據新華社報道，近日更新的大型綜合性辭書《辭海》第七版，在天文學科新增了“500米口徑球面射電望遠鏡”（英文：Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，簡稱FAST）條目，也就是俗稱的“中國天眼”。
從今年1月11日通過國家驗收正式開放運行起，“中國天眼”便成為中國天文學的另一項重要標誌。這一從1994年就啓動預研究、耗時5年建成，又花了3年時間進行反覆調試才終於通過驗收的巨大裝置，也是目前世界上最大的單面口徑球面射電望遠鏡。
那麼“中國天眼”到底是什麼？它對人類來説意味着什麼？
“中國天眼”建在貴州省平塘縣克度鎮的大窩凼窪地，四面被茂盛的綠色植被環繞。它的外形就像一口支在羣山間的大鍋，25萬平方米的反射面面積相當於30個標準足球場那麼大，據説走一圈下來需要30多分鐘。
人類對於宇宙的好奇從未停止過，“中國天眼”承載的是人類探索宇宙奧秘和發現地外智慧生命的希望，這也是它最讓天文愛好者們興奮的地方。截至驗收，“中國天眼”公佈兩年多來發現的脈衝星數量達到102顆，已超過同期全球多個脈衝星搜索團隊發現數量的總和。
而每探測和記錄下一顆脈衝星，就可能意味着我們離發現地外文明更進一步。
如何捕捉一顆星星？
宇宙中物質和天體的運行並不是悄無聲息的，它們在活動過程中通常會發出波長不等的電磁波，這就為人類觀測宇宙提供了可能。
天文望遠鏡就是我們用來捕捉這些電磁波的工具。因為電磁波的波長不同，天文望遠鏡的建造原理和形態也存在差異。比如，我們上學時都學過可見光屬於電磁波的一種，如果一個天體可以發出可見光，那麼它大概率可以被天文光學望遠鏡所捕獲。我們生活中所能接觸到的望遠鏡也基本屬於光學望遠鏡。
但如果是波長比可見光更長的無線電波，人眼就無法看到，光學望遠鏡也無法發揮作用。這時候就需要藉助“中國天眼”這樣的射電望遠鏡來實現觀測。
不同於光學望遠鏡常見的圓筒形外觀，射電望遠鏡常常需要一個球面或是拋物面裝置。這有點像一些家庭安裝在室外用於接受電視信號的“大鍋蓋”，這個“鍋蓋”就是射電望遠鏡的主反射器，主反射器會將接收到的宇宙無線電波聚焦在位於其上方的接收天線上，人類再將蒐集到的資料進行分析和儲存。
“中國天眼”用來接收無線電波的天線叫做“饋源艙”，這也是“中國天眼”用來接收和回傳信號最核心的部件。人可以通過移動及補償風運動等的干擾，實現對饋源艙位置的精細控制。
在“中國天眼”之前，全球最大的單面口徑球面射電望遠鏡位於波多黎各的阿雷西博天文台。“中國天眼”較阿雷西博的優勢在於，其主反射器表面由4,450片每邊長約11米的三角形面板組成，這種構造使得“中國天眼”能夠在一定程度調節觀測天空的角度；阿雷西博的反射器則是一個固定的球形，因而限制了觀測範圍。
而且“中國天眼”反射器更深的盤面，也有助於擴大的視野。
在天文學中，新的天文儀器在建造完成之後第一次觀測或取得影像的行為被稱作“開光”。2016年9月25日，“中國天眼”進行了建成後的開光測試，觀測到了編號為J1921+2153的脈衝星，並形成了如下的脈衝輪廓圖，以及未消色散的頻率-相位圖。
巧合的是，這顆脈衝星也是劍橋大學研究生喬絲琳·貝爾在1967年無意中發現的人類歷史上首顆脈衝星，當時命名為“CP1919”。這剛好也成為“中國天眼”對脈衝星科學前輩的致敬。
終極目標：搜尋地外文明
“中國天眼”工程台址與觀測基地系統總工程師朱博勤曾在接受紅星新聞的採訪時稱，中國天眼的三大目標是：脈衝星、星際導航和中性氫。
脈衝星是中子星的一種，由恆星演化和超新星爆發形成，會週期性地發射脈衝訊號。這種星體的自轉週期極其穩定，因而能夠成為人類測量宇宙時空的超高精準度座標。這就好比是人在地球上開車，能夠通過GPS衞星導航來實現定位，在茫茫宇宙，當望遠鏡和衞星都無法直接觀測時，脈衝星就是宇宙飛船的GPS，為星際導航提供了可能。
“中國天眼”是發現脈衝星的理想設備。
射電望遠鏡分為許多種類，除了像“中國天眼”這樣的單個大口徑射電望遠鏡，另一種常見的類型就是陣列射電望遠鏡。後者通常由多個射電望遠鏡單元組成，用於彌補單個設備能力的不足，也被用來實現對宇宙中更遠距離天體的觀測。陣列射電望遠鏡最為著名的應用案例之一，就是幫助繪製人類歷史上首張黑洞照片。
陣列射電望遠鏡的優勢是高分辨率，能讓成像更加清晰；單個大口徑射電望遠鏡的優勢則是高靈敏度，能捕捉到信號闇弱的天體。脈衝星就具備後一種特點，且易被人造電磁干擾淹沒，到目前人類也只觀測到一小部分。
“中國天眼”的另一個重要任務是探測中性氫。根據宇宙大爆炸學説，中性氫是宇宙中幾乎與大爆炸同齡的“老人家”，觀測和研究中性氫的分佈，能幫助科學家進一步弄清銀河系和河外星系的結構，解開宇宙大爆炸等宇宙起源和演化之謎。
更重要的是，中性氫通常正在積極地孕育新的恆星，也意味着可能有新的外星文明產生。
“中國天眼”工程台址與觀測基地系統總工程師朱博勤説，搜尋地外文明是“中國天眼”的終極目標之一。
今年6月，在接受科技日報記者採訪時，國際宇航大會(IAC)搜索地外文明計劃常設委員會(IAA SETI)會員、中國地外文明搜尋(SETI)科學家、北京師範大學天文系宇宙學與地外文明研究團組張同傑教授首次透露，在設備升級後，“中國天眼”預計9月可正式啓動針對地外文明的搜索。不過目前還沒有正式啓動的消息傳來。
【來源：PingWest品玩】
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