耗资151亿!人类有史以来最大望远镜开建,会取代中国天眼吗?


耗资151亿!人类有史以来最大望远镜开建,会取代中国天眼吗?
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本文参加#我的科研时代#科普征文互动 。
2020年12月1日 , 美国国家科学基金会(NSF)确认了一条消息:位于美属波多黎各岛山谷中阿雷西博望远镜悬挂的接收设备当天坠落并砸毁了望远镜反射盘表面 , 导致望远镜已不能再使用 , 从此我国“天眼”(FAST)就成为全球唯一的全口径均有反射面的球面射电望远镜 , 从此引领世界射电天文学研究 。
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但中国天眼的优势似乎并不会保持多久 , 自2021年2月份总部设在英国的平方公里阵列(SKA)天文台成立并开始正式运营后 , 2021年7月 , SKA天文台启动望远镜也开始建设 , 这将是人类有史以来最大的望远镜 。
问题来了 , 什么是SKA?SKA会取代中国“天眼”吗?中国射电天文什么是SKA?
SKA是英文Square Kilometre Array的缩写 , 也就是平方公里阵列射电望远镜 。中国“天眼”的接收面积不到0.2平方公里 , 而SKA接收面积则达到平方公里级 , 如果说中国天眼像一个巨大的碗 , 那么SKA就是由很多个小碗组成的 。
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具体来说SKA是由3000个直径15米的碟状天线组成 , 接收器面积合计达1平方公里(这就是其名称的由来) , 同时一百多万个低频天线构成的阵列 。
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SKA将有二分之一的天线位于直径5公里的核心区域 , 四分之一的天线散布在核心区域周围的150公里范围内 , 余下四分之一则分布在大约3000公里区域内 , 其规模十分庞大 , 耗资高达151亿元 , 那为啥还非建不可呢?对此 , 英国曼彻斯乔德莱尔·班克射电天文台负责人西蒙·加林顿给出了答案:“为了获得与先进光学望远镜同样的观测细节 , 你需要镜面直径100公里的望远镜 。很显然 , 你不可能建造一架口径100公里的望远镜 , 但你可以建造一个望远镜网络 , 通过将它们连接在一起达到同样的效果 。”
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据悉 , SKA建成后将拥有超高灵敏度、超大视场、超快巡天速度和超高分辨率 , 可以将人类视线拓展到宇宙深处 , 有望在宇宙、生命和磁场的起源 , 引力本质 , 地外文明等多个自然科学重大前沿问题上取得革命性突破 。SKA会取代中国“天眼”吗?
公开资料显示 , 中国“天眼”作为全球最大单口径射电望远镜 , 可探测到137亿光年外的宇宙信号 , 可将我国空间测控能力延伸至太阳系外缘 。中国“天眼”问世以来已经探测发现了370多颗新的脉冲星 , 是同时期全球其他望远镜发现数量总和的3倍 , 在掌握足够脉冲星位置后 , 可以构建“宇宙导航系统” , 为未来我们国家飞船深空探测提供导航 , 可谓功勋卓著 。
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但是不管我们愿不愿意 , 随着SKA开始建设 , 中国“天眼”被超越只是时间的问题 , 对此中国科学院院士武向平指出:“FAST保持领先地位 , 大概只有十年时间 , 一旦SKA建成 , 不管我们愿不愿意 , FAST的领先优势终将被其所取代 。”