綜述

宇宙到底有什么？這或許是古往今來人類一直都在思考的問題。只是在過去，因為技術(shù)和知識水平的不足，人們并無法借用科技的手段來對未知的宇宙進行探索，甚至且不論遙遠的太空，就連身邊的現(xiàn)象古人都無法解釋。

比如下雨雷電是怎么來的，比如春夏秋冬是怎么形成的等等，這些都是難倒了無數(shù)古人的難解之題。

當(dāng)然，實在是解釋不出來，這些自然現(xiàn)象就轉(zhuǎn)身一變，成為了神仙的手筆，譬如雨神或者是龍王行雨，帶給民間雨水或者洪澇，而雷公電母掌管雷電，能夠自由地驅(qū)使威力巨大的雷電之力。

在文藝復(fù)興以后，以往遭受宗教壓迫，陷入宗教編制的美夢中的歐洲人開始覺醒了科學(xué)的思想，天文學(xué)也從原本的神秘學(xué)中獨立了出來，成為了一門科學(xué)學(xué)科。而后來望遠鏡的發(fā)明更是給天文學(xué)帶來了革命性的突破，人們見識到了更加真實，當(dāng)時也更加奧秘的宇宙世界。

上個世紀(jì)60年代，美蘇就太空領(lǐng)域的成就開啟了競賽，一方面是冷戰(zhàn)的白熱化趨勢，一方面也是因為雙方都想要展現(xiàn)自己的高新技術(shù)實力，占領(lǐng)航天航空領(lǐng)域的霸主地位。

盡管我國在當(dāng)時因為技術(shù)和資金等多方面的原因并未參與其中，甚至里面的許多技術(shù)我們都無法掌握，直到如今也沒有再現(xiàn)美國的載人登月成就，但是隨著改革開放，基礎(chǔ)設(shè)施和積極的穩(wěn)步發(fā)展之下，我國的航天事業(yè)雖然慢，卻始終在向前進步。

而在貴州，我國更是建造出了全世界最大也是最靈敏的射電望遠鏡，并且是由我國科學(xué)家們獨立研發(fā)，從每個部件每個零件都是“made in China”，共有500米的單口徑，被譽為是“中國天眼”。

中國天眼

1993年，為了發(fā)展我國的天文學(xué)，研究更加深奧的宇宙難題，我國的天文學(xué)家們提出了想要建造巨型望遠鏡的計劃，并在探索和分析之后將建造的地點計劃在了貴州。

自然，這樣一個巨型的工程并非是說說就能開始建造的，而是需要各個部門進行實地考察、專家評審等多項前期工作，以及確定工程以后，進行招標(biāo)、驗收等等工作才能進行。

也因此，在經(jīng)歷了漫長的18年的時間，2011年3月25日，500米單口徑射電望遠鏡工程終于開始動工，只是工程量太大，一直到2016年9月25日才開始建成使用。

“中國天眼”占地面積達到了260000 m2，其中有六個主要的建設(shè)內(nèi)容，比如主動反射面，就需要4450個反射單元組成的250000m2的反射面系統(tǒng)，以及8895根鋼索。

這其中的艱難和挑戰(zhàn)是世界少有的，不僅僅只是巨大的工程量，還有極高精度的要求，該射電望遠鏡加入了許多技術(shù)和科技上的創(chuàng)新，才最終實現(xiàn)了我們?nèi)缃窨吹降摹爸袊煅邸钡臉幼印?/p>

然而實際上，從“中國天眼”開始立項，到建造成功，再到如今，一直都有人對其發(fā)出反對和質(zhì)疑的聲音，比如有人認為現(xiàn)在更加先進的是陣列射電望遠鏡，這種望遠鏡更加精準(zhǔn)，而500米口徑的球面射電望遠鏡顯然已經(jīng)落后，是不值得修建的。

而好不容易建完了，又讓人說“中國天眼”建成以來，并沒有獲得太多的成就，沒有發(fā)揮出什么作用。

但是其實這些質(zhì)疑都是不了解真相的人才會提出，要知道單口徑的射電望遠鏡實際上是比陣列射電望遠鏡要更加靈敏的，它可以觀測到更細微、更遙遠的電波信號，遠不是陣列射電望遠鏡能夠比得上的。

這也是為什么“中國天眼”反而成為了世界上最靈敏的射電望遠鏡的原因。

另一個質(zhì)疑，關(guān)于為什么“中國天眼”建成以來少有成就，其實如果有關(guān)注過科學(xué)的相關(guān)學(xué)術(shù)研究就能知道，我國的500米口徑球面射電望遠鏡其實一直都有在工作，但是由于國際要求，每一個傳統(tǒng)的大型射電望遠鏡都需要經(jīng)過4年或者4年以上的調(diào)試時間，才能向外開放正式使用。

“中國天眼”也正是遵循著國際的要求，由相關(guān)團隊對其進行了兩年左右的復(fù)雜多項觀測，發(fā)現(xiàn)不少的關(guān)鍵指標(biāo)都遠超預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，于是在2019年4月宣布通過了工業(yè)驗收，向我國的天文學(xué)家們試開放。

而在2020年1月11日，“中國天眼”也通過了國家?guī)r石，正式開放運行，到如今，在“中國天眼”相關(guān)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上發(fā)表出的具有高水平高質(zhì)量的論文數(shù)量已經(jīng)超過了70篇，并截止在2021年上半年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了370顆脈沖星，預(yù)計在5年后將可能會發(fā)現(xiàn)超過1000顆的脈沖星。

盡管“中國天眼”發(fā)現(xiàn)了如此多的脈沖星數(shù)量已經(jīng)使其成為了世界當(dāng)之無愧的第一，但它的最突破性的發(fā)現(xiàn)并不只是這個，而是——快速射電暴。

快速射電暴

或許對于很多并不關(guān)注天文學(xué)知識的人來說，這樣的詞條非常陌生，快速射電暴其實就是一種神秘的，來自于宇宙深處的射電天文現(xiàn)象，一般而言是從銀河系以外來的，而關(guān)于銀河系中到底有沒有快速射電暴，科學(xué)家們?nèi)匀贿€在研究當(dāng)中。

快速射電暴為什么前面會有個“快速”兩個字，這其實是因為它的持續(xù)時間很短，往往只有幾毫秒，但是在這不到一秒的時間里，卻能夠顯示出如同我們頭頂?shù)奶栆惶靸?nèi)所釋放出來的能量，爆發(fā)出極其高的亮度，甚至可以將地球上幾百億年的發(fā)電量都能在短短幾毫秒里釋放。

2007年，科學(xué)家們從澳大利亞帕克斯射電望遠鏡的一些曾經(jīng)存檔中找到了快速射電暴的蹤跡，這是早在2001年，這個望遠鏡記錄下來的存在時間僅僅只有5毫秒的超強能量的電波信號。

科學(xué)家們分析了很久，最終才確認這是一種全新的，從未發(fā)現(xiàn)過的宇宙電波類型。

科學(xué)家們試圖發(fā)現(xiàn)更多的快速射電暴，尋找它的蹤跡和來源，他們認為快速射電暴其實在宇宙中每天都會發(fā)生成千上萬次爆發(fā)，但是因為它存在時間極短，最久的也只有幾十毫秒的時間，所以極難發(fā)現(xiàn)。

如果想要找到它們的痕跡，需要從射電望遠鏡的日常記錄數(shù)據(jù)里進行極其仔細和認真地分析和研究，可就算如此，也很難尋找到它們的存在。

而關(guān)于快速射電暴的來源，因為缺少更加充分和詳細的數(shù)據(jù)支撐，天文界對其研究數(shù)年，也產(chǎn)生了不同的看法，甚至出現(xiàn)了爭論。

其中主要有兩個快速射電暴來源的派系。第一個派系的科學(xué)家們認為，快速射電暴很有可能是從磁星上面被發(fā)射出來的。

磁星是宇宙中高度磁化的特殊的致密中子星，表面的磁場甚至比人類目前科技手段下人為制造出來的最強磁場還要強大幾億倍。

為什么會有這樣的奇怪天體，科學(xué)家們并沒有一個準(zhǔn)確的回答，主流的觀點有兩個，其中一個是認為這是因為兩個相互旋轉(zhuǎn)環(huán)繞的中子星合并成為了一個新的天體，因為密度和質(zhì)量太大，從而會坍縮成為了一個黑洞，而在坍縮之前就會形成特殊的具有超強磁場的磁星。

因為強大的磁場，磁星外部會包括一圈的磁層，而磁場的運動會導(dǎo)致磁星表面不斷升溫，巨大的壓力之下，磁星破裂，產(chǎn)生了如同地震一樣的“星震”。

該派系的科學(xué)家們通過對探測到的輻射特征和特性，認為快速射電暴可能就是磁星磁場的劇烈活動之下，從磁層被發(fā)射出來的電波信號。

另一個流派則認為，快速射電暴很有可能是來自一些致密天體在爆發(fā)后產(chǎn)生的激波相互撞擊形成的輻射。

而“中國天眼”正式使用之后，因為世界第一的靈敏度，能夠看見其他望遠鏡都無法看到的微弱無線電波，甚至能看見100多億光年之外的電磁信號，所以用它來觀測快速射電暴的存在，其實是事半功倍的事情。

我國的相關(guān)團隊按照2018年澳大利亞發(fā)現(xiàn)的快速射電暴的數(shù)據(jù)，進行了詳細的計算和追蹤，成功在2019年7月觀測到了4次快速射電暴，并且都是來自于一個源頭的。但是由于澳方數(shù)據(jù)誤差，我國后續(xù)又進行了多次的調(diào)整，最終在同年10月兩日內(nèi)再次觀測到15次爆發(fā)。

而這些出處同源的快速射電暴無疑能夠為科學(xué)家們充當(dāng)研究數(shù)據(jù)，他們也發(fā)現(xiàn)了觀測到的快速射電暴的偏振特性都不一樣，更像是由高密度的磁層被發(fā)射出來的。

同時在2020年，科學(xué)家們利用“中國天眼”對銀河系中磁星進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)了4月28日磁星的一次射電暴與快速射電暴有著高度的相似，同樣都是毫秒的存在時間，也同樣有著極高的亮度。

通過“中國天眼”的這些證據(jù)，科學(xué)家們認為快速射電暴基本上可以認定是來自于磁星的磁層活動，從而終結(jié)了天文界關(guān)于快速射電暴來源的爭論，打破了一些科學(xué)家們認為的其來自于粒子沖撞的猜測。

結(jié)論

盡管有人對“中國天眼”發(fā)出了質(zhì)疑，但是這項大國重器對于人類的好處是顯而易見的，是惠及全球的。隨著2021年“中國天眼”正式向全球開放，未來的天文學(xué)界必然少不了它的存在，或者說，以后很長一段時間任何一個宇宙深處的發(fā)現(xiàn)或許都將依靠“中國天眼”的數(shù)據(jù)支撐。