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:“中国天眼”拓展人类观天极限
首页> 光明科普> 焦点新闻 > 正文

“中国天眼”拓展人类观天极限

来源:人民日报2024-12-16 09:55

  贵州省平塘县克度镇大窝凼,崇山峻岭之间,“中国天眼”仰望苍穹,将人类“视界”延伸到百亿光年之外。

  2016年9月,在“中国天眼”落成启用之际,习近平总书记发来贺信指出:“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”“高水平管理和运行好这一重大科学基础设施,早出成果、多出成果,出好成果、出大成果”。

  今年是“中国天眼”建成运行8周年。8年多来,“中国天眼”团队发扬开拓进取、勇攀高峰的精神,秉持团结奋进、协同攻关的作风,创新不止,成果频出,不断拓展着人类观天极限。

  不断拓展人类对宇宙的认知边界

  巡天一瞥,不到5分钟,“中国天眼”就发现了一个处于轨道周期仅为53分钟的双星系统中的脉冲星——这是人类发现的轨道周期最短的脉冲星双星系统。

  每一颗脉冲星都有其特殊脉冲及稳定的转动频率,它们相当于宇宙中具备特有信号标记的“灯塔”,可以为人类探索浩瀚宇宙提供“导航”。作为目前世界上灵敏度最高的单口径射电望远镜,“中国天眼”自投入运行以来,已发现的新脉冲星数量突破1000颗,超过同一时期国外其他望远镜发现脉冲星数量的总和。

  “从人类发现第一颗脉冲星到‘中国天眼’发现首颗脉冲星的半个世纪,全世界发现的脉冲星不到3000颗。”中国科学院国家天文台研究员、“中国天眼”运行和发展中心首席科学家朱炜玮说,“我们正在拓展人类对宇宙的认知边界。”

  近年来,“中国天眼”持续获得重量级发现:首次在射电波段观测到黑洞“脉搏”、探测到纳赫兹引力波存在的关键证据、探测并构建世界最大中性氢星系样本……

  中国科学院国家天文台副台长,“中国天眼”运行和发展中心主任、总工程师姜鹏说:“‘中国天眼’不仅为我们提供了探测宇宙深处的强大工具,而且在基础科学研究中产生了深远影响。它帮助我们探索宇宙的起源、演化及其结构,为理解宇宙中的前沿科学问题提供了重要观测数据支持。”

  德国马克斯·普朗克射电天文学研究所天文学家劳拉·斯皮特勒预测,到本世纪30年代,“中国天眼”将为人类研究超大质量黑洞碰撞等天文学前沿研究积累大量数据。

  “随着运维智能化水平的提升,‘中国天眼’的运行效率将进一步提高,这将帮助我们更快地积累更多观测数据,我们有信心取得更多重要发现。”姜鹏说。

  凝结中国智慧和中国创造

  巡天探宇,观测星空。“中国天眼”创新探索不停。从选址、建设到调试、运营,“中国天眼”每一个环节、每一块面板、每一个部件,都凝结着中国智慧和中国创造。

  2011年3月,“中国天眼”正式开工建设。不同于世界上已有的单口径射电望远镜,“中国天眼”的“视网膜”——球形反射面,是一张由6670根钢索编制的索网,其结构是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。要实现反射面变形,对抗疲劳性能的要求极高。

  整整两年,在“天眼之父”南仁东的指导下,姜鹏带领团队进行了大规模的索疲劳试验。近百次失败,从千头万绪中不断探寻解决问题的关键,终于攻克超高强度、抗反复拉伸的钢索难题,首创主动变形反射面,使望远镜覆盖40度天顶角,成功支撑起“中国天眼”的“视网膜”。

  让“中国天眼”看得更远更清楚,调试工作至关重要。

  “与传统望远镜相比,‘中国天眼’系统结构要复杂得多,也更容易受设备故障的影响。”姜鹏说。为此,调试团队基于力学仿真系统研发了“中国天眼”反射面的安全实时评估系统和开环控制系统,实现了反射面的数字孪生,使“中国天眼”能够全天候运行工作。

  “我们无须实时测量反射面面形,哪根促动器坏了、哪个节点工作不正常,都能在安全评估系统软件中显示,并且模拟出对观测的影响,一旦超出安全范围就会自动报警。”中国科学院国家天文台副研究员李辉说。

  创新无捷径,唯有勇攀登。在稳定运行和提升性能的同时,“中国天眼”的巡天效率还将实现数量级的提升,为解决中国射电天文领域的核心技术问题作出更大贡献。

  为国际科学界提供重要平台

  低噪声放大器是“中国天眼”接收机的核心零部件,此前都靠进口。

  为把关键技术掌握在自己手里,中国科学院国家天文台高级工程师柴晓明团队用时近两年,自主研发出高性能的国产低噪声放大器。今年9月,这款国产低噪声放大器正式出口巴西,首次实现我国自主研发的射电望远镜核心部件出口海外。

  事实上,在建设阶段,“中国天眼”就向全球工程界贡献了大科学工程的中国经验:6根钢索控制的30吨馈源舱,可以在140米高空、206米的尺度范围内实时定位;超高耐疲劳钢索在200万次循环加载条件下可达500兆帕应力幅,国际上尚无先例。

  “中国天眼”也为国际科学界提供了一个重要平台,促进了国内外科学家的交流与合作。

  2021年3月31日,“中国天眼”正式对全球科学界开放。

  “随着开放,来自全球天文学家的项目申请书越来越多,‘中国天眼’的观测任务也排得越来越满。”从事观测任务制定工作,“中国天眼”运行和发展中心测控工程师孙纯对此感受深刻。

  截至目前,“中国天眼”已帮助美国、荷兰、澳大利亚等15个国家的研究团队开展观测900余小时,涉及科学目标漂移扫描巡天、中性氢星系巡天、银河系偏振巡天、脉冲星测时、快速射电暴观测等多个领域。

  英国天文学家拉夫尔·伊夫说,“中国天眼”持续向全球科学界开放,全世界的科学家都可以根据自己的研究计划申请使用这一开创性的仪器,这意味着天文学家可以开展以前由于望远镜灵敏度不足而无法进行的实验。

  极目星空,巡天不止。“中国天眼”持续为人类极目宇宙贡献中国智慧、提供中国方案。(人民日报记者  吴月辉)

[ 责编:李欣哲 ]
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

  • 全国多地开展国家网络安全宣传活动

  • 永丰村迎秋粮收获

独家策划

推荐阅读
今年入夏以来,西北太平洋与南海海域的台风仿佛开启了“流水线”模式,接连生成、登陆,引发社会广泛关注。
2026-09-15 09:35
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
2026-09-15 09:27
错坚河冰崩发生点和下游传输侵蚀通道。研究指出,气候变暖背景下,喜马拉雅山地区的冰冻圈灾害正呈现频次增加与链式放大的复合态势。研究指出,此次冰崩与气候变暖影响下冰裂隙扩张、从冰面向冰内和冰床排水加剧直接相关。
2026-09-15 09:26
记者从国家药监局了解到,我国第三个脑机接口医疗器械标准于14日被批准发布。据悉,为了支持我国脑机接口医疗器械重大创新、满足产业发展急需,国家药监局采用快速程序立项和批准。
2026-09-15 09:23
工科学习与研究强调实践牵引、逻辑思维和科学方法,解决问题更是落脚点——学生可以借助AI,但不能被AI替代。工科学习,不仅是吸收知识的过程,更是应用理论、方法和工具提升学生解决工程实践问题的能力的过程。
2026-09-15 09:25
拍卖会是全国优质种公牛资源展示的舞台。与华西牛同台竞争的,不乏安格斯、西门塔尔等国内外优质牛,可近4届“标王”无一例外都花落华西牛。
2026-09-14 09:26
甲烷的“存在感”远不及二氧化碳,但增温效应不容小觑。有研究认为湖泊贡献了全球自然甲烷排放的75%,也有测算认为占比不足两成。但实际排放多少、国际模型是否适用于我国,长期缺乏本土实测验证。
2026-09-14 09:25
位于今青海省海西州格尔木市南部的布尔汗布达山山体,是当代地质学界、地理学界公认的东昆仑主干,也是青藏公路、青藏铁路的关键地标——昆仑山口所在地。
2026-09-14 09:14
近日,记者从吉林大学获悉,该校生物考古实验室在全球首次完成已灭绝古生物奥氏马的完整形态复原。
2026-09-14 09:15
2026年国家网络安全宣传周期间,光明网联合科普中国推出AI科技伦理系列科普视频,引导公众理性认知技术逻辑,秉持算法向善理念,共建网络安全生态。
2026-09-14 09:15
实现人的自由全面发展,是人工智能伦理治理的逻辑起点与价值原点。
2026-09-11 08:42
2019年,一场生态修复让一个古人类遗址——云南蝙蝠洞遗址浮出水面。之后,多支科研团队开展跨学科综合研究,让丹尼索瓦人在中国西南腹地缺失的关键地理拼图得以补充。
2026-09-11 08:51
在位于内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔新区的人才创新谷,工作人员操作和林格尔数据中心集群多云算力资源监测与调度平台,实时监测、动态调度算力资源。
2026-09-11 09:10
人类全基因组约30亿个碱基对中,仅1%—2%编码蛋白质,其余包含不编码的“垃圾DNA”及控制基因表达时间、位置和强度的调控序列。
2026-09-11 09:07
8月也是非极地海域有记录以来最温暖的一个月。海表温度峰值达21.1℃,是有观测以来最高的海表温度。
2026-09-11 08:51
一般来说,人力资源社会保障部每年会征集一批新职业信息,对征集到的新职业建议,按照相关工作要求和程序进行筛选确定。”谷俊明说,兼具古法制香功底、香文化讲解与体验教学能力的复合型香艺人才不断成长,将推动古老香文化焕发生机。
2026-09-10 09:52
当今地球正处于冰室气候背景下,大气二氧化碳(CO2)浓度不断上升,全球气候变暖加剧。这意味着初始火山升温之后,天文轨道的胁迫作用增加了高纬度太阳辐射,进而加速了冰盖的融化和冻土层的解冻。
2026-09-10 09:47
灶台、吊柜、换鞋凳、智能床、坐式淋浴器……这个展区被布置成一个家一般的样板间。护理床边,一台人形照护机器人伸出机械臂,托起人体模型的腿,模拟辅助卧床老人活动肢体。
2026-09-10 09:39
实验结果显示,嫦娥五号月壤中不同矿物的弹性模量分布范围较广,不同矿物间的弹性模量差异显著,呈橄榄石>辉石>钛铁矿>尖晶石>斜长石的次序,其中斜长石的弹性模量明显偏低。进一步分析发现,无论矿物来自地球、月球还是陨石,不同来源的矿物在微观变形过程中的响应机制可能遵循某种共性的内在规律,相关机理仍有待进一步深入研究。
2026-09-10 09:35
再过10多天就是农历秋分,第九个中国农民丰收节也将如约而至。联欢活动庆丰收板块,将举办城乡群众庆祝丰收的联欢活动,打造农民唱主角、百姓共联欢的丰收文艺盛宴,呈现荆楚农民唱响赞歌、分享喜悦的丰收景象。
2026-09-10 09:30
加载更多