已建成10年！中國(guó)天眼又有顛覆傳統(tǒng)新發(fā)現(xiàn)：最遠(yuǎn)能看見宇宙邊緣

今年是“中國(guó)天眼”仰望星空的第十年了。時(shí)間是不是過(guò)得飛快呢？感覺中國(guó)天眼好像就在前些日子剛建好的一樣，對(duì)吧？

在貴州的大山深處，藏著一只巨大的眼睛，它日日夜夜、目不轉(zhuǎn)睛地遙測(cè)著宇宙深處的信號(hào)變化。這就是中國(guó)天眼，也稱作是500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，英文簡(jiǎn)稱FAST，是目前世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。

在這10年時(shí)間里，中國(guó)天眼不斷在刷新著人類對(duì)宇宙的認(rèn)知，也讓世界看到了中國(guó)在深空探測(cè)領(lǐng)域確實(shí)有幾把刷子。最近幾天，中國(guó)天眼還搞了一個(gè)最新成果，發(fā)表在了國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·天文》上，這個(gè)成果的意義，直接顛覆了傳統(tǒng)的科學(xué)認(rèn)知。

咱們先來(lái)說(shuō)說(shuō)中國(guó)天眼最近發(fā)現(xiàn)了什么？

不賣關(guān)子，圈叔告訴您中國(guó)天眼發(fā)現(xiàn)了一顆非常特殊的脈沖星，這是一種能夠快速自己旋轉(zhuǎn)的中子星，它還能夠像是燈塔一樣周期性地射出電磁的脈沖信號(hào)，這個(gè)脈沖星的編號(hào)是PSR J0435+3233。中國(guó)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這顆脈沖星，還屬于脈沖星家族內(nèi)的特殊類型：毫秒脈沖星，這種毫秒脈沖星顧名思義，它自己的自轉(zhuǎn)周期僅有幾毫秒，轉(zhuǎn)得極快，周期也極其穩(wěn)定。

你可能問，這脈沖星到底有啥稀奇的？中國(guó)天眼這些年發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量，比其他國(guó)家可多好多。但這次新發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星，真的不一樣。

新發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星的自轉(zhuǎn)周期，只有區(qū)區(qū)的3.2毫秒。也就是每秒鐘它要狂轉(zhuǎn)300多圈，這速度可快得讓人太難以置信了。讓科學(xué)家驚掉下巴的是，不是它的轉(zhuǎn)速，而是它轉(zhuǎn)得“不穩(wěn)”，這是啥意思呢？

具體來(lái)說(shuō)，這新發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星周期變化率高達(dá)4.88×10^-17秒/秒。可能你看不懂這些數(shù)字，但沒關(guān)系，你只需要理解成它是個(gè)“剎車”力度，比起已知的其他毫秒脈沖星的平均值，高出了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，也就是足足上百倍！

這個(gè)數(shù)字也就意味著這顆毫秒脈沖星，正在劇烈“急剎車”，它損失的能量快得驚人，表面磁場(chǎng)也比同類天體強(qiáng)了大約一百倍。用更通俗的話說(shuō)，我們以前一直以為毫秒脈沖星都是轉(zhuǎn)得又快又穩(wěn)的，但天眼這回發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“橫沖直撞的愣頭青”，它年輕、暴躁、能量損耗劇烈，正在瘋狂地“踩剎車”。

這一發(fā)現(xiàn)，徹底顛覆了天文學(xué)家對(duì)毫秒脈沖星自轉(zhuǎn)極端穩(wěn)定的傳統(tǒng)認(rèn)知。原來(lái)，脈沖星的“性格”也可以如此多變。這個(gè)發(fā)現(xiàn)，為人類理解脈沖星的演化路徑，打開了一扇全新的窗戶。

那說(shuō)這么熱鬧，我們找這么多的脈沖星，到底有啥用？

畢竟花這么大的代價(jià)，去找遠(yuǎn)在千萬(wàn)光年外，還在瘋狂旋轉(zhuǎn)的脈沖星，除了能寫個(gè)論文，到底有啥實(shí)際用處嗎？花這么多錢研究這些脈沖星，值嗎？

當(dāng)然值！而且用處大了去了。脈沖星最大的一個(gè)潛在應(yīng)用，就是做脈沖星導(dǎo)航。

你可以把脈沖星想象成宇宙中天然存在的、永不消逝的 “GPS衛(wèi)星”。它們發(fā)出的信號(hào)極其穩(wěn)定，位置信息又非常精確。如果未來(lái)我們的宇宙飛船飛出了太陽(yáng)系，甚至飛向了銀河系的更深處，那時(shí)候地面上的信號(hào)早就傳不到了，飛船怎么知道自己在哪里，該往哪個(gè)方向飛？

答案就是脈沖星。只要飛船上的設(shè)備能同時(shí)接收到三顆或以上脈沖星的信號(hào)，通過(guò)精密計(jì)算它們信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差，就能像用三角板畫圖一樣，瞬間算出自己在銀河系中的精確坐標(biāo)，誤差可以控制在1公里以內(nèi)！這在浩瀚的宇宙中，簡(jiǎn)直是“厘米級(jí)”的定位精度。

你羨慕美國(guó)的旅行者號(hào)探測(cè)器能飛出太陽(yáng)系？其實(shí)它飛那么遠(yuǎn)還不迷路，靠的也是一張“脈沖星地圖”。旅行者號(hào)身上攜帶了一張金色的唱片，上面就標(biāo)注了14顆已知脈沖星的相對(duì)位置信息。這張“宇宙名片”，就是為外星文明準(zhǔn)備的導(dǎo)航圖，讓他們知道“旅行者號(hào)”是從哪兒來(lái)的。

所以你看，咱們天眼發(fā)現(xiàn)的脈沖星越多，繪制的“宇宙地圖”就越精細(xì)、越完善。未來(lái)中國(guó)的深空探測(cè)器要想走得更遠(yuǎn)、走得更準(zhǔn)，這些脈沖星就是我們最可靠的“向?qū)А薄＿@不僅是科學(xué)探索，更是為人類文明的星際遠(yuǎn)航，提前鋪好回家的路。

除了找脈沖星，天眼還能干哪些大事？

找脈沖星，只是天眼眾多絕活里的“一招鮮”。它的能力遠(yuǎn)不止于此。作為當(dāng)今世界獨(dú)一無(wú)二的超級(jí)望遠(yuǎn)鏡，它的實(shí)力強(qiáng)到?jīng)]朋友。最遠(yuǎn)的“視力”，據(jù)說(shuō)可以看到宇宙的邊緣。當(dāng)然，這是一種詩(shī)意的說(shuō)法，意思是它的靈敏度極高，能探測(cè)到來(lái)自極其遙遠(yuǎn)宇宙天體的微弱信號(hào)。

說(shuō)到這，你更能理解天眼的珍貴了。因?yàn)楝F(xiàn)在全世界，能進(jìn)行如此深度探索的巨型射電望遠(yuǎn)鏡，僅此一臺(tái)。曾經(jīng)，美國(guó)在波多黎各也有一座巨大的射電望遠(yuǎn)鏡阿雷西博望遠(yuǎn)鏡。它也曾輝煌一時(shí)，是許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)的搖籃。但可惜的是，由于年久失修和缺乏維護(hù)，它在2020年徹底坍塌了，設(shè)備損壞嚴(yán)重，一片狼藉。從后來(lái)公布的現(xiàn)場(chǎng)照片看，那里已經(jīng)真的成了一個(gè)無(wú)人問津的“垃圾場(chǎng)”。美國(guó)最終也放棄了修復(fù)計(jì)劃。