——武向平院士詳解中國(guó)參與SKA科學(xué)目標(biāo)
實(shí)習(xí)記者 崔 爽
“平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡SKA是人類(lèi)迄今為止計(jì)劃建造的最宏偉的天文觀測(cè)設(shè)備，將主導(dǎo)未來(lái)射電天文學(xué)50年的發(fā)展命脈，參與SKA是中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域和高科技產(chǎn)業(yè)走向國(guó)際舞臺(tái)的最佳機(jī)遇。”在5月29日上午召開(kāi)的中國(guó)科學(xué)院學(xué)部第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)上，中科院院士、中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員武向平介紹了中國(guó)SKA的參與情況和科學(xué)目標(biāo)。
“SKA的第一批天線是我們?cè)斐鰜?lái)的”
武向平表示，即將實(shí)施建設(shè)的SKA集傳統(tǒng)射電天文干涉技術(shù)和現(xiàn)代相控雷達(dá)技術(shù)為一體，集中諸多當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的最新和最高成就。SKA顛覆了射電天文學(xué)的傳統(tǒng)研究手段，靈敏度更高，視場(chǎng)更大、頻率和空間分辨率更高、巡天能力更高效，“如果50光年以內(nèi)有飛機(jī)飛過(guò)，SKA可以‘聽(tīng)到’飛行員說(shuō)的話”。
SKA由包括中國(guó)在內(nèi)的10多個(gè)國(guó)家的科技人員共同參與和建造、聯(lián)合運(yùn)行和管理，是超越國(guó)界的全球大科學(xué)裝置，是中國(guó)繼ITER之后參加的第二大國(guó)際合作大科學(xué)工程。今年2月6日，SKA首臺(tái)天線在石家莊啟動(dòng)。“SKA的第一批天線是我們?cè)斐鰜?lái)的。”武向平說(shuō)。
豐碩的科學(xué)回報(bào)是終極目標(biāo)
作為SKA主要成員之一，中國(guó)SKA有清晰的科學(xué)目標(biāo)和發(fā)展路線圖：一是揭示宇宙中誕生的第一代天體，直接抓捕宇宙第一代天體誕生和再電離的身影，再現(xiàn)宇宙的黎明。這是SKA第一階段的首要科學(xué)目標(biāo)。
二是積極參與脈沖星的尋找，并致力于發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星、脈沖星—脈沖星系統(tǒng)、脈沖星—黑洞系統(tǒng)等具有特別重要科學(xué)價(jià)值的事例以用于建立引力理論。目前已發(fā)現(xiàn)2600多顆脈沖星，SKA將發(fā)現(xiàn)40000顆脈沖星。SKA也有探測(cè)地外文明等其他科學(xué)目標(biāo)。
參與SKA是牽動(dòng)人心的國(guó)家戰(zhàn)略舉措，武向平的介紹一結(jié)束，現(xiàn)場(chǎng)相繼有3位白發(fā)院士舉手提問(wèn)，在回答院士關(guān)心的“大鍋的維護(hù)工作”時(shí)，武向平表示：“望遠(yuǎn)鏡都是架空的、呈漏斗形、網(wǎng)狀空心，不用擔(dān)心環(huán)境潮濕。”
數(shù)據(jù)處理需要自主突破
武向平表示，參與革命性的SKA項(xiàng)目不乏風(fēng)險(xiǎn)：高額的建造費(fèi)用仍存在資金缺口，各國(guó)出資比例未定型，有可能造成談判工作艱巨和建設(shè)工作的進(jìn)一步延誤；多次推遲建設(shè)時(shí)間有可能給其他探測(cè)設(shè)備創(chuàng)造超車(chē)機(jī)會(huì)，SKA第一階段設(shè)定的一些優(yōu)先科學(xué)目標(biāo)可能失去先進(jìn)性和科學(xué)價(jià)值。
武向平強(qiáng)調(diào)，“我國(guó)SKA科學(xué)團(tuán)隊(duì)目前還沒(méi)完全掌握SKA的關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理技術(shù)、缺少自主射電干涉天文軟件”，會(huì)影響既定科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。武向平解釋說(shuō)：“雖然SKA所有數(shù)據(jù)由各成員國(guó)共享，但低頻射電綜合孔徑數(shù)據(jù)處理軟件并不分享，數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn)很大，我們需要有自己的軟件。射電望遠(yuǎn)鏡卡脖子的地方就是軟件，我花了十年時(shí)間寫(xiě)軟件，換成年輕人，都沒(méi)法畢業(yè)。”
武向平表示，中國(guó)將在SKA發(fā)揮越來(lái)越重要的主導(dǎo)作用，獲得豐厚的科學(xué)回報(bào)。中國(guó)也將在組織、建設(shè)、運(yùn)行和管理SKA國(guó)際大科學(xué)裝置中積累經(jīng)驗(yàn)，奠定并逐步夯實(shí)作為未來(lái)世界科技中心的基礎(chǔ)。“追求宏偉科學(xué)目標(biāo)與取得豐厚科學(xué)回報(bào)是我們參與SKA的唯一和最終目標(biāo)。”武向平說(shuō)。
