中国射电天文的下一个雄心

“追溯宇宙进化的长河，随着138亿年前大爆炸的余辉逐渐散去，宇宙经历了漫长的黑暗时期。突然有一天，第一代发光天体诞生在宇宙深处。这些天体的光芒逐渐照亮了整个宇宙，给宇宙带来了旺盛的生命力。”

中国科学院院士吴向平不仅用最好的词来描述他所热爱的宇宙，而且用自己的实际行动来进一步探索它。几天前，以吴湘平为首席科学家的中国平方公里阵列射电望远镜科学小组制定了中国平方公里阵列射电望远镜的十大科学目标。这张雄心勃勃的路线图显示了中国成为一个强大的射电天文学国家的决心。

中国射电天文学的新机遇

在射电天文学的这个分支中，中国已经从“0”跃升到“1”，并逐渐进入世界无线电强国的行列。

从密云米波合成孔径射电望远镜、德令哈13.7米望远镜、上海佘山和乌鲁木齐25米望远镜、东亚首台性能先进、功能齐全的全移动65米大型射电望远镜“天马”、巨型低频射电阵列21毫安，到500米球面射电望远镜“中国天眼”FAST，中国在射电天文学领域有着深远的布局，其进步从未停止。

2016年建造的“中国之眼”为中国射电天文设备在未来10年主宰世界奠定了基础，但在此之前，中国已经看得很远了。

SKA将是人类建造的最大的射电望远镜，将由世界上10多个国家共同出资、运营、维护和管理。斯卡公司将于2021年开始第一阶段的建设，将于2028年完成，占总规模的10%，并将在建设期间投入观测。

SKA是一个快速傅立叶变换望远镜，一个数字望远镜和一个软件望远镜。它体现了许多当代科学技术的最新和最高成就，并将促进全球制造业、通信、计算和能源等一系列产业的快速发展。

“SKA是一个超越国界的全球性科学机构。这是人类在21世纪创造的又一个奇迹。它将为人类了解宇宙开启一个新时代。”吴向平说:“作为国际SKA大家庭的一员，中国参与SKA的最大动力和最终目标是获得丰厚的科学回报。”

2019年3月，作为七个创始成员国之一，中国正式签署了《*间国际组织公约》，正式从参与SKA的设计和建设阶段转变为利用SKA获得杰出科学发现的准备阶段。

丰富的科学目标

在按照国际合作开展大规模科学研究的前提下，中国SKA科学团队通过长期讨论、广泛咨询、充分论证和顶层设计，为中国SKA确立了明确的科学目标和发展路线图，即在SKA第一阶段确保两个优先突破领域和几个具有中国特色的研究方向。

两个优先突破的领域是中国SKA科学的优先发展和关键支持:宇宙黎明和再电离探测、脉冲星搜索、计时和引力理论测试。与此同时，中国科学团队还确定了八个有特色的研究方向，即中性氢巡天和宇宙学研究、宇宙磁场、星际介质、瞬变源探测、活动星系核反馈和黑洞、中性氢星系的动力学和演化、生命摇篮和超高能宇宙线低频探测。

现代宇宙学认为宇宙起源于大爆炸，但是大爆炸是如何发生的以及大爆炸之前是否有宇宙还不清楚。SKA可以为理解宇宙从大爆炸到今天的演变提供一种强有力的观察方法。”中国科学院国家天文台研究员陈说。

例如，通过观察占宇宙中普通物质总量76%的氢，可以绘制出不同时间的宇宙三维图像。大尺度结构的精确测量还可以分析暗物质和暗能量的性质，以及宇宙早期初始状态的信息。

吴向平指出，中国设定的这些科学目标中的大部分都将融入SKA科学研究的国际大家庭。“我们必须一步一步地适应这种新的科研国际合作模式。现在和将来，越来越多的重大科学项目不能由个人完成。重大科学问题研究的全球化进程正在加快，斯卡公司将成为科学研究全球化的典型代表和先锋。”

“中国制造”的力量

斯卡公司的站点横跨澳大利亚和非洲两大洲，由分布在3000公里范围内的2500个15米碟形天线、250个直径为60米的密集孔径阵列和由130万个对数周期天线组成的稀疏孔径阵列组成。

如此“巨无霸”级别的大型科学项目让中国工业看到了中国的机遇。

例如，中国已经积累了坚实的工业基础，能够支持和保证数千个SKA反射器天线的制造和安装的质量和速度。中国新的信息、通信和计算机产业也将全方位参与斯卡的建设和运营，再次展示“中国制造”的实力。

“作为世界第二大经济体，斯卡国际大家庭需要中国的加入和支持，甚至是未来的领导和引领，而发展中的中国也需要积累组织、建设、运营和管理斯卡国际科学仪器的经验，以奠定并逐步巩固未来世界科技中心的基础。”吴向平说，“在未来，反映中国重大科学发现的贡献将成为我们的目标。”