分辨率提升200倍！中國(guó)天眼綜合孔徑陣列將使“單眼”變“復(fù)眼”

中國(guó)天眼要升級(jí)了，“單眼”要變成“復(fù)眼”，分辨率將提升200倍——今年4月16日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)正式官宣：中國(guó)天眼FAST將啟動(dòng)陣列化擴(kuò)建升級(jí)，從單口徑“單眼”變?yōu)槎嗵炀€“復(fù)眼”，分辨率提升約200倍，現(xiàn)場(chǎng)施工已全面展開。

光明網(wǎng)等媒體報(bào)道的這一消息來(lái)自國(guó)家科技傳播中心學(xué)術(shù)發(fā)展講堂，由FAST總工程師姜鵬發(fā)布，標(biāo)志著全球最靈敏單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，即將迎來(lái)能力維度的徹底躍升。

很多人以為，500米口徑的中國(guó)天眼已經(jīng)“足夠強(qiáng)大”，但很少有人知道，單口徑射電望遠(yuǎn)鏡有一個(gè)繞不開的天生短板——分辨率不足。FAST憑借巨大接收面積，擁有世界頂尖的靈敏度，能捕捉百億光年外的微弱信號(hào)，在脈沖星、快速射電暴、納赫茲引力波等領(lǐng)域?qū)覄?chuàng)世界級(jí)成果。

可它更像一位“聽力超群、視力偏弱”的觀測(cè)者：能感知到遙遠(yuǎn)天體的存在，卻難以看清它的位置、結(jié)構(gòu)與細(xì)節(jié)，面對(duì)暗星系、快速射電暴等目標(biāo)時(shí)，常出現(xiàn)“看得見、辨不清”的困境，甚至在關(guān)鍵前沿課題上錯(cuò)失先機(jī)。

這不是工程缺陷，而是單一口徑受物理規(guī)律限制的必然結(jié)果——單純把“鍋”造得更大，無(wú)法無(wú)限提升分辨能力。

正是為了打破這一瓶頸，中國(guó)天眼選擇不走“繼續(xù)造更大單口徑”的老路，而是走向綜合孔徑陣列的創(chuàng)新路線。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是以FAST為核心，在周邊數(shù)十公里范圍內(nèi)，建設(shè)數(shù)十臺(tái)40米口徑天線，形成“1臺(tái)巨眼+一群小眼”的混合觀測(cè)系統(tǒng)。

這些天線與主鏡同步觀測(cè)、協(xié)同工作，利用干涉測(cè)量原理，等效出一臺(tái)口徑達(dá)幾十公里的“虛擬超級(jí)望遠(yuǎn)鏡”，把靈敏度與分辨率兩大核心能力同時(shí)拉滿。

升級(jí)的核心價(jià)值，在于把“看得見”徹底變成“看得清”。總工程師姜鵬用一個(gè)通俗比喻道出關(guān)鍵：此前天眼用“粗頭鉛筆”勾勒宇宙，升級(jí)后將用“高清數(shù)碼相機(jī)”捕捉細(xì)節(jié)。分辨率提升約200倍，意味著過(guò)去模糊一片的天區(qū)，能看清天體精細(xì)結(jié)構(gòu)；過(guò)去難以定位的快速射電暴，能精準(zhǔn)鎖定宿主星系；過(guò)去只能粗略探測(cè)的中性氫分布，能還原宇宙早期星系演化圖景。

與此同時(shí)，陣列還會(huì)進(jìn)一步提升整體靈敏度，讓人類看得更暗、更遠(yuǎn)、更深，觸及此前無(wú)法抵達(dá)的觀測(cè)“無(wú)人區(qū)”。

從科學(xué)布局來(lái)看，這次升級(jí)不是簡(jiǎn)單的設(shè)備疊加，而是全球首創(chuàng)的技術(shù)路線。國(guó)際上主流射電陣列要么走全小天線組網(wǎng)，要么走大天線獨(dú)立運(yùn)行，而FAST陣列把500米單鏡的超高靈敏度，與分布式陣列的超高分辨率結(jié)合，形成獨(dú)一無(wú)二的“強(qiáng)核心+廣分布”模式，成本可控、見效快，關(guān)鍵技術(shù)已通過(guò)實(shí)驗(yàn)天線聯(lián)合觀測(cè)驗(yàn)證，工程可行性得到充分確認(rèn)。

按照規(guī)劃，項(xiàng)目分階段推進(jìn)，最終建成完整陣列，讓中國(guó)在中低頻射電天文領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，從“單項(xiàng)第一”升級(jí)為“體系領(lǐng)跑” 。

對(duì)中國(guó)乃至全世界的天文研究而言，這次升級(jí)的意義遠(yuǎn)超一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的性能提升。它將打開一系列核心謎題的突破口：快速射電暴的起源、納赫茲引力波的確鑿探測(cè)、宇宙“迷失重子物質(zhì)”的搜尋、哈勃常數(shù)危機(jī)的破解，都將獲得更強(qiáng)的數(shù)據(jù)支撐。

更重要的是，大科學(xué)工程的技術(shù)外溢，會(huì)持續(xù)帶動(dòng)高精度制造、芯片、信號(hào)處理、核磁共振等關(guān)鍵領(lǐng)域迭代，把天文探索的成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)與民生的真實(shí)紅利。

從一口舉世無(wú)雙的“大鍋”，到一張覆蓋天地的“觀測(cè)網(wǎng)”，中國(guó)天眼從“單眼”到“復(fù)眼”的蛻變，本質(zhì)是中國(guó)天文從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的戰(zhàn)略選擇。它告訴我們，真正的科技領(lǐng)先，不只是把設(shè)備做到最大，而是把能力做到最全、把體系做到最強(qiáng)、把前沿探索做到最深。

當(dāng)數(shù)十臺(tái)天線與FAST一同凝視宇宙，人類將第一次以如此清晰的視角，觸碰宇宙誕生與演化的終極答案，而這一次，主導(dǎo)視野的將是中國(guó)智慧與中國(guó)方案。

消息來(lái)源：光明網(wǎng)4月17日?qǐng)?bào)道《“中國(guó)天眼”將從“單眼”升級(jí)為“復(fù)眼”》
https://m.toutiao.com/is/buqldmU0jZc/buqldmU0jZc` pib:/ e@o.Dh :0am