点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“世界巨眼”SKA迎来历史性时刻
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

“世界巨眼”SKA迎来历史性时刻

来源:光明网2019-03-15 18:39

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  “世界巨眼”SKA迎来历史性时刻

  3月12日,国际大科学工程——平方公里阵射电望远镜(Square Kilometre Array, SKA)计划迎来重要里程碑。来自超过15个国家的部长、大使、高级代表齐聚罗马,共同见证了国际SKA组织天文台公约签字仪式。澳大利亚、中国、意大利、荷兰、葡萄牙、南非、英国共七国政府签署了SKA天文台公约,中国科技部副部长张建国代表我国签署了公约。

  公约的签署标志国际SKA组织正式开启向政府间国际组织(IGO)过渡的进程,SKA组织将成为继欧洲南方天文台之后,世界上第二个以天文学研究为目标的政府间国际组织。包括中国在内的7个首批签约国将成为SKA政府间国际组织的创始成员国。

  SKA是什么?

  SKA是我国目前参加的继国际热核聚变实验(ITER)(即俗称的“人造太阳”计划)之后第二大国际大科学工程,也是我国参加的首个全程参与并扮演重要角色的国际大科学工程。

  SKA分别建在南非和澳大利亚,英国是SKA的永久总部国。目前国际SKA组织的成员国包括:澳大利亚、加拿大、中国、法国等13国。

  SKA将成为人类在地球上建造的迄今规模最大的一套科学设施。它是由2500面15米口径的碟型天线、及超过一百万个低频天线等单元组成的阵列式射电望远镜,分布在3000公里的范围内。SKA是集大视场、高灵敏度、高空间分辨率、高巡天速度、宽频段范围等诸多卓越性能于一身的革命性设备,其频率范围从50MHz到20GHz以上,空间分辨率可高出哈勃空间望远镜两个数量级,达毫角秒级。SKA同时也将是一套世界最先进的IT系统,它睁开巨眼看宇宙时,“一网打尽”的宇宙信息量如此之大,以致其每秒产生的数据量,比当今全球英特网的数据流量总和还要高。

“世界巨眼”SKA迎来历史性时刻

图:SKA第一阶段的望远镜示意图,包括由近200面碟型天线组成的中频阵,及由13万个低频天线组成的低频阵(来源:国际SKA组织)

  SKA将分阶段建设。第一阶段建设约10%的SKA,预计2020年底开工建设,2027年左右完工。剩余的望远镜单元将在第二阶段建设,全部建成在2030年以后。SKA第一阶段建成后,将具备约10%的SKA能力,但即便以这不足一成的功力,SKA就足够称霸世界了。SKA第一阶段的建设和运行费总计估价约16亿欧元。

  SKA将与詹姆斯韦伯空间望远镜、下一代巨型光学望远镜、欧洲核子中心的强子对撞机LHC、引力波天文台LIGO、及热核聚变实验ITER等一起成为人类21世纪进行物理学重大发现的神器。

  SKA的科学目标

  SKA的科学目标涵盖广泛,包括:(1)揭示宇宙137亿年历史中的头1亿年,宇宙是如何被第一批星星点亮的,即宇宙如何从黑暗走向黎明的第一缕光问题(2)利用脉冲星检验强场下的引力,及检验爱因斯坦广义相对论(3)利用脉冲星计时阵直接探测超大质量双黑洞产生的引力波(4)宇宙磁场探测(5)宇宙大尺度结构及暗能量、暗物质(6)星系形成与演化(7)宇宙中生命的起源(8)地外文明(9)宇宙快速射电暴之谜(10)完全未知的东西,即所谓“unknown unknowns”,等等。

“世界巨眼”SKA迎来历史性时刻

图:SKA碟型天线阵的空中鸟瞰图(效果图,来源:国际SKA组织)

  为迎接SKA时代的到来,中国天文界正在做充分的科学准备。在中国SKA首席科学家、中科院国家天文台武向平院士牵头下,我国天文界已形成11个科学工作组,并已完成《中国SKA科学白皮书》中、英文版。面向未来的中国SKA人才培养探路计划,如与SKA台址国澳大利亚和总部国英国合作的“中-澳、中-英SKA联合博士生计划”已执行多年。

  国际SKA组织为什么一定要创建政府间国际组织(IGO)?

  国际SKA组织成立于2011年,初始为一家注册在英国的非营利性公司,但为了SKA的根本利益与长远发展,必须过渡为IGO。IGO的优越性在于,各成员国参与SKA是国家行为,不因政府的更迭而受影响(政府更迭在很多国家是频繁发生的事情)。因此,SKA公约经各国政府签署后,还必须报请各国议会(我国是全国人大)批准方能生效。IGO将确保SKA天文台至少50年的安全稳定运行。另外,IGO将保障SKA在工程采购、雇员工资等方面享受国际组织的免税待遇。这将极大节省各成员国的出资负担。

  签署SKA公约为什么重要?

  根据规则,SKA公约经首批国家签署后,须经(3+2)个国家的议会批准后方能生效。即目前签字的这7个国家,在全部三个东道国及两个非东道国的议会批准公约后,则IGO自动生效并开始正式运作。相应地,首批签署公约的国家,将成为IGO的创始成员国,并在国际SKA组织中享有最多的权利。

“世界巨眼”SKA迎来历史性时刻

图:SKA第一阶段的望远镜能力与世界上现有主要射电望远镜的对比(来源:国际SKA组织)

  为什么目前SKA成员没有全部签署公约?

  首先,作为政府间国际组织,参加方必须是各国政府。目前SKA组织中,大多数参加方都是政府,如中国、南非是科技部,澳大利亚是工业与科学部等。但同时也有一些国家的参加方并非政府部门,如加拿大是国家研究理事会,法国是国家科研中心,他们不能签署公约。另外,一些国家由于各种原因,暂时还未做好签署公约的准备。不能签公约的国家,只能作为IGO的准成员参加SKA,且在未来的SKA理事会中不享有投票权。

  中国在SKA中发挥的重要作用

  中国在国际SKA计划中一直发挥着重要作用。早在上世纪90年代初,中国即与全世界十个国家一起,共同发起设计建造SKA(当时叫LT,即Large Telescope)的倡议,是SKA概念的最初提出者之一。中国的SKA方案(后来发展出FAST)多年来一直是国际SKA的候选方案。2011年,中国作为创始国,共同创建了国际SKA组织。中国全程参与了SKA计划的所有过程,自始至终是SKA的坚定支持者。

  中国将在SKA建设中发挥关键作用。中国目前是SKA国际工作包联盟中的天线工作包联盟的主席(SKA各工作包中造价排第一的工作包)。经过激烈竞争,中国方案成为该工作包联盟的唯一候选方案,首台15米天线样机已于2018年2月在中国电科54所建成。另外,中国在时间同步、及低频阵等工作包中也将发挥重要作用。

  另外,中国也是SKA成员国中明确表达建设本国SKA区域中心计划的国家。

  国家天文台在中国SKA中的作用

  国家天文台是SKA计划的共同发起者和全程参与者,2011年共同创建国际SKA组织,并曾代表中国参加SKA。我国天文界参与SKA国际谈判及董事会或工作组的专家均来自国台,他们配合科技部,不辱使命,维护了我国参加SKA的国家利益。从设备上,国台的FAST与SKA形成很好的互补与承启关系,而国台的21CMA低频阵作为我国SKA低频探路者积累了大量宝贵经验。

“世界巨眼”SKA迎来历史性时刻

图:科技部王志刚部长一行于2018年7月访问南非SKA台址,在中国电科集团54所建造的SKA原型天线前合影(图片来源:科技部)

  作者:秦波,系中国科学院国家天文台研究员,博士导师,SKA科学部主任。分别任国际SKA组织战略委员会、出资工作组、财政协定工作组等成员。

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 逐梦海天 青春滚烫——记海军山东舰起降保障中队

  • 创新潮涌链博会

独家策划

推荐阅读
从意大利实验室到西北农学院,从抗战时期到和平年代,周尧用70年时光让中国昆虫学从5%的定名权走向自主。
2025-07-18 09:06
记者从会上获悉,截至今年6月,我国每万人口高价值发明专利拥有量已达到15.3件,提前实现“十四五”规划预期的12件目标。
2025-07-18 09:04
而在此次观测中,天文学家发现,在HOPS-315及其周围的原始星盘中,不仅存在固态的结晶矿物,还存在气态的一氧化硅。
2025-07-18 09:04
旨在充分发挥计量支撑产业新质生产力发展的基础保障作用,推动“溯源链、创新链、产业链”融合发展,使计量成为促进产业新质生产力发展的催化器和引擎。
2025-07-18 09:04
该所作物耐逆性调控与改良创新团队日前联合国内外研究机构,构建了首个水稻的多器官单细胞多组学图谱,
2025-07-18 04:30
太阳是地球气候系统的主要能量来源,其活动通过总辐射、紫外辐射、高能粒子沉降等多种形式影响地球大气。近年来,我国夏季降水雨带呈现出持续北移的趋势。
2025-07-18 04:30
人机语言交互的“温度”,其核心在于能否实现情感共鸣、文化适配与价值传递。语言不仅是信息符号,更是心灵沟通的桥梁。为冰冷的代码注入人文温度,需在技术突破与设计理念上双轨并进。
2025-07-17 04:30
近日,中国科学院海洋研究所万世明团队,基于海洋沉积物中的黑碳记录,重建了过去30万年以来东亚北部的古火演化历史,结合欧洲、东亚、东南亚及澳大利亚区域的记录以及考古遗址大数据,发现现代人类大规模用火始于约5万年前。
2025-07-17 04:30
在飞行器大家庭中,有一类特别的成员——翼伞。它们没有刚硬的机翼,却凭着一片巨大柔软的“翅膀”,借助风力优雅地翱翔于天际;它们结构看似简单,却蕴含着空气动力学的精妙智慧。翼伞是融合古老降落伞原理与现代智能科技的独特柔性无人飞行器,包含翼、控制系统、负载,如果加上推力系统,就可化身为伞翼无人机。
2025-07-17 04:30
近年来,移动电源行业呈现出较为迅速的发展趋势。与此同时,移动电源安全事故频发,严重威胁消费者生命财产安全。通过制定强制性国家标准,
2025-07-17 03:55
由该院枸杞科学研究所联合中国林业科学院林业研究所编制的《枸杞属植物新品种特异性、一致性、稳定性测试指南》获得国际植物新品种保护联盟通过。
2025-07-17 04:00
武汉华大生命科学研究院联合南方科技大学等单位,在单细胞水平上成功解密了拟南芥叶片衰老的过程。
2025-07-16 10:44
不只是产量最大,“深海一号”大气田还是我国迄今为止自主开发建设的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大的深水气田。
2025-07-16 10:42
我国正研制《卓越工程师培养认证标准》,该标准是保障卓越工程师培养从“样板间”走向宏大队伍的基础。
2025-07-16 10:39
七月下半月和八月上半月是我国主汛期的最重要阶段,应急管理部指导各地加强灾害风险隐患信息报送队伍建设,开展广泛培训,目前总人数已达115万人。
2025-07-16 10:25
为强化未成年人网络保护,营造良好网络环境,近日,中央网信办印发通知,在全国范围内部署开展为期2个月的“清朗·2025年暑期未成年人网络环境整治”专项行动。
2025-07-16 10:23
新时代新征程,以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业,实现新型工业化是关键任务。
2025-07-15 04:10
现阶段,人工智能赋能新型工业化已取得明显成效,但仍存在人工智能关键硬件与开源软件储备不足、人工智能在重点行业领域应用率偏低、人工智能领域人才短缺且结构不合理、缺乏适应人工智能发展的标准体系和法律法规等问题。
2025-07-15 04:10
2025年可谓人形机器人的“破圈”之年。从蛇年春晚舞台的机器人扭秧歌,到北京亦庄的机器人马拉松,再到浙江杭州的机器人格斗赛……人形机器人正从“实验室”迈向各类“应用场”。
2025-07-15 02:55
科考船在狂风巨浪中剧烈摇摆,寻找渺小的目标如同大海捞针。回收沉睡海底半年的海底地震仪,是这次出海科研任务中最艰难的一环。“快看!在那儿!”随着一声疾呼划破沉寂,
2025-07-15 02:55
加载更多