，技术和施工人员攻坚克难，创造出一个个工程上的亮点和奇迹。

FAST索网是世界上跨度最大、精度最高的索网结构，也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。其技术难度不言而喻，需要攻克的技术难题贯穿索网的设计、制造及安装全过程。仅以高应力幅钢索研制为例，FAST工程对拉索疲劳性能的要求相当于规范规定值的两倍，国内外均没有可借鉴的经验或资料作为参考。其研制工作经历了反复的“失败—认识—修改—完善”过程，最终历时一年半时间才完成技术攻关，最终成功地在FAST工程上得到应用。随着索网诸多技术难题的不断攻克，形成了12项自主创新性的专利成果，其中发明专利7项，这些成果对我国索网结构工程水平起到了巨大的提升作用，也将应用到国民经济的其他领域。

FAST最令人惊叹的奇迹自然就是它的灵敏度了，它能探测百亿光年之外的射电信号，能精确探测宇宙中的物质成分。构成FAST球面的几千面主动反射单元，每个单元都可进行对焦，因此灵敏度相当于美国阿雷西博望远镜的两倍多，巡天速度是它的10倍，而且由于可以转动，能够扫描更广阔的天空。这些独到之处，使FAST成为目前世界单口径射电望远镜的“霸主”，并将在未来一二十年保持世界一流的地位。

2016年9月25日，FAST落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波。仅仅一年之后，就交出了首张“成绩单”，使得中国望远镜在寻找新脉冲星的竞技场上实现“零的突破”。FAST探测到数十颗优质脉冲星候选体，有两颗通过国际认证。其中首颗被认证的新脉冲星，就是中国射电望远镜发现的第一颗新脉冲星。自那以后，FAST已经找到55颗被证实为新发现的脉冲星。更值得一提的是，2018年2月27日，FAST通过跟踪伽马射线点源，首次发现了一颗毫秒脉冲星，然后又通过FAST与费米伽马射线卫星大视场望远镜的国际合作证实了此次新发现。同年4月18日，FAST首次发现的毫秒脉冲星得到国际认证。

搜寻和监测射电脉冲星是FAST的核心科学目标。银河系中有大量脉冲星，但由于其信号暗弱，易被人造电磁信号干扰淹没，目前只观测到它们中的一小部分。具有极高灵敏度的FAST望远镜是发现脉冲星的理想设备。

因发射周期性脉冲信号而得名的脉冲星，其本质是由恒星演化和超新星爆发而产生的中子星。研究脉冲星，可以加深我们对于自然界当中引力、强力等基本相互作用的理解，并且脉冲星也是探测宇宙极低频引力波的工具。尤其是那些周期又短又稳定的毫秒脉冲星，稳定度比目前的氢原子钟还要高万倍以上，被誉为自然界中最稳定的天文时钟。精准的时钟信号是为航天器导航的必要前提，因而毫秒脉冲星也被称作人类星际航行的“灯塔”。毫秒脉冲星也正是FAST重点搜寻的对象。

此外，科学家还期待通过强大的FAST观测到一些难得一见的脉冲星“珍品”，比如双星系统里的脉冲星。对单个脉冲星而言，测定其质量很困难，但在双星系统里，就能利用轨道等信息测定其质量。还有，迄今发现的脉冲星都存在于银河系之内，银河系之外的其他星系是否也有脉冲星？它们又有什么特别之处呢？FAST有能力在河外星系中寻找脉冲星，为我们解开这个谜团。凭借FAST强大的寻星能力，能为我们建立一个脉冲星计时阵，为脉冲星自主导航和引力波探测打下坚实的基础。

不只是寻找脉冲星，FAST还将探寻早期宇宙的蛛丝马迹——中性氢云团的辐射。中性氫云团是宇宙中未被引力塌缩成恒星的氢原子气体，通过观测中性氢辐射，能获知星系之间互动的细节，还可能发现早期宇宙中刚刚形成的氢原子的分布状态，帮助科学家更精确地描绘出早期宇宙的图景。

FAST还是人们研究类星体、黑洞之谜的有力武器，搜寻系外宜居环境以及潜在智慧生命的重要设施。借助这个超级“天眼”，人类的视线可以延伸到宇宙深处，人类对宇宙的认知能力也将不断被带向新的高度。

（本刊记者）

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