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中國天眼為啥世界第一,會被暴雨淹沒嗎,現(xiàn)在取得了哪些成就?

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中國天眼呈現(xiàn)給人們的就是一個“大鍋”,這口“大鍋”向著天空,于是很多人擔(dān)心,會不會大暴雨下多了“大鍋”會被裝滿,或者排泄不贏被洪水淹沒呢?那這個世界第一不久白忙活了。

先說答案:不會,因為這是一個常識。隨便用腳指頭想一想,國家投入巨資,公開報道是6.67億元人民幣,實際上包括附屬工程肯定遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這個數(shù)。這樣花費巨大的人力物力財力,還動遷了1410戶老百姓共計6633位,那是多少的代價啊,如果這個好不容易建成的創(chuàng)世之最科學(xué)工程,隨便就被淹沒了,豈不成了兒戲?

但這個“天眼”為什么不怕暴雨呢?這就需要資料來細(xì)細(xì)說明了,下面我們和大家一起來學(xué)習(xí)討論。

首先,天眼結(jié)構(gòu)本身無法存水。中國天眼是500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡的昵稱,英文全稱為Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,簡稱FAST,位置坐落在貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)大窩凼的喀斯特洼坑中,屬于國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。

說到天眼,不得不提一個人名字,這個人就是南仁東,中國本土天文學(xué)家,中國天眼的構(gòu)想就是他于1994年提出來的,此后他的一生就與天眼聯(lián)系在一起密不可分了。天眼的立項、選址、建設(shè)歷時22年,于2016年9月25日落成啟用,經(jīng)過3年多的試運行,于2020年1月正式通過國家驗收。

中國天眼工程主要結(jié)構(gòu)由主動反射面系統(tǒng)、饋源支撐系統(tǒng)、測量與控制系統(tǒng)、接收機(jī)與終端系統(tǒng)等部分組成,其中最有名也是最直觀的就是那個500米口徑“大鍋”。這個大鍋面積達(dá)到25萬m^2,圍著邊框轉(zhuǎn)一圈有1570m。

這個“大鍋”就是這個射電望遠(yuǎn)鏡的反射面,由4450塊小的反射面拼接而成,但這種拼接不是緊密無縫的,而是每一塊之間都留有隙縫。而且每一塊面板本身也不是遠(yuǎn)處看到的那么光滑平整密閉,這個面板融合了科學(xué)家精心研制的多項高科技,面板表面帶有很多小孔,這樣整個天眼就是一個大篩子,不管多大的雨水都無法在“大鍋”中積存下來,也就是想積水也積不了(上圖)。

那么地面積水會不會淹掉大鍋呢?我們看到一些城市,遇到暴雨就泛濫成災(zāi),汽車泡在馬路上,涵洞水深數(shù)米,曾經(jīng)發(fā)生過多起人車被淹的傷亡事故。那么“大鍋”會不會被暴雨淹沒呢?一旦遇到百年不遇大暴雨,會不會地面下水透不及,而淹沒“大鍋”呢?因此很多人擔(dān)心這口“大鍋”會不會變成蒸鍋(上圖)。

放心好了,這一點在選址時早就考慮到了,就是千年暴雨也無法淹沒那個地方。當(dāng)時,為了選擇一個合適地址建造“天眼”,科技人員足足花了13年時間,最終確定在貴州。為什么在這個偏遠(yuǎn)的山區(qū)呢?其中重要原因就是排水。

這里是中國典型的喀斯特地貌。何謂喀斯特地貌?就是這種地區(qū)地殼主要是由碳酸鈣組成的石灰?guī)r,這種巖石受到水的侵蝕會產(chǎn)生易溶于水的碳酸氫鈣,長期作用下,巖石地殼中就會出現(xiàn)很多溶洞,形成巖溶地貌,就是所謂噶斯特地貌。下雨時,雨水就會順著喀斯特巖石流入地下溶洞

我們可以看到上面的圖片,整個中國天眼坐落在山頂?shù)母C窩里,海拔高度達(dá)到1082.51米(上圖),要走長長的盤山公里才能夠上去呢,因此再大的水也無法淹沒它。即便南極冰川全部融化,海平面上升66米,對它也毫無影響。當(dāng)然我這里只是說雨水,如果真的南極冰川全部融化,人類都要滅絕了,留下這個天眼給誰用呢?

中國天眼有什么用?很多人以為,中國天眼建造的目的是尋找“外星人”?!巴庑侨恕敝皇谴蠹蚁矚g用的俗稱,實際上準(zhǔn)確的說法是“地外文明”。人類窮盡了一切科學(xué)手段,已經(jīng)尋找地外文明百余年,迄今一無所獲,中國天眼能夠找到嗎?誰也不知道。實際上,所謂的找,就是接受地外文明發(fā)來的行星,實際上是被動的“竊聽”。

中國天眼總工藝師糾正了人們的這種認(rèn)識,他指出,中國天眼的科學(xué)目標(biāo)中,確實也包括尋找地外文明,但這并不是排在首位的目標(biāo),排在最前列的目標(biāo)是尋找脈沖星。所謂脈沖星就是快速自轉(zhuǎn)的中子星,當(dāng)其嚴(yán)格周期性脈沖信號掃過地球時,被人類捕捉,就是脈沖星。對脈沖星的觀測不但具有重要的物理研究意義,且具有重要應(yīng)用價值,對時間尺度、宇宙天體測量和深空自主導(dǎo)航等方面都具有重要的應(yīng)用前景。

中國天眼的優(yōu)勢是:這是迄今世界上最大單口徑的射電望遠(yuǎn)鏡,也是最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡,達(dá)到號稱“地面最大的機(jī)器”德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡的10倍,綜合性能達(dá)到了美國Arecibo 300米望遠(yuǎn)鏡,也就是世界著名的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡的2.25倍(上圖)。阿雷西博望遠(yuǎn)鏡由美國科學(xué)基金會與康奈爾大學(xué)管理,曾經(jīng)在上世紀(jì)七十年代對地外文明發(fā)出了人類第一封問候信。

中國天眼的建成和使用,還將吸國內(nèi)和世界一流科學(xué)家前來進(jìn)行前沿課題研究,成為世界天文學(xué)術(shù)的交流中心,對中國天文事業(yè)發(fā)展起著重大推動作用。

中國天眼已經(jīng)取得的成就。中國天眼運行三年多,并沒有發(fā)現(xiàn)任何地外文明的蛛絲馬跡,但取得了許多令人矚目的其他成就。其中最大的成就是截止到2020年3月,發(fā)現(xiàn)了并認(rèn)證了脈沖星114顆,超過同期歐美多個脈沖星搜索團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)數(shù)量的總和?,F(xiàn)在中國天眼捕捉脈沖星測量精度從120納秒提高到30納秒,這是什么意思呢?就是中子星脈沖只要掃過地球1億分之3秒,就能被中國天眼捕捉到。由此中國天眼成為國際上最精確的脈沖星計時陣。

除此之外,比較有價值的發(fā)現(xiàn)有:2020年5月,首次發(fā)現(xiàn)新快速射電暴;2020年7月,首次探測到河外星系原初氣體成分,成功探測到3個星系的中性氫發(fā)射線。這些都對物理學(xué)和宇宙學(xué)研究具有重要意義。

另外,圍繞著中國天眼,科學(xué)界發(fā)表論文300余篇,其中SCI收錄80篇,EI收錄76篇。獲得第一專利權(quán)人的授權(quán)專利69項,其中發(fā)明專利39項,實用新型專利30項。

總之,中國天眼今年剛正式驗收,可以說是剛剛起步,已經(jīng)成績斐然。中國天眼的發(fā)現(xiàn)和研究還在繼續(xù),相信未來會有越來越多地發(fā)現(xiàn),“外星人”最終會不會在天眼的火眼金睛中現(xiàn)行呢?拭目以待。

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