中国射电望远镜研究现状论文

投资6个亿建造的全球第一

“中国天眼”，现状如何？

第一：虽然它的建造确实震惊了世界，但它很少出现在一些主流媒体的报道中，因此它可能会在很长一段时间后逐渐淡出人们的视线。但淡出并不意味着它是一种装饰。事实上，它仍在正常运行，为我国的航天研究做出了巨大贡献。最大的贡献是，中国通过这台望远镜发现了近60颗脉冲星，其中大部分是中国首次发现的，也就是说，从世界的角度来看，中国在这一领域的研究遥遥领先。

第二：中国天眼望远镜不仅是世界上最大的单孔径望远镜，也是世界上最灵敏的射电望远镜。如前所述，其观测宇宙物体的灵敏度比德国波恩的100米望远镜高10倍以上，综合性能比美国莱希波的300米望远镜高出10倍以上。

第三：为了满足广大天空爱好者的需求，中国在该望远镜的现场建设了一个科教基地，不仅可以满足游客对油烟的需求，还可以普及太空知识。它已成为科技爱好者必备的报到场所之一，深受航空爱好者的欢迎。

第四：天眼的作用非常重要。其主要目的是搜索脉冲星，这是一种具有极高转速和周期性发射电磁脉冲的天体。到目前为止，该装置已经发现了240多个脉冲星。这样，在未来的深空探测计划中，这些周期性发射电磁脉冲的天体可以作为宇宙中的导航星，为航天器提供准确的导航信息，避免在星海中迷路。其次，通过研究宇宙中的中性氢，科学家可以进一步了解宇宙的诞生和发展，因为它是宇宙诞生早期形成的基本粒子。最后，该天线还可以观察引力波和地外物体，甚至可以发现太阳系以外的文明。

中国天眼目前运营状态良好，它帮助人类获取了很多珍贵的资料。

外国的天眼阿雷西博射电望远镜已经成了一堆破铜烂铁了，取而代之的是中国天眼。

自2016年启用以来，一直深受世界关注。因为它是目前世界上最大的射电望远镜，也是目前地球上唯一可以发现外来生命的天文望远镜。中国的天眼还成为了网红，不少人来到这里来打卡，同时让贵州当地成了夜旅游景点。

天文望远镜分为光学望远镜与射电望远镜，它们都能够观察宇宙天体发出的电磁波。区别在于光学望远镜观测的是波长为～微米的可见光，著名的哈勃望远镜就是光学望远镜，不过光学望远镜有个缺点，它容易受到天气因素影响，而且可见光电磁波段比较狭窄，光学望远镜看到的东西比较少。

射电望远镜就不一样了，其可以接受不同波段的电磁波进行研究，根本不受星际和星系尘埃云阻挡的影响，可以观察到远比光学望远镜更多的电磁波段。射电望远镜其实是一个无线电信号接收器，其利用巨大的抛物面天线接收来自太空中的电磁波信号，经过一系列处理后，会转化成可视化图像，不过射电望远镜清晰度不如光学望远镜。两者各有优缺点，射电望远镜的工作能力要更强一些。

从2017年首次发现脉冲星信号到2021年3月，中国天眼（FAST）累计发现了超过300颗脉冲星，在此基础上发表了超过40篇的高水平论文。关于快速射电暴（FRB）的论文，甚至被自然杂志评价为年度十大科学发现之一。目前这个设备运营平稳，获得的成果远远超出预期。

射电望远镜具有重大的应用价值，其不仅会带来物理、天文学等领域的突破，甚至会提升中国的空间探测能力，某种情况下，还可以为天气预报服务。当然，作为基础的科研平台，射电望远镜的功能远不止于此。上世纪60年代的天文学四大发现-3K微波背景辐射、星际有机分子、脉冲星与类星体都是射电望远镜的功劳，其中三项研究因此获得了诺贝尔物理学奖。

一直以来，大型的射电望远镜都是国外建造的，中国没有类似的科研设备，导致许多研究需要去国外做，处处受制于人，严重影响我们国家相关领域的科研进度。所以科学院下定决心建造了属于自己的大口径射电望远镜。射电望远镜口径越大，观察的距离越远，分辨力就越高。中国天眼为500米口径球面射电望远镜，又称为FAST。中国天眼的探测能力是射电望远镜美国阿雷西博的十倍，理论上能够接收到距离高达137亿光年的天体发射的电磁波信号。

中国天眼的任务

1）探寻脉冲星的奥秘，发现尽可能多的脉冲星

脉冲星通常指的是自旋的中子星，这种天体会连续不断地向宇宙中发射周期性的信号。脉冲星自转周期稳定，其可以作为宇宙中天然的高精准时钟，我们利用它可以进行时空定位，进一步绘制宇宙地图，为未来的太空旅行做准备。没有脉冲星这种稳定的信号，未来的人类在宇宙中将会失去方向感。

当然，通过计算脉冲星的信号也可以检测引力波，探测黑洞的奥秘以及验证相对论。脉冲星本身也极具研究价值，这种奇异的天体拓宽了人类对于宇宙的认知深度。

2）探测宇宙中的中性氢，绘制宇宙早期图像

哈勃望远镜拥有迄今最完整最全面的宇宙图谱，中国天眼绘制宇宙图像，对于研究宇宙起源具有重大意义。

另外，FAST还肩负着探索黑洞演化、测定黑洞质量、搜寻外星文明的重任，假如外星文明存在的话，中国天眼由于探测灵敏度极高，一定会第一时间发现它们发射的电磁波信号。

在宇宙中，天体会发出各种波段的电磁波，一些是波长很长的无线电波，它们无法用光学望远镜来探测，只能使用射电望远镜。另外，天文学家相信，如果宇宙中存在外星文明，他们应该也会跟我们一样使用无线电波进行通信。

正是在这样的背景之下，天文学家希望可以建造出口径足够大的射电望远镜，以接收到来自宇宙深处的微弱无线电波。在1963年，美国康奈尔大学的天文学家主导建设了阿雷西博射电望远镜，它的口径达到了305米，成为当时的世界之最。直到2016年，口径达到500米的“中国天眼（FAST）”建成之后，最大单口径望远镜的纪录才被打破。

当年建造阿雷西博射电望远镜，耗费了930万美元。此后，经过多次升级，又耗费了至少数千万美元。如果现在建造整个设施，成本将超过1亿美元，相当于7亿元人民币。

在长达半个世纪的时间里，阿雷西博射电望远镜开展了一系的天文观测，并取得了不少的重大发现。

1964年，天文学家首次精确测出了水星的自转周期。1968年，天文学家测量出了蟹状星云中的脉冲星自转周期，首次证实了中子星的存在。中子星是由大质量恒星的核心经过引力坍缩形成，它们是超新星爆炸的残余物。

蟹状星云是一个非常著名的超新星遗迹，在公元1054年，我国古代天文学家观测到了这次超新星爆发现象。根据现代天文学的测量，该超新星遗迹位于6500光年之外，其中存在一颗由前身恒星核心坍缩而成的年轻中子星，其自转周期为毫秒，直径为20公里。

此后，天文学家通过阿雷西博射电望远镜发现了首个双脉冲星系统，他们也因此获得了诺贝尔物理学奖。不久后，天文学家发现了自转周期更短的脉冲星——毫秒脉冲星，第一颗编号为PSR B1937+21。这颗毫秒脉冲星的自转周期仅为毫秒，每秒可以自转641周。

1990年，天文学家通过阿雷西博射电望远镜又找到了一颗脉冲星PSR B1257+12。进一步的研究发现，这颗脉冲星周围有三颗行星在环绕着它公转，这是人类首次在太阳系外找到了行星，系外行星的搜寻由此拉开了大幕。

除了接收来自宇宙中的无线电波，阿雷西博射电望远镜还曾向宇宙中发射无线电信号，以期能够联系到可能存在的外星文明。天文学家把望远镜对准了武仙座球状星团M13，向那里发射了太阳系和人类的信息。由于M13远在万光年之外，以光速前进的信息将会在万年后到达那里。

阿雷西博射电望远镜曾经辉煌过，为现代天文学的发展做出过很大的贡献。但近年来，由于经费短缺，阿雷西博射电望远镜年久失修，这架曾经世界最大的单口径射电望远镜已经变得破败不堪，杂草丛生，就像一座被人废弃的垃圾场，不禁令人唏嘘。

不过，现在有了口径更大的中国天眼，射电天文学还会继续向前发展，我们将会接收到来自更为深邃宇宙的无线电波，甚至还有可能接收到地外文明发出的信号。更多令人振奋的发现还在等着我们，让我们拭目以待。

一直在正常使用，可以对航天事业带来帮助，也可以促进旅游业。

现状就是正在被使用当中，能够在我国的航天事业当中发挥出比较好的作用。