天眼在贵州哪个地方(贵州平塘天眼一日游)

人类对于未知的宇宙总是充满好奇，从未停止过搜索宇宙中的其它智慧生命。今年5月30日，《人民日报》发布新闻称，中国天眼9月预计可启动地外文明搜索。那么，中国天眼是什么？它在哪里？为什么它能进行地外文明搜索？

宇宙中有各种各样的电磁波射向地球，但是大气的不同成分会阻挡宇宙电磁波的入射。科学家们往往会采用射电望远镜获得这些隐藏着宇宙信息的电磁波。射电望远镜，是在射电波段（天文上把部分微波和无线电的波段叫作射电波段）观测的望远镜，将宇宙天体发出的无线电波反射会聚到一点，经过接收机的放大，并转变成能用仪器记录的信号。可以说，射电望远镜就是人类探索宇宙的“天眼”。

20世纪60年代天文学取得的四项重要发现：脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射和星际有机分子，都与射电望远镜有关。诺贝尔奖历史上基于天文观测的10项获奖成果中，有6项都出自射电望远镜。现代射电天文学已成为诺贝尔奖的摇篮，令各国科学家趋之若鹜。

美国新墨西哥州索科罗的国家射电天文观测站的VLA射电望远镜将被用来寻找地外文明。供图/图虫创意

1993年，在国际无线电科学联盟大会上，中国、南非、澳大利亚、日本等国的天文学家提出，联合建造新一代射电大望远镜，由数千个较小的碟形天线组成1平方公里的射电阵(Square Killometer Array)。

当时中国的天文望远镜最大口径只有25米。国内天文学家为了研究，往往需要借用国外的射电望远镜。因此，中国科学院国家天文台决定建立一个500米口径球面射电望远镜（英文全名：Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope），简称FAST。经过22年的筹备建设，FAST在2016年9月25日正式落成启用，人们将其称为中国天眼。

中国天眼坐落在贵州省平塘县克度镇金科村大窝凼，拥有4450块反射面板，接收面积达25万平方米。通俗地形容，它的面积约30个足球场大小，假设在这个“大锅”装满水，全世界每人可以分4瓶矿泉水，是世界最大口径、最灵敏的射电望远镜。中国非但有了自己的天眼，还是全世界最大的天眼。

1994年，中国天眼总工程师南仁东开始为项目选址，研究团队建立了391个候选地区的地形地貌数据库，再从中精选出90多个进行漫长的实地勘察。踏遍千山万水，项目最终在贵州省平塘县的大窝凼落地。为什么这里会脱颖而出？

地处云贵高原的贵州，地形以高原山地居多，平均海拔约1100米。一般情况下，海拔越高，越能减少电磁波的传播损失，从而在最大限度地发挥观测设备的效能。天眼作为我国天文观测的重要基地，如何保障观测数据的清晰准确至关重要。

天眼的选址不仅仅考虑海拔条件，还有地貌的要求。作为射电望远镜，天眼需要建造一个“大锅”接收信号，通过“锅”的反射聚焦，把大面积的信号聚拢在一点上。“锅”的面积越大，接收的信号越好，为了减少工程开挖量，项目的选址最好选择凹形口径较大的洼地。因此，青藏高原尽管在海拔上占据优势，但由于群山延绵、分布着大量的永冻土，施工难度极高，不利于天眼的建造，被排除在选址之外。喀斯特地貌广布的云贵高原成为最优选择。

隐藏在贵州群山深处的平塘县大窝凼，就是一片天然的洼地，具有特殊的“凹形”地理结构，宛如一个天然的“灶台”盛起了天眼的“锅”。而且这里地下溶洞极为发育，便于雨水下渗和流动，不易形成积水，避免腐蚀和损坏望远镜，简直是为天眼量身定做的存在。

同时，由于天眼接收大量的无线电信号，需要十分“安静”的环境，人类活动中的电视、手机、广播等无线设备都会对天眼的磁场带来干扰，影响天眼的灵敏度，项目必须远离城市、村落和信号基站。贵州的偏远地区，人口密度小，旅游业发展程度低，电波干扰比旅游业发达的云南更少。

为了支持天眼项目，贵州省政府在2013年出台法令，在项目所在地大窝凼建立一个5公里无线电静默区，30公里内禁止建设有干扰的设施设备，并将附近的农民搬迁安置，在一定程度上保障了天眼的顺利建成和运行。

虽然天眼在人烟稀少的“净土”进行天文监测，但是作为世界级科研项目，科研人员之间来往交流非常频繁，因此选址需要满足交通便利的条件。两者看似矛盾，却并非不可兼顾。贵州是中国西南的交通枢纽，据贵州省交通运输厅数据显示，截至2018年底，贵州省高速公路里程达到6453公里、出省通道18个；民航运输机场9个地市(州)全覆盖，达到了每万平方公里约0.62个机场，是西南地区机场分布密度最高的省份，超出中国平均水平的1.6倍。

贵州地处内陆，从直线距离看，可以同时兼顾印度洋、太平洋地区，在国家国防战略中占有重要地位。有军事专家提出，如今的卫星和雷达技术不能完全对隐形战机进行监测，射电望远镜能够弥补这个漏洞。这样看来，把天眼放在贵州也有军事战略考虑。

据国务院国有资产监督管理委员会新闻中心估算，天眼运行1小时用电可达2988度，而且435伏的额定电压波动不能超过正负0.5%。一旦电压如果超过允许的波动范围，就会启动保护程序，存在报废风险。贵州的水能资源非常丰富，理论蕴藏量达1875万千瓦，居全国前列，水电装机1945.50万千瓦，位列全国第四，水电资源开发率达到96.7%，比全国高出27个百分点。因此完全可以保障天眼的电力供应。

此外，贵州是首个国家级大数据综合试验区。浩瀚宇宙中海量又微弱的电磁波信号奔向地球，被天眼收集后形成了大量的数据。分析、共享和研究这些数据需要极强的超算能力和大数据分析技术，贵州在大数据资源上的开发建设，有利于帮助科学家从中获取宇宙信息。

由此看来，贵州是中国最适宜建设天眼的地区。从2016年9月25日落成启用到现在，天眼已运行3年多，它的功能到底有多强大？做出了哪些重要的贡献呢？

目前，世界各国均在“抢占”太空领域，美国甚至提出在太空建立战略防御计划。也就是说，未来国家之间的战争和竞争很有可能发展为太空领域的争夺，谁掌握了太空侦测的主动权，就能在未来的竞争中取得主动权。

中国天眼与号称“地面最大的机器”德国埃菲尔斯伯格100米口径望远镜相比，灵敏度能提高约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米口径射电望远镜相比，灵敏度是其2.25倍。天眼能够捕捉到137亿光年外的电磁信号，已经是人类目前能观测到的最大宇宙范围。从这个层面上看，天眼成为我国太空侦测与宇宙研究等领域的重要支撑。

在天眼的科学目标中，最重要的莫过于寻找脉冲星。脉冲星由恒星演化和超新星爆发产生，它像茫茫宇宙中的灯塔，发射出周期性脉冲信号，由于自转周期极其稳定，成为人类测量宇宙时空的超高精准度时钟。假设飞船进入了宇宙深处，望远镜和卫星不能直接观测时，就需要依靠脉冲星测算位置。此外，研究脉冲星还能帮助科学家探究引力波、黑洞周围的神秘时空等许多重大物理学问题。

截止2019年8月，中国天眼已发现132颗优质的脉冲星候选体，其中有93颗已被确认为新发现的脉冲星。据国家天文台研究员朱文白介绍，自1967年人类首次确认发现脉冲星以来，全球累计发现约3000颗脉冲星。“中国天眼”在短短两年内发现的数量，超过同期欧美多个脉冲星搜索团队发现的数量总和。

中国“天眼”的另一大科学目标是“巡视宇宙中的中性氢”。氢聚变产生的能量点亮了恒星，太阳因此发出了光和热，造就了生命星球——地球。星系中的氢元素除了形成恒星，还有一部分会剩下来，以中性氢原子形式存在，我们称之为中性氢。国家天文台副台长郑晓年指出，这可以“研究宇宙大尺度物理学，以探索宇宙起源和演化”。

地外文明搜索也是天眼的科学目标之一。1951年，诺贝尔奖获得者费米提出这样一个悖论：“如果存在外星人，它们都在哪里呢？”。由此引发了以下的争议：第一、不存在外星人；第二、存在外星人，但是我们没找到；第三、存在外星人，它们知道我们的存在，但想方设法不打扰我们，更不让我们发现它们。地外文明是否存在成为科学家一直争论的问题。

为实现这一科学目标，天眼内专门安装了一台专门用于搜索地外文明信号的后端设备FAST SETIBURST，能够从浩如烟海的电磁信号中，筛选出有用的窄带候选信号，把天体和人工信号排除掉，对宇宙噪音的处理能力非常出色。科学家已经发表了三篇中国天眼与地外文明搜索相关的论文，包括第一批地外文明搜索研究成果、进行地外文明探索巡天的量化展望和地外文明的理论研究。目前，中国天眼正在升级后端设备，将在今年9月投入新观测，正式启动针对地外文明的搜索。

当然，在科学前进的道路上总是充满争论与曲折，有些人对寻找外星文明表示担忧。著名科学家霍金生前曾多次警告人类，射电望远镜收到宇宙信号后，不要回答任何可疑讯号，不要暴露人类文明的存在。他认为，假设宇宙中存在高等文明，一旦发现地球，将造成人类的灾难。

究竟中国天眼能不能成功搜索到地外文明，仍是未知之数。唯一可以确定的是，我们对于外星文明并未充分了解，更不能随意猜测，但不能因此停止前进的脚步。正如我们进入丛林，为了安全不能和老虎直接接触，但需要知道丛林里是否存在老虎。推动天眼开启地外文明搜索，不仅有“探索同类”的科学意义，还可以拓展人类对于自身在宇宙中地位的认识，对人类今后的太空移民计划更有现实意义。

曾任中国天眼总工程师兼首席科学家的南仁东说：“人类之所以脱颖而出，从低等的生命演化成高等动物，出现了文明，就是因为他有一种对未知探索的精神。”借助天眼，我们正在向137亿光年的星辰大海出发，哪怕前路未知，未来依然可期。