叹为观止！中国这世界第一工程正式竣工

　　由中科院国家天文台主持，正在贵州平塘建设的500米世界最大单口径球面望远镜（英文简称FAST）主体工程即将完工，最后一块反射面单元今天将完成吊装。

　　据报道，科幻小说《三体》作者刘慈欣也将现身。

　　FAST通过接收宇宙天体的射电信号完成科学任务观测，反射面单元是其重要组成部分。一个30个足球场大小的“观天巨眼”经历二十余年的设计、施工，最终揭开神秘面纱。

　　FAST将大大提升我国空间探测能力首先寻找脉冲星

　　根据建设规划，FAST将在2016年9月全部建成并初步投入使用，首个应用科学研究是寻找和研究宇宙中的脉冲星。专家介绍，脉冲星就像天体物理实验室，可以研究一些特殊天体物理和宇宙演化现象。如果发现脉冲星与黑洞组成的双星系统，科学家可以利用脉冲星去研究黑洞周围时空。此外，脉冲星也是非常精准的时钟，对于深空探测具有重要意义。

　　事实上，脉冲星、类星体、星际有机分子等重要天文发现都与射电望远镜有关。诺贝尔奖历史上明确基于天文观测的10项获奖成果中，有6项出自射电望远镜。此外，500米口径球面射电望远镜的建成使用，可以将我国空间测控能力由月球同步轨道延伸到太阳系边缘，将为我国火星探测等深空研究奠定重要基础。

　　FAST射电望远镜到底有多牛？

　　独门绝技一：大口径看得远

　　射电望远镜最重要的指标参数就是灵敏度。灵敏度越高，望远镜探测微弱无线电的能力越强。而要想提高灵敏度，就需要扩大射电望远镜的口径。FAST的口径达到了世界之最——500米。理论上说，FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号，这个距离接近于宇宙的边缘。

　　400 年前人类第一架天文望远镜的口径仅有4.2厘米，FAST的口径是它的12000倍。与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，FAST的灵敏度提高约10倍；与被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米望远镜相比，其综合性能提高约2.25倍。作为世界最大的单口径望远镜，FAST将在未来20-30年保持世界一流设备的地位，成为望远镜家族的掌门人。

　　独门绝技二：灵活自如的巨眼

　　根据FAST的工作原理，当它观测天体时，会随着天体的方位变化，在其500米的球冠状主动反射面上实时形成一个300米直径的瞬时抛物面，并通过这个300米的抛物面来汇聚电磁波。

　　形象地来说，如果把FAST比作一只巨大的眼睛，那么这只巨眼的眼球直径就有500米，而负责接收光线的眼珠直径就有300米。FAST就是靠这个巨大灵活的眼珠来汇聚电磁波、观测深空。

　　独门绝技三：毫米精度

　　FAST 的设计目标，是把覆盖30个足球场的信号，聚集在药片大小的空间里，否则，就无法监听到宇宙中微弱的射电信号。500米的结构，处处都是头发丝般毫米级的精度要求。用来编织索网的7000多根手臂般粗细的钢缆，每一根的加工精度都被控制在一毫米以内；最终的500米口径的天线精度是三个毫米，每一块小面板的制造精度是1.5个毫米。

　　独门绝技四：深空猎手

　　首先，FAST能够冲出银河系，寻找新星，特别是快速旋转、密度极高的脉冲星，FAST期望第一年就找到50-80颗银河系外的脉冲星。FAST还可能观察到早期宇宙的蛛丝马迹——中性氢云团的运动，掌握星系之间互动的细节，揭秘宇宙的起源和演化。类似的道理，FAST还能监听到一些太空有机分子发出的独特电磁波，搜索可能的星际通讯信号和外星生命。寻找外星生命是所有望远镜的使命之一，也是科幻爱好者们关注的热点，探索宇宙志在深空，巨大而灵巧的 FAST，已经蓄势待发，奇迹与惊喜，就在眼前。

　　观天巨眼——天文望远镜的前世今生

　　天文望远镜就好像是一个个观天巨眼，帮助我们观测宇宙星空，探索世界奥秘。

　　四百年前首架望远镜问世

　　四百年前，历史上第一架天文望远镜在欧洲问世，这是天文学史上划时代的创举。这架望远镜的口径为4.2厘米，长约1.2米，聚光能力能达到肉眼的一百倍左右。利用这架光学望远镜，伽利略观测了月球环形山、太阳黑子、木星的卫星等，获得一系列重大发现，打开了人类认识和探索宇宙的窗口。

　　在过去四百多年中，望远镜的制造技术有了突飞猛进的发展，光学镜片的口径最大已经达到了10米，比世界上第一台望远镜大了数万倍，集光能力随着口径的增大而增强，能够探测到更远更暗的天体。1990年，美国把哈勃望远镜发射到了太空，帮助人们首次窥探到宇宙深处的星系面貌，引领了天体物理研究的前沿。

　　无线电技术发展射电望远镜脱颖而出

　　第二次世界大战以后，伴随着无线电技术的进步，射电望远镜脱颖而出。1963年美国在波多黎各建造了直径达305米的射电望远镜，顺着山坡固定在地表，是目前世界上最大的单孔径射电望远镜。1962年世界上首个综合孔径射电望远镜阵列建成，多个小望远镜组合起来获得相当于大口径单天线的集光能力，是望远镜发展史上的一个重大事件，发明人因该项技术获得了1974年诺贝尔奖。

　　我国射电天文起步相对较晚，经过近半个世纪的发展，已经在绕月探测卫星的精确测定轨中发挥了重要作用。现在，国内大型望远镜的建造也日新月异。2012年上海建成65米口径射电望远镜，综合性能位居世界前列。2011年，世界最大口径的500米球面射电望远镜在贵州开工，预计在今年9月全部建成并投入使用，将成为最灵敏的观天巨眼。

　　盘点世界著名望远镜

　　美国阿雷西博望远镜（ARECIBO）

　　美国阿雷西博射电望远镜位于波多黎各岛上的一座天然火山口当中，是目前世界上已建成的、最大单口径球面射电望远镜。其反射面口径为350米。波多黎各岛位于赤道附近，这个位置对于跟踪和观测行星、脉冲星和其他天体十分理想。

阿塔卡玛大型毫米波天线阵（ALMA）

　　阿塔卡玛大型毫米波天线阵位于智利北部的查南托高原，由64面口径为12米的射电天线组成，是多个国家的研究机构合作建造的大型射电望远镜阵列。这里海拔五千多米，是地球上气候最干燥的地区之一，非常适合毫米波天文观测。

澳大利亚平方公里阵列射电望远镜

　　澳大利亚平方公里阵列射电望远镜（ASKAP）位于澳大利亚的默奇森地区，由36架碟形天线组成，每架天线的直径为12米，该望远镜阵列造价6500万英镑。这一区域没有其他无线电信号干扰，可以清楚地接收到来自宇宙的信号。

中国上海佘山65米口径射电望远镜

　　中国上海佘山65米口径射电望远镜，是目前亚洲最大的可转射电望远镜，其主反射面面积达到了3780平方米，综合性能为亚洲第一、世界第四。它可以观测到100多亿光年以外的天体，在我国的嫦娥探月工程、火星探测等一系列重要的深空探测任务中都有它的身影。

哈勃望远镜

　　虽然射电望远镜的发展越来越快，但是光学望远镜的作用依然不可替代。最早的空间望远镜是哈勃望远镜，1990年由美国航天飞机送上太空，以2.8万公里的时速沿轨道运行。哈勃望远镜长13.3米，直径4.3米，清晰度是地基望远镜的10倍以上。作为天文史上最重要的仪器之一，哈勃望远镜已经在探测黑洞、暗物质和恒星演变等方面发挥重大作用。

郭守敬望远镜（LAMOST）

　　在地基天文望远镜中，光谱获取率最高的是我国自主设计建造的郭守敬望远镜（LAMOST）。该望远镜坐落在中科院国家天文台兴隆观测站，2008年建成。首次在国际上采用多镜片拼接主动调节的方式，可同时获得4000个天体的光谱，使我国光谱巡天技术真正走到了世界前列。