看过经典喜剧《我和我的家乡》的朋友应该都知道在贵州省有着一个“国之重器”——中国天眼。

但大多数人对中国天眼的印象除了像一只大锅以外就知之甚少，中国天眼究竟发现了什么，它是如何终结天文界持续多年争论的问题的？让我们一起探索吧。

什么是中国天眼

其实中国天眼是一台射电望远镜，它的主要工作是收集观测来自太空的各种无线电波。我们通过中国天眼可以观测分析这些无线电波，拼凑还原宇宙原本的面貌，探索研究宇宙深处发射无线电波源头的真实模样。

Tips:中国天眼是现今世界最大的单口射电望远镜，于2011年开工建造，2016年落成，总造价6.7亿人民币

说起射电望远镜，就不得不提光学望远镜，现今最出名的光学望远镜，当属哈勃望远镜，虽然都叫望远镜，而且工作都同样是探索外太空，但这两者从本质上就不是一类工具。

射电望远镜更像是放大版的信号接收器只能接受无线电波，而光学望远镜则是我们平日使用的望远镜的终极版，可以将宇宙的外观拍成照片，让人更直观的观测宇宙。

探索外太空的过程中，这两者都是必不可少的，只有他们组合在一起，才能真正看清宇宙的真实面貌。

中国天眼主要的作用就是探测70-3000兆赫兹频段的无线电波信号，这个频段的电波与我们日常使用的无线设备十分接近，因此也会有人猜想也许中国天眼能探测到外星人发出来的无线电波。

Tips:无线电波是指在自由空间传播的射频频段的电磁波，波长越短、频率越高，相同时间内传输的信息就越多。

就这样的一个国之重器，却是从它立项到成功建造，就一直有声音表示反对中国天眼的建设。

理由是认为大口径单口射电望远镜已经属于落后的射电望远镜技术，现在最先进的电波探测技术应该是阵列射电望远镜，即多个小型的射电望远镜并列分布，同时检测同一方向的宇宙电波信号，同一信号被两个位置同时检测到，便可以更加精准地定位电波信号的来源。

Tips:阵列射电望远镜指平方公里射电阵，由数千个较小的碟形天线构成。

其实这所谓的阵列射电望远镜要比单口射电望远镜更先进，这分明是无稽之谈，因为单口射电望远镜在灵敏度上远超阵列射电望远镜，它拥有超高的灵敏度能检测到更远更弱的电波信号。

简而言之，我们的中国天眼拥有世界第一的电波探测灵敏度，能探测到别的国家都无法看到的宇宙电波数据。

中国天眼的主要工作是什么

目前为止中国天眼的主要工作有以下五个：

• 巡视宇宙中的中性氢，根据中性氢的分布找到各个天外星系的位置。
• 探测星际分子。

Tips:星际分子指存在于星际空间的无机分子和有机分子。已发现50余种星际分子，其中大多数是由碳、氢、氧、氮组成的有机分子。

• 主导国际低频甚长基线干涉测量网，获得天体超精细结构。
• 探测可能的星际通讯信号。
• 观测脉冲星，研究其物理规律。

Tips:脉冲星，就是旋转的中子星，因不断地发出电磁脉冲信号而得名。

看上去很复杂，但实际归纳一下，其实就主要是一下三个方向——研究脉冲星，研究中性氢的分布，研究快速射电暴的源头。其中脉冲星与中性氢这两项研究都已经比较成熟。

目前已经能准确地根据探测到的数据找寻脉冲星的位置与探知脉冲星的相关信息，2017年8月22日，中国天眼探测到第一颗新的脉冲星，运行5年间已经探测到一百多颗新脉冲星，预计最少能发现上千颗脉冲星。

Tips:2021年5月20日，国家天文台研究团队利用中国天眼得的重要进展，正式发布了201颗新脉冲星的发现。

中国天眼能做到的不仅仅是发现脉冲星，它还能对脉冲星发射脉冲的频率进行测量，通过研究脉冲的变化，科学家们就有可能计算出脉冲星的物理结构，借此证实相关的物理理论。

中性氢的研究也相对简单，我们都知道宇宙中含量最多的粒子就是氢原子，因为它是结构最简单的粒子，像我们的银河系就充斥着大量的氢原子，在宇宙中基本上有物质存在的就会一批大量的氢原子。

Tips:只要能探查出有大量聚集氢原子的位置，基本就能确认那里有一个星系。

至于想要探测出宇宙中氢原子也很简单，氢原子会发出频率为1420兆赫兹的谱线，刚好在中国天眼70—3000兆赫兹的探测范围内，凭借全球第一的灵敏度，中国天眼预计能观测出最远60亿光年外的星系，预计起码能检测出几十万个河外星系。

中国天眼的突破性发现是什么

接下来就得讲讲我们今天的重点——快速射电暴（FRB）。

Tips:快速射电暴可在这极短的时间内显示出极高的亮度，相当于太阳在一整天内释放的能量。

这是一种超强能量且存在时间超短的电波信号，第一次被人类观测是2001年一个仅持续5毫秒的电波被帕克斯射电望远镜记录下来，直到2007年美国物理与天文学教授Duncan Lorimer分析望远镜数据时，才确认这是一种从未见过的宇宙无线电波类型。

于是科学家们开始关注快速射电暴试图找到发射这奇怪电波的源头是什么，但快速射电暴持续时间短，最多存在几十毫秒，并不能轻易地检测到足够的数据。

Tips:直到如今，世界上一共才检测到几百例快速射电暴的存在。

而中国天眼的建立，打破了这一局面,凭借良好的电波探测性能，我国的科学团队在快速射电暴的研究中心获得长足进步。

关于快速电波源头的两大派系和一个谣言

这种存在几毫秒消失的电波，几乎是天文学中最难的一颗课题。

研究这个问题的人主要分为两个派系：

一派认为这可能是磁星发射出来的。

磁星是由超新星转变但却有别于中子星与脉冲星的天体，超强的磁场让天体的外部包裹着磁层，并且会出现“星震”释放出大量物质与能量，最终因为失去过多能量避免变成黑洞，在短短几万年间转化为一颗死寂的天体。

Tips:磁星理论在1992年由罗伯特·邓肯及克里斯托佛·汤普森首先提出。

科学家们把不规则发射X射线和重复发射软伽马射线的脉冲星认定为磁星。

另一派则认为这可能是某些致密天体爆发后产生的激波，激波互相作用下驱动的辐射就有可能产生如此短暂且高能量的无线电波。

除了科学家们争论的这两个派系以外，我们更有可能看到的其实是关于快速射电暴的一个谣言——快速射电暴是外星文明发出的电波。

我们当然可以作出这种无法证伪的猜测，但是在科学研究中如无必要，勿增实体，无端的猜测只会降低科学前进的脚步而已。

Tips:如无必要，勿增实体。源自奥卡姆在《箴言书注》表述的观点”

中国天眼让争论一锤定音

中国天眼的接收面积十分大，超高的灵敏度能看到别的射电望远镜看不到的比较弱的无线电波。

中国的研究团队根据澳大利亚2018年3月1日探测到的快速射电暴，经过精密的计算，于2019年7月16日成功检测到同一信号源的4次爆发。随后由于澳大利亚探测到的爆发源位置有误差，导致无法再次检测到信号源的爆发，但经过策略调整，修改天眼的偏振，在2019年10月6日和7日，再次探测到15次爆发。

通过研究这珍贵的同一源头重复爆发的快速射电暴，科学家们发现每一次暴发的快速射电暴偏振特性都不一样，这个特点说明，快速射电暴很可能是透过超高密度的天体磁层发射出来。

Tips:磁层指在太阳风和行星磁场的相互作用下，行星原来磁场的磁力线被太阳风压缩在一个有限的空间。

这次检测一锤定音，确定了快速射电暴就是由磁星发射出来的一种高能量电波。

大大推动了关于磁星这个特殊中子星的研究方向。

中国天眼是否能用来找寻地外文明

我们的国之重器中国天眼如此厉害，启动才几年就解决了一个天文学难题，虽然快速射电暴已经被证实并非外星人发出的信号，但小伙伴们也一定很好奇，中国天眼能不能用来找寻外星人呢？

其实中国科学院国家天文台官网早在2020年4月28日，就已经明确将地外文明的搜索列为中国天眼的五大科学目标之一了。

天眼可以根据曾经发现的超级地球GJ273b的数据，对银河系和仙女系进行分析探测，预计能找到上千颗类地行星，也许其中就有适宜我们人类居住的星球，也很有可能在这些行星中找到生命或者文明的痕迹。

Tips:类地行星的结构大致相同：金属中心，外层被硅酸盐地幔所包围，表面一般都有峡谷、陨石坑、山和火山。

使用天眼找地外文明的局限性

虽然中国天眼十分先进，但是通过天眼寻找地外文明肯定会有一定的局限性的。

因为谁都不知道地外文明是以什么形式存在的，虽然我们人类产生文明后学会使用无线电波作为沟通工具，但外星人却有可能使用引力波、甚至使用宇宙漂流瓶之类的方法，或者更高深的我们无法想象的手段进行交流联系。

只能探测无线电波的天眼当然无法探测到这些联系方式的存在。

只有跟我们一样使用无线电波，或者在活动中会意外产生电波的文明，才有可能被我们发现。

说到地外文明，肯定会有人想到小说《三体》中叶文洁发射电波将地球暴露在三体文明中的桥段，也行会有人也担心中国天眼的存在会将地球暴露在黑暗森林中。

Tips:黑暗森林法则：一旦某个宇宙文明被发现，就必然遭到其他宇宙文明的打击。

实际上天眼只有接收信号的功能，却没有发送电波的能力，发送出能让数光年以外都能检测到的电波是现阶段人类无法达到的技术。

像快速射电暴这样只存在几毫秒的电波，也起码需要消耗太阳一整天散发出来的能量才有足够的能量发射出去。

而且就算探测到有地外文明，也绝不会贸然发射信号去联系的，为保障人类的安全，肯定会在确认安全后再考虑接触外星文明。

结语

中国天眼，国之重器。从建成至今，其不仅解决了快速射电暴源头的这个超级难题，还发现了超过240颗新脉冲星，基于天眼的数据发表了40多篇高水平论文。

天眼就像是天文界里一颗冉冉升起的超新星，从此要研究天文学，就几乎无法绕过中国天眼的数据。

Tips:中国天眼还能在高精度勘探矿物方面、海洋测绘方面，提供极大的帮助。

得益于中国天眼的建成，我国的天文学和物理天文学得到了强大可靠的数据支撑，这让我们国家的科学研究能更加稳固地发展。

相信我国的科研能力总有一天会超过美国，成为世界科研的领头羊。