脉冲星有望突破1000颗! “中国天眼”的牛不止这些

小夏 科学 更新 2024-03-08

科学漫谈

两会期间,一段短**迅速风靡全网,新华网记者采访了中国“天眼”总工程师江鹏,再次普及了世界最大口径、最高精度单天线射电望远镜的科学。

相信很多人都知道中国的“天眼”,这个家喻户晓的“大锅”,直径500米,注定不是普通的“锅”。

要知道,它的口径比世界第二大射电望远镜“阿雷西博望远镜”还要大200米,相差近两倍,这还不是中国“大锅”的全部实力。

正如新华网记者所说,只有亲眼目睹它,才能感受到它带给我们的震撼。

直径500米,反射面总面积25万平方米,相当于30个标准足球场的面积。

这也是为什么中国的天眼能够在短时间内发现833颗脉冲星的原因,预计今年这一数据将超过1000颗。

这个数字究竟意味着什么? 正如总工程师江所说:

在同一时期,它是世界上所有其他望远镜发现的脉冲星总数的三倍,是目前世界上发现脉冲星最高效的天文观测设备。

这是大国的骄傲,是属于中国人的浪漫,今天我们就和大家聊聊这个让世界无比羡慕和震惊的“大锅”——中国的天眼。

中国天眼计划的提出可以追溯到上世纪90年代。

1993年,天文学家在国际无线电联盟大会上提出了建造巨型望远镜的计划,经过不断探索,中国天文学家提出了在贵州建设天眼工程的初步方案。

要知道,当时中国最大的射电望远镜的口径还不到30米,建造这么大口径的望远镜,在技术实力和经济支撑方面都非常重要。

中国2023年全年GDP为12606万亿,而1993年的GDP只有357万亿,甚至不到现在的一小部分。

但中国科学家就是敢于思考和行动,最重要的是我们最终成功了。

一些网友经常嘲笑中国的科技是“外国幻想的中国实现”。

有那么多科学家提议建造一个巨大的望远镜,但最终只有中国科学家认真对待。

越是高端的科技,欧美只负责幻想,而中国负责实现”。

显然,当时的中国虽然穷,但“不缺野心”,2005年,中国的天眼计划正式通过审查,同年启动项目。

500米口径的射电望远镜,无论是当时还是现在,都是一个大工程,更何况中国以前没有积累过大口径望远镜的建造经验,完全是“摸石头过河”。

最终,经过6年的建设,中国天眼项目顺利完工并很快投入使用。

上个月22日,中国天眼已经成功发现了833颗脉冲星,总工程师江鹏表示,今年将力争突破1000颗,但他仍然希望找到一些更有意义和特殊的脉冲星。

中国的天眼之所以这么好,是因为它够大吗?

没错,因为它足够大!

总工程师江鹏说,天文学家还有最后一个问题:宇宙的起源,星辰的起源,生命的起源。

为了理解这一点,我们需要具有足够大口径的望远镜来帮助我们看到更远更广的视野,以发现更多关于宇宙的真相。

当然,如果你认为中国的天眼仅仅因为它足够大而闻名于世,那你就低估了我们的科学家。

首先,建造大口径望远镜最重要的是选址,这需要考虑地形、地貌,甚至气象条件。

当年,天眼之父南仁东带着300多张卫星遥感图到贵州的山山,多次遇到危险,每次都充满了危险。

最终,在近400个备选洼地中,选择了当前位置。

当然,除了选址之外,大口径望远镜对表面精度的要求也非常高,尤其是对于射电望远镜来说,因为它们需要精确地接收和聚焦微弱的无线电信号。

表面的形状和精度对望远镜的性能有直接影响,因此需要高度复杂的测量和调整技术。

最后,大口径望远镜接收到的无线电信号通常很弱,因此需要一个高效的信号处理系统。

这包括先进的数字信号处理、数据存储和处理算法,以从大量数据中提取有用的天文信息。

总之,我们会发现,除了建造大口径射电望远镜之外,还有大而精,厚而精,每一步都要考虑到,必须做得很仔细,一丝不苟。

那么问题又来了,为什么射电望远镜的口径越大越好?

这里就不得不提一个名字:角分辨率。

角分辨率一般是成像系统的分辨率,直观地说,当你找到一颗星星时,你需要能够分辨谁是谁?

从科学的角度来看,角分辨率是望远镜解析两个相邻天体之间最小角度的能力。

根据射电天文学的射电干涉测量公式,角分辨率与波长与望远镜孔径的比值成反比。 因此,孔径越大,观测到的角分辨率就越高,望远镜可以更清晰地解析天体的细节。

正如我们前面提到的,射电望远镜接收到的信号其实很弱,所以望远镜需要有比较高的灵敏度,灵敏度与望远镜的孔径成正比。

除了我们接收到的信号相对较弱外,一些离我们很远的恒星也有非常微弱的信号,因此大口径望远镜需要具有很强的聚光能力。

说白了,就要能够收集到那些遥远的天体发出的微弱信号。

最后,还有波长,知道我们仅仅找到那些天体是不够的,还要能够定位它们,射电望远镜的光束形状与它的孔径和波长有关。

另一方面,大口径望远镜通常具有较窄的主光束,这使得望远镜能够更精确地定位射电源的位置。

因此,我们会发现,中国的天眼远比我们看到的简单得多,它不是一个简单的“大锅”,里面隐藏着中国科学家的辛勤努力和研究成果。

说了这么多,你是不是越来越对中国的天眼感兴趣了?

如果今年有时间的话,可以去中国天眼风景区看看它的风采,另外,这个景区是免费的!

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