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

  • 习近平会见泰国总理佩通坦

  • 湖北冰雪运动“滑出”经济新动力

独家策划

推荐阅读
踩着“咯吱、咯吱”作响的积雪深一脚浅一脚地前行,时不时俯下身子仔细查看。大年初三中午,塔里木油田油气运销部管道工程师胡毅正和同事沿着线路做检查。
2025-02-07 09:29
云南省丽江市玉龙纳西族自治县太安乡,海拔2827米,中国科学院空天信息创新研究院西南丽江卫星数据接收站(以下简称丽江站)就坐落于此。唐梦月之前一直在北京密云卫星数据接收站工作,2023年7月,他主动请缨支援建设,从北京来到了丽江。
2025-02-07 10:07
记者从全国林业和草原工作视频会议上获悉:2024年我国完成国土绿化任务超1亿亩,包括造林6669万亩、种草改良4836万亩,其中,治理沙化石漠化土地3683万亩。
2025-02-07 10:04
此地坐落着我国单体容量最大的“沙戈荒”光伏项目——中国绿发集团所属新疆中绿电技术有限公司(以下简称“新疆中绿电”)若羌400万千瓦光伏项目。春节假期,担任新疆中绿电若羌区域运检中心副经理的郭晓阳,选择坚守在项目现场。
2025-02-07 09:59
6日,记者从中国科学技术大学了解到,该校陈维教授课题组首次提出一种基于电化学原理的绿色可持续废弃物回收管理策略,能够同时实现废旧锂离子电池正极材料中的锂资源回收和工业尾气中氮氧化物污染物的捕获和转化。
2025-02-07 09:58
构建“教育-认证-就业-成长”的全链条生态,让每个飞手都能找到属于自己的“升空航道”。
2025-02-06 14:23
松下的重组绝非简单的业务收缩,而是日本制造业在数字经济时代的一次战略校准。
2025-02-06 13:20
该奖项是国际卒中领域临床医学的最高奖,设立34年以来,这是亚洲科学家第一次获奖。
2025-02-07 09:52
西湖大学未来产业研究中心、工学院王睿团队在钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池领域取得重要成果。
2025-02-06 09:20
不能否认,关键核心技术“卡脖子”问题仍未解决,笔者在调研中也发现,解决“卡脖子”问题,需要把握好几个关系。
2025-02-06 09:23
我们知道,光速是人类已知的速度极限。1秒时间里,光可以穿越30万千米,相当于绕地球赤道7圈半;而在1阿秒内,光只能传播0.3纳米的距离,大概相当于一两个硅原子的长度。
2025-02-06 09:22
借助高时间分辨率的观测数据,研究团队确认了合声波的局部生成是由电子运动引起的,并量化了波与电子之间的能量转移速率。”  谈及未来的研究计划,刘成明说:“团队将继续深入探索合声波背后的非线性机制,特别是其普遍性和作用条件。
2025-02-06 09:49
加拿大Xanadu量子技术公司开发出全球首台可扩展光量子计算机原型。研究人员指出,数千个这样的单元可以通过光纤电缆连接,从而创建具有巨大处理能力的大型量子计算机。为了验证这一理念,研究人员构建了一个由四个服务器机架组成的原型系统。
2025-02-06 09:35
毋庸讳言,当下中国科技产业正面临双重压力:一边是西方技术封锁不断加码,另一边是AI、量子计算等新赛道竞争白热化。而今,创新的火炬已经点燃,当点点星火汇聚成璀璨星河,声声号角激荡起创新浪潮,当信心之帆迎风鼓满,东方大国必将驶向科技强国的星辰大海。
2025-02-06 09:29
近日,农业农村部成都沼气科学研究所厌氧微生物创新团队与日本科学家合作发现了一种合作共赢的菌群互作模式。
2025-02-05 09:23
春节期间,全国科技馆以“科技温暖中国年”为主题,为公众献上一系列融知识性、趣味性与人文关怀于一体的科普惠民活动。
2025-02-05 09:22
太阳暗条是悬浮于日冕中的低温等离子体结构,其突然爆发可能引发日冕物质抛射,导致地球磁暴和卫星通信故障。该团队据此建立的灾变临界条件模型,可将暗条爆发预警时间提前至现有水平的2至3倍。
2025-02-05 09:48
中国海油近日对外宣布,我国首个自营超深水大气田“深海一号”累计生产天然气超100亿立方米,生产凝析油超100万立方米,其中2024年天然气产量超32亿立方米,连续3年产量在30亿立方米以上,持续保持高产稳产运行状态。
2025-02-05 09:48
4日,记者从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队李传锋教授、许金时教授和数学科学学院马杰教授等,联合国内研究团队,开发了适合研究单体高维量子系统的可扩展光学体系,成功观测到最强的逻辑形式量子关联。
2025-02-05 09:46
我国针对数据标注产业发布系统性指导文件,是我国为护航人工智能产业、提升新质生产力水平作出的重要布局。
2025-02-05 09:24
加载更多