它時(shí)強(qiáng)時(shí)弱、若隱若現(xiàn)，仿佛穿越亙古蠻荒而來,；它源自茫茫宇宙深處,，是名副其實(shí)的“天籟之音”,。它就是根據(jù)脈沖星信號振幅轉(zhuǎn)換為聲音后制作的一段音樂，蘊(yùn)含著等待破解的宇宙之謎,，深邃而神秘,。這段神秘“天籟之音”只有短短30秒，卻是貴州平塘國際天文體驗(yàn)館的“鎮(zhèn)館之寶”,，而捕捉到脈沖星信號,、探測其振幅的是“中國天眼”即500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），它就坐落在平塘一個被稱作“大窩凼”的喀斯特地貌巨型洼坑中,。

實(shí)現(xiàn)“零”的突破

FAST是具有中國自主知識產(chǎn)權(quán),、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡,。2016年9月,，F(xiàn)AST建成并開始接收來自宇宙深處的電磁波，進(jìn)入試運(yùn)行,、調(diào)試階段,。一年來，F(xiàn)AST不知疲倦地掃描巡天,，敏銳地捕捉各類信號,，取得振奮人心的發(fā)現(xiàn)。10月10日,，F(xiàn)AST團(tuán)隊(duì)在京舉行發(fā)布會表示,，“中國天眼”探測到優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體達(dá)數(shù)十個，其中目前已通過系統(tǒng)認(rèn)證的脈沖星達(dá)6顆,。

中國科學(xué)院國家天文臺在發(fā)布會上公布了其中兩顆脈沖星的具體信息,。一顆自轉(zhuǎn)周期為1．83秒，距離地球約1．6萬光年,；另一顆自轉(zhuǎn)周期為0．59秒,，距離地球約4100光年。它們分別由FAST于今年8月22日,、25日通過漂移掃描發(fā)現(xiàn)的,。

FAST超乎尋常的表現(xiàn)一舉實(shí)現(xiàn)了中國在脈沖星發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域“零的突破”，為世界射電天文學(xué)發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn),。國際天文學(xué)界因此把更多關(guān)注的目光投向中國,。正如國際知名的澳大利亞帕克斯64米射電望遠(yuǎn)鏡科學(xué)主管喬治？霍布斯所說的那樣,，“中國天眼”的調(diào)試以及逐漸產(chǎn)出成果是目前國際天文學(xué)界最激動人心的事件之一,。

1967年，英國人喬斯琳,？貝爾發(fā)現(xiàn)了新型天體脈沖星,，該項(xiàng)發(fā)現(xiàn)后來獲得了諾貝爾物理獎,。至今，被人類發(fā)現(xiàn)的脈沖星至少有2700顆,。研究表明,，這類天體是一種高速自轉(zhuǎn)的中子星，由恒星演化和超新星爆發(fā)產(chǎn)生,。其密度極高,，每立方厘米重達(dá)上億噸，一塊方糖大小就相當(dāng)于地球上一萬艘萬噸巨輪的重量,。脈沖星的自轉(zhuǎn)周期極其穩(wěn)定,，其穩(wěn)定度比目前最穩(wěn)定的氫原子鐘還要高1萬倍以上，被譽(yù)為自然界中最穩(wěn)定的天文時(shí)鐘,，而精準(zhǔn)的時(shí)鐘信號是為航天器導(dǎo)航的必要前提,，因而脈沖星也被稱作人類星際航行的“燈塔”。此外,，由于脈沖星是在?？s的超新星的殘骸中發(fā)現(xiàn)的，對它們的觀察研究有助于人類了解星體?？s,，揭示宇宙誕生和演變的奧秘。

20余載成就巡天重器

FAST調(diào)試階段首批成果發(fā)布會專門舉行了默哀儀式,，表達(dá)對FAST工程總工程師兼首席科學(xué)家南仁東的哀思,。就在約1個月前，F(xiàn)AST即將迎來落成一周年之際,，他卻溘然長逝,，令人不勝唏噓。為FAST工程的立項(xiàng),、建設(shè)和調(diào)試工作,，南仁東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)艱苦奮斗20余載，而他也因?qū)υ摴こ痰淖吭截暙I(xiàn),，被譽(yù)為“中國天眼之父”,。

1993年，在東京召開的國際無線電科學(xué)聯(lián)盟大會上,，包括中國在內(nèi)的10國天文學(xué)家提出建造新一代射電“大望遠(yuǎn)鏡”,。第二年，時(shí)任北京天文學(xué)會理事長的南仁東參與撰寫并發(fā)表了《大射電望遠(yuǎn)鏡國際合作計(jì)劃建議書》,，并提出利用喀斯特洼地作為望遠(yuǎn)鏡臺址,，建設(shè)巨型球面望遠(yuǎn)鏡。在貴州省喀斯特地形地區(qū)選址工作之后啟動,。他出任首席科學(xué)家兼總工程師,，主持完成FAST的立項(xiàng),、可行性研究及初步設(shè)計(jì)工作，主編科學(xué)目標(biāo),，指導(dǎo)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及其模型試驗(yàn)。

2011年3月,，F(xiàn)AST在貴州省平塘縣“大窩凼”洼地開工建設(shè),。2015年2月4日，F(xiàn)AST安裝了最后一根鋼索,，索網(wǎng)制造和安裝工程結(jié)束,。這意味著工程支撐框架建設(shè)完成，進(jìn)入了反射面面板拼裝階段,。2015年11月21日,，F(xiàn)AST饋源支撐系統(tǒng)進(jìn)行首次升艙試驗(yàn)，6根鋼索拖動饋源艙提升108米,，并進(jìn)行功能性測試,。2016年7月3日，F(xiàn)AST最后一塊反射面單元成功吊裝,，主體工程完工,。兩個多月后，F(xiàn)AST落成并啟用,。

由于設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)均無先例可循,，F(xiàn)AST不僅在建設(shè)階段遭遇重重困難，在調(diào)試階段也是如此,。據(jù)FAST副總工程師李菂介紹,，由于調(diào)試期間只能用“漂移掃描”方式進(jìn)行在脈沖星搜索，所以科研人員不得不重新設(shè)計(jì)相關(guān)軟件,，而在數(shù)據(jù)處理上也要花費(fèi)更多時(shí)間和精力,。FAST總工藝師王啟明透露說，團(tuán)隊(duì)在各分系統(tǒng)聯(lián)調(diào)階段遭遇分系統(tǒng)間通信,、算法的統(tǒng)一,、安全協(xié)調(diào)等一系列問題，通過集中商討,、反復(fù)嘗試,、白天黑夜連軸轉(zhuǎn)等高負(fù)荷、高強(qiáng)度勞動,，逐個攻關(guān)成功,。正是憑著這種拼搏勁頭，F(xiàn)AST在短短一年調(diào)試期間就收獲頗豐,。

服務(wù)全球科學(xué)家

FAST初戰(zhàn)告捷,，接下來的兩年,，將繼續(xù)開展調(diào)試工作，而搜尋和發(fā)現(xiàn)射電脈沖星仍是其核心科學(xué)目標(biāo),。一方面,，F(xiàn)AST繼續(xù)在銀河系進(jìn)行掃描探測，發(fā)現(xiàn)更多信號暗弱,、易被人造電磁干擾淹沒的脈沖星,。隨著調(diào)試工作的進(jìn)展，其性能有望進(jìn)一步提升,，它將有希望發(fā)現(xiàn)更多守時(shí)精準(zhǔn)的毫秒脈沖星,，對脈沖星計(jì)時(shí)陣和探測引力波做出原創(chuàng)性貢獻(xiàn)。另一方面,，F(xiàn)AST將把觀測范圍向銀河系外拓展,。據(jù)悉，相關(guān)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在為觀測河外星系脈沖星做技術(shù)上的準(zhǔn)備,，最早于2018年初開始進(jìn)行觀測嘗試,。

FAST的建設(shè)和投入使用取得豐碩成果，把中國射電天文學(xué)推向世界最前沿,，開啟了中國射電波段大科學(xué)裝置系統(tǒng)產(chǎn)生原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的新階段,?！肮び破涫?，必先利其器?！边@突出成就昭示我們,，在當(dāng)今全球科技競爭空前激烈的新背景下,，重大的科學(xué)突破離不開科研儀器的進(jìn)步。近年來,，中國在天文學(xué)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,，陸續(xù)建成了一批世界領(lǐng)先的高性能天文望遠(yuǎn)鏡，形成了凝視太空的中國望遠(yuǎn)鏡陣,。

今年6月中旬,，中國發(fā)射了硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡。這是一臺已知計(jì)劃中世界最高靈敏度和最強(qiáng)空間分辨本領(lǐng)的空間硬X射線望遠(yuǎn)鏡,，它實(shí)現(xiàn)了空間硬X射線高分辨巡天,，發(fā)現(xiàn)大批高能天體和天體高能輻射新現(xiàn)象，并對黑洞,、中子星等重要天體進(jìn)行高靈敏度定向觀測,。

2012年10月低，亞洲最大的全方位可轉(zhuǎn)動射電望遠(yuǎn)鏡在上海天文臺正式落成。該望遠(yuǎn)鏡能夠觀測100多億光年以外的天體,。此外,，中國還建成世界上口徑最大的大視場望遠(yuǎn)鏡——郭守敬望遠(yuǎn)鏡、搭建南極準(zhǔn)空間天文觀測平臺,。

特別值得一提的是,，上述中國著力打造的具有世界先進(jìn)水平的天文望遠(yuǎn)鏡設(shè)備將堅(jiān)定奉行對外開放的原則，貢獻(xiàn)給全球科學(xué)家使用,。從這個意義上來說,，中國在天文學(xué)領(lǐng)域奮進(jìn)的的歷程，也同時(shí)開啟了世界科學(xué)家用中國原創(chuàng)的天文設(shè)備探索宇宙奧秘,、推進(jìn)人類認(rèn)知的新時(shí)代。（人民日報(bào)）