中國(guó)天眼FAST將升級(jí)成宇宙超級(jí)探針：周邊將布局?jǐn)?shù)十臺(tái)中等口徑天線

在貴州省平塘縣連綿的喀斯特群山中，一座直徑500米的銀色巨碗靜靜仰望著蒼穹。這座被譽(yù)為"中國(guó)天眼"的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），即將迎來一次脫胎換骨般的升級(jí)改造。根據(jù)最新規(guī)劃，F(xiàn)AST周邊將建設(shè)數(shù)十臺(tái)中等口徑天線，共同構(gòu)成一個(gè)以FAST為核心的巨型綜合孔徑陣列，使其成為名副其實(shí)的"宇宙超級(jí)探針"。

這項(xiàng)升級(jí)計(jì)劃源于我國(guó)天文學(xué)家對(duì)射電天文未來發(fā)展的前瞻性思考。作為目前世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST雖然在靈敏度方面具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，但在空間分辨率上仍存在局限。新規(guī)劃的中等口徑天線陣列將與FAST協(xié)同工作，形成干涉測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，這將使系統(tǒng)的綜合性能實(shí)現(xiàn)跨越式提升。據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，升級(jí)后的系統(tǒng)分辨率將比現(xiàn)有FAST提高數(shù)十倍，能夠捕捉到更遙遠(yuǎn)、更微弱的宇宙信號(hào)。

這項(xiàng)升級(jí)工程的技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：首先是獨(dú)創(chuàng)的陣列構(gòu)型設(shè)計(jì)，通過優(yōu)化天線布局，在保證觀測(cè)效率的同時(shí)最大限度提升分辨率；其次是突破性的信號(hào)處理技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)處理來自數(shù)十個(gè)天線的海量數(shù)據(jù)；最后是先進(jìn)的時(shí)頻同步系統(tǒng)，確保各觀測(cè)單元保持極高的時(shí)間一致性。這些技術(shù)創(chuàng)新將使中國(guó)在射電天文領(lǐng)域繼續(xù)保持國(guó)際領(lǐng)先地位。

升級(jí)后的"超級(jí)探針"將肩負(fù)多項(xiàng)重大科學(xué)使命。在快速射電暴研究方面，憑借其超高的靈敏度和分辨率，有望破解這一宇宙神秘現(xiàn)象的起源之謎；在宇宙學(xué)領(lǐng)域，將通過對(duì)中性氫21厘米線的精確測(cè)量，為解決"哈勃常數(shù)危機(jī)"提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)；在尋找宇宙中"迷失的重子物質(zhì)"方面，也將發(fā)揮不可替代的作用。特別值得一提的是，該系統(tǒng)還將大幅提升我國(guó)搜尋地外文明的能力，為SETI研究開辟新的可能性。

從工程實(shí)施角度看，該項(xiàng)目面臨諸多挑戰(zhàn)。喀斯特地貌的特殊地質(zhì)條件要求每個(gè)新增天線臺(tái)址都需經(jīng)過嚴(yán)格的地質(zhì)勘測(cè)；復(fù)雜的電磁環(huán)境需要開發(fā)更先進(jìn)的抗干擾技術(shù)；海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和處理對(duì)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施提出了極高要求。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示，將通過分階段實(shí)施的方式穩(wěn)步推進(jìn)，預(yù)計(jì)整個(gè)升級(jí)工程將在未來5-8年內(nèi)完成。

這項(xiàng)升級(jí)計(jì)劃在國(guó)際天文界引起強(qiáng)烈反響。國(guó)際射電天文研究中心主任約翰·史密斯評(píng)價(jià)說："這將是射電天文觀測(cè)技術(shù)的又一次革命性突破，中國(guó)正在重新定義這個(gè)領(lǐng)域的游戲規(guī)則。"多位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主也紛紛表示期待，認(rèn)為這一系統(tǒng)有望帶來重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

回望FAST的發(fā)展歷程，從南仁東先生1994年提出構(gòu)想，到2020年通過國(guó)家驗(yàn)收，中國(guó)天眼已經(jīng)創(chuàng)造了諸多科學(xué)奇跡。如今，這項(xiàng)升級(jí)計(jì)劃標(biāo)志著中國(guó)射電天文研究進(jìn)入新階段。正如項(xiàng)目首席科學(xué)家所說："我們不僅要讓中國(guó)天眼看得更遠(yuǎn)，還要讓它看得更清、懂得更深。"在探索宇宙奧秘的征程上，中國(guó)正以堅(jiān)實(shí)的步伐向著科學(xué)高峰邁進(jìn)。

站在新的歷史起點(diǎn)上，升級(jí)后的中國(guó)天眼將繼續(xù)拓展人類認(rèn)知的邊界。它不僅是中國(guó)的科學(xué)重器，更是全人類探索宇宙的重要平臺(tái)。隨著數(shù)十臺(tái)中等口徑天線的加入，這個(gè)"宇宙超級(jí)探針"必將為我們揭示更多宇宙奧秘，為人類文明發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。