「中國天眼」FAST頻傳天文觀測捷報,中國科學院國家天文台研究員近日透過它發現了一個罕見的毫秒脈衝星,同時,清華大學聯合多國天文學家利用FAST與南非MeerKAT陣列望遠鏡刷新觀測極限,對銀河系球狀星團進行了高精度觀測,繪製出更清晰的銀河磁場圖譜,為理解星團演化和銀河系磁場提供了新的視角。
「中國天眼」模型。巴士的報記者攝
香港傳媒採訪團走進貴州平塘,一睹國之重器「中國天眼」的風采。據介紹,當局計劃利用「中國天眼」周圍30公里內優良的電磁波環境,建設數十台40米口徑射電望遠鏡,與FAST組成核心陣。目前2台核心陣試驗樣機已經建成,正在調試。
「中國天眼」全名是500米口徑球面射電望遠鏡(FAST, Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope),是全球最大、最靈敏的單一填充口徑射電望遠鏡。截至去年底,「中國天眼」發現脈衝星數量突破1000顆,超過同一時期國際其他望遠鏡發現脈衝星數量的總和,更拓展了人類對脈衝星輻射強度的觀測範圍。除了對脈衝星的監測,「中國天眼」還在快速射電暴、中性氫、納赫茲引力波等多領域取得了多項重要原創性成果,為探索宇宙奧秘作出更多中國貢獻。
在平塘大窩凼的喀斯特洼坑中,「中國天眼」如同一枚銀色瞳孔,永不停歇地凝視著宇宙深處,然而,它的締造者南仁東卻已永遠閉上了雙眼。這位放棄海外高薪歸國的科學家,將人生最後22年全數奉獻給一個看似不可能的夢想——建造一座領先世界的中國天文重器。
被譽為「中國天眼之父」、FAST的總工程師兼首席科學家南仁東。
捨棄海外高薪 回國建造天眼
南仁東的一生極富傳奇色彩。他自幼聰敏好學,1963年以吉林省理科狀元的優異成績考入清華大學無線電系,其後又不按常理出牌,轉換跑道考入原北京天文台天體物理專業的研究生。南仁東曾在荷蘭、日本等國擔任客座教授、訪問學者,還參加過十國大射電望遠鏡計劃。
南仁東畫作。巴士的報記者攝
有意思的是,南仁東不但學問做得好,在美術上也很有造詣,搞過創作甚至建築設計,也給國內大型天文裝置畫過不少畫。最為傳奇的經歷,莫過於當年他在國外為湊旅費,擺地攤給路人畫素描。人們很難想象,這個路邊作畫的東方藝人,居然是國際頂尖的射電天文學家。
南仁東曾得到美國、日本天文界的青睞,卻在上世紀90年代中期舍棄高薪,回國就任中國科學院北京天文台副台長。當時南仁東一年的工資,只等於國外一天的工資。
1993年,國際無線電科學聯盟大會在日本東京召開,包括中國在天文學家提出,要在新千年建造新一代射電望遠鏡。南仁東萌發了建造中國大射電望遠鏡之夢:「中國也該有這樣的大設備!咱們也建一個吧!」
南仁東紀念館展示大量南仁東工作照。巴士的報記者攝
踏遍百座深山挑戰「天方夜譚」
當時中國最大射電望遠鏡口徑僅30米,國際上口徑突破100米的射電望遠鏡,也已是工程的極限,而南仁東提出的500米口徑設想,猶如天方夜譚。
面對「選址難、技術難、協調難」的質疑,50多歲的他帶著 300 多幅衛星遥感圖,踏遍貴州深山。訪山歸來,南仁東心里有了底,正式提出利用喀斯特窪地建設射電望遠鏡的設想,天然窪坑形如巨碗,正好抵禦外界電磁干擾。
經過多年的論證,2007年7月,FAST作為「十一五」重大科學裝置正式被國家批准立項;2008年,國家發改委批復了FAST的可行性研究報告;2009年,中科院和貴州省人民政府聯合批復了FAST項目初步設計及概算。
近乎災難性的考驗 逼出自主創新
FAST 的建設之路,處處充滿「不可能」的挑戰。2010年,FAST工程經歷了一場近乎災難性的考驗:索網疲勞試驗不過關。南仁東整晚睡不著覺,想方設法在工藝、材料等方面尋找解決途徑。「造不好,怎麼對得起人家?」「國家投了那麼多錢,國際上又有人說你在吹牛皮,我就得負點責任。」
圖:南仁東主導的自主創新技術,後來還成功應用到港珠澳大橋等重大工程中。
南仁東最後決定轉向鋼索的研製,兩年間經歷了近百次失敗,幾乎每一次,南仁東都親臨現場,溝通改進措施,最終突破關鍵技術瓶頸,研製出了滿足FAST要求的鋼索結構,讓FAST渡過了難關。目前這項自主創新的技術,也已成功應用到港珠澳大橋等重大工程中。
踏過平庸 人生為一大事而來
為了FAST,南仁東從天文學家變成「萬能專家」。他自學巖土、焊接、機械等領域知識攻克工程難題,審核危巖治理方案時,他用一個月時間鑽研專業書籍,親自校對每張圖紙;65歲時,仍堅持與年輕人並肩攀爬陡峭山體,實地勘察台址。
2015年3月,南仁東被確診為肺癌。術後三個月,他忍著病痛又奮鬥在施工現場。2016年9月25日,FAST在貴州省平塘縣克度鎮落成,習近平主席發來賀信,提及「500米口徑球面射電望遠鏡被譽為『中國天眼』,是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。它的落成啟用,對我國在科學前沿實現重大原創突破、加快創新驅動發展具有重要意義。」
有「中國天眼」之稱的FAST擁有500米口徑反射面,擅長捕捉來自數百萬光年外的脈衝星信號。
2017年4月,南仁東生命進入倒計時。在最後的日子里,他堅持著參加工程例會,通過電話、電郵和同事交流,希望大家盡快完成FAST調試及試觀測。2017年9月15日,距「天眼」啟用不滿一年,72歲的南仁東因肺癌溘然長逝,留下無數寄望,而他的生命,在國之重器中延續。南仁東夫人說:「他最大的遺憾就是,命運沒有再給他一點時間,讓他再為FAST做一點工作。」
為FAST燃盡生命最後22年的南仁東留下遺願,喪事從簡,不舉行追悼儀式。2018年10月15日,中科院國家天文台宣佈,將一顆國際永久編號的小行星正式命名為「南仁東星」。當夜幕籠罩貴州群山,「南仁東星」的微光與FAST的銀色巨環遙相守望。
南仁東曾寫下詩句:「感官安寧,萬籟無聲。美麗的宇宙太空以它的神秘和絢麗,召喚我們踏過平庸,進入它無垠的廣袤⋯⋯」,恰似他畢生追尋的寫照,他用畢生踐行的,正是中國科學家對國家、對人類的摯熱情懷,讓中國科技不斷跨越溝壑,直抵蒼穹。
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