宇宙到底有多大？中國最大的球面射望遠鏡或許知道

人類關於宇宙新知的探索又邁進了一步。

有著「超級天眼」之稱的500米口徑球面射電望遠鏡將在貴州平塘的喀斯特窪坑中落成啟用，吸引著世界目光。

1609年，義大利科學家伽利略用自製的天文望遠鏡發現了月球表面高低不平的環形山，成為利用望遠鏡觀測天體第一人。

400多年後，代表科技高度的大射電望遠鏡，將首批觀測目標鎖定在直徑10萬光年的銀河系邊緣，探究恆星起源的秘密，也將在世界天文史上鐫刻下新的刻度。

宇宙到底有多大？這是人類秉承探索發現的天性不斷追尋的問題。在發現未知地帶的征程中，天文人將不畏艱苦、不斷創新，奏響探索宇宙的新暢想曲。

「發現」的高手，大射電成天文學躋身世界一流的突破口

望遠鏡「鍋蓋」越大越靈敏，500米的「超級天眼」究竟有多靈敏？科學家打了個比方，有人在月亮上打手機，也逃不過它的「眼睛」。

而對老一輩天文學家來說，擁有這樣的望遠鏡一直是個夢。天文學長期落後，主要受制於望遠鏡設備。

世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡

射電望遠鏡誕生至今，人類發現約2500顆脈衝星，它們全部位於銀河系內。科學家們將大射電首批觀測目標鎖定在銀河系外，希望依靠其超群的靈敏度搜尋河外星系的脈衝星。

「發現更多脈衝星，從脈衝星中遴選出脈衝信號穩定的毫秒級脈衝星，將來有望應用於空間飛行器導航領域。」嚴俊說，目前國內外相關研究都處於概念階段。

資料圖：美國阿雷西博射電望遠鏡。

拓寬科技維度，「天眼」聯網才能洞穿宇宙迷霧

今天天文領域講究立體化作戰，僅有500米口徑球面射電望遠鏡還遠不夠。從某一點看宇宙，視野有限，望遠鏡要形成陣列才能發揮更強威力。

「大射電擅長的觀測頻率是中低頻，而高頻的亞毫米波、毫米波領域也需要更強的望遠鏡，才能形成比較完備的觀測體系。」朱明解釋說。

按計劃，500米口徑球面射電望遠鏡將和其他5座射電望遠鏡組成「天眼」群——甚長基線干涉測量網，並主導國際射電領域的低頻測量網，從而更好地獲取天體超精細結構。

未來5至10年，大射電等項目只是大望遠鏡建設浪潮的前浪。據嚴俊透露，12米光學紅外望遠鏡已初步通過專家評審，有望於「十三五」規劃期間立項。

目前，最大的光學望遠鏡是位於雲南麗江的2.4米光學望遠鏡，與國際上領先的西班牙10.4米光學望遠鏡、美國10米光學望遠鏡和日本8米光學望遠鏡等仍有較大差距。

12米光學紅外望遠鏡建成后將為暗能量本質、引力波源光學認證和研究、太陽系外類地行星探測、超大質量黑洞、第一代恆星等前沿科學問題提供在國際上有競爭力的觀測平台。

有紅外望遠鏡，就有紫外望遠鏡和X射線望遠鏡，正計劃把望遠鏡家族的基地拓展到空間領域。

「隨著空間站逐步具備維護在軌航天器功能，建造版『哈勃』太空望遠鏡的呼聲也越來越高。」嚴俊說，立體化作戰的望遠鏡集群，不僅將大幅提升在天文科學與技術方面的自主創新能力，還能廣泛應用於導航、定位、航天、深空探測等領域。

資料圖：在貴州省平塘縣建設的500米口徑球面射電望遠鏡

二十年「鑄天鏡」，開啟射電天文學的「黃金時代」

天文學領域的技術看上去顯得「高大上」，但實際上離我們的生活卻很近：射電天文學家在研究中的副產品WLAN技術，成了今天每個人生活都離不開的WIFI技術的前身；天文學類地行星的研究，讓我們有了與「來自星星的你」交流的靈感……

「古有十年磨一劍，今有二十年『鑄天鏡』。國家加大對天文觀測設施的投入，是綜合國力提升的體現，也是工業製造水平的縮影。」中科院國家天文台500米口徑球面射電望遠鏡工程副經理彭勃說。

為了建造500米口徑球面射電望遠鏡，天文學家等待了22年，研究和建設團隊也從1994年以南仁東、彭勃為核心的5人小組擴展至上百人。

自主創新的同時，還參與多個國際合作的望遠鏡項目，包括世界上正在研製的兩套新一代巨型望遠鏡——30米光學望遠鏡和平方公里陣射電望遠鏡。

30米光學望遠鏡拼接主鏡將具備9倍於當今最大望遠鏡的集光能力，圖像解析度也將比當前所能達到的最高解析度高3倍。根據不同觀測目標和方法，它的探測深度將是現有望遠鏡的10至100倍。

平方公里陣射電望遠鏡項目由兩套先進的望遠鏡設備構成，一套是位於南部非洲的蝶形天線陣，另一套是位於澳大利亞的低頻孔徑陣列。蝶形天線陣由200面拋物面天線組成，看起來像「衛星鍋蓋」；低頻孔徑陣列由超過10萬個偶極天線組成，看起來像「電視天線」。它們將被科學家用來觀測宇宙「黑暗時代」，並搜尋地外文明的蛛絲馬跡。

「天文學的發展，是全人類認識宇宙的智慧結晶。未來20年是射電天文乃至天文學的『黃金時代』，不斷增強的科技創新力，讓我們擁有向宇宙更深處探索、實現前沿科學領域突破的信心。」彭勃說。