“中国天眼”身在洼地，但在科学家眼中，它心系深空，是一座“天空实验室”。科学家是依靠什么在天地间“连线”，又是如何驾驭这样庞大的射电望远镜服务于科学实验呢？

　　到现在为止，应该没有天文学家上过太空，但他们却是最了解宇宙的一群人，靠的是什么？

　　天文学家如何利用“天眼”开展工作？

　　不少人小时候尝试过用曝光的胶片观看日食，还有动手能力更强的，用两个放大镜自制过光学望远镜。望远镜就是天文学家了解宇宙的必备工具。但射电望远镜不同于人们熟悉的光学望远镜，它不能直接成像，而是抓取目标的无线电信号，用数据说话。

　　天文学家利用“天眼”开展工作，有点类似移动靶射击运动，需要不断地选取目标、瞄准目标射击、分析结果。

　　据北京大学教授、中科院国家天文台研究员李柯伽介绍，第一步要考虑望远镜频率是否合适、灵敏度是否足够、目标是不是在可视范围内，以便确定观测源的坐标，形成观测列表。

　　第二步是望远镜控制部门执行观测。如何精确控制“天眼”瞄准动辄光年之外的目标？简单地说，一是通过天体坐标计算出望远镜所需的“姿态”，二是驱动电机控制望远镜的“姿态”。

　　因为地球在不停自转和公转的缘故，这样的观测比移动靶射击复杂得多，要不断地修正望远镜的位置，不断地瞄准目标，并确保一直命中靶心。

　　第三步是通过编程来分析数据。外表安静的“天眼”，内心澎湃，每秒最高传输数据38G。海量的数据，基本没有手动分析的可能，所以天文学家都是“程序员”，用大数据手段实现天地“连线”。

　　如此繁琐的、针对宇宙深空的观测有什么意义呢？

　　这要从我们去中学物理实验室做实验说起。前辈科学家发现的物理定律，我们在物理实验室里做实验，结果都能验证定律为真。在“天空实验室”里呢？那可不一定。

　　天文学跟物理学密不可分，大尺度时空结构、宇宙演化、高能天体（如黑洞、脉冲星等）都是以广义相对论为重要理论基础的。前人依靠头脑做实验，得出了理论，理论研究走在前面，后人如何验证呢？这些天体质量惊人、距离以光年计，对应的物理参数和空间都是人类无法达到的，只能用“天空实验室”来验证。

　　在“天空实验室”里，天文学家除了重复繁琐的观测、验证，都保留一颗期待的心——比如找到某个能解释一些奇怪天文现象的关键，或是发现目前的理论无法解释的现象。真到了那一天，科学理论又会向前迈进一大步。

　　“天眼”能洞悉宇宙“前世”吗？

　　天问一号正在飞往的火星，我们看到的是它几分钟前的样子。

　　但恒星就远了。拿距地球较近的北极星来说，440多光年。抬头一望，进入你眼里的就是440多年前的一缕光。

　　再比如“中国天眼”发现的第一颗脉冲星，距离地球1.6万光年，“看”到的是它1.6万年前的模样。

　　对整个宇宙来说，万年还谈不上“前世”。宇宙有多老？一些科学家给出的最新估计是137.7亿岁。

　　还真有人想看宇宙百亿岁前的模样！1993年国际无线电联大会上，包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”的倡议。

　　没看错，是一帮搞无线电的人，开会讨论天文学的事。会上有个48岁的中年人，清华大学无线电系毕业的，叫南仁东。

　　他们渴望在无线电环境彻底毁坏前，建造一座超大射电望远镜，捕捉宇宙诞生之初大爆炸时的余波，重现宇宙“前世”图景，解答天文学中的众多难题。

　　我们每天不离身的手机，不停地发射无线电波跟通信基站“卿卿我我”，就是这群人眼中的“天敌”。

　　会后，因国际合作迟迟没动静，以南仁东为首的中国科技工作者提出自己建造望远镜，这才有了“中国天眼”。

　　“天眼”真能洞悉宇宙“前世”吗？答案是肯定的。一方面，它凭借超凡的眼力不断扩充脉冲星库，刷新宇宙深空的天图。另一方面，宇宙大爆炸最初的氢元素除了形成恒星以外，有很多以中性氢原子的方式存在，它通过巡视分析中性氢的分布，重现大爆炸后宇宙最初期的图景。

　　中科院国家天文台研究员、“中国天眼”首席科学家李菂说，目前“天眼”已经在观测银河系及近邻星系的中性氢，更早期宇宙的中性氢辐射频率更低，在“天眼”的设计范围之内，只要换一台对应频率的接收机就可以探索更早期宇宙。

　　为什么科学家这么执着于回溯原初宇宙的图景呢？这个原因跟为什么那么多人愿意去电影院看《流浪地球》差不多。如果有一天太阳耗尽了能量，人类有丰富的能源把地球推到宜居区，是否我们就可以一直折腾下去？

　　洞悉宇宙“前世”，正是为了更了解宇宙未来的走向，从而帮助人类找到更美好的未来。 

　　2020年《自然》十大科学发现跟“天眼”有关吗？

　　作为2020年《自然》十大科学发现之一，人类首次观测到银河系内快速射电暴。这其中，就有“中国天眼”的功劳。

　　快速射电暴，被科学家形象地称为宇宙中的“闪光灯”，一些天文爱好者甚至猜测它是“外星来电”。这是因为它虽然仅持续几个毫秒，却可以在这么短时间内，把相当于地球上几百亿年的发电量，完全以不可见的无线电波释放掉。而要“看到”快速射电暴，就需要借助“中国天眼”。

　　快速射电暴的产生，和磁星有关。“中国天眼”帮助科学家新发现了许多脉冲星，脉冲星是一种独特的致密星，而脉冲星中还有一类更独特的叫磁星。磁星的磁场强度是地球的千万亿倍，能把原子挤成铅笔状，是已知密度仅次于黑洞的特殊天体，人类目前仅观测到几十颗。

　　2020年中国科学家利用“天眼”观测的两个重要成果，刊登在权威科技期刊《自然》上。一是发现快速射电暴的偏振多样性，揭示了它来源于致密天体的磁层，而不是激波，为人类理解它的物理起源提供了新线索。二是证明磁星产生快速射电暴的具体过程十分特殊，并不是所有高能活动都导致快速射电暴的产生。

　　中外研究团队通过几个不同角度的“叙事”，共同讲述了一个快速射电暴起源的“故事”。这是人类第一次观测到位于银河系内的快速射电暴，磁星也成为目前唯一被观测验证的可以产生快速射电暴的天体。

　　入选2020年《自然》十大科学发现，说明了快速射电暴研究的前瞻性。对于“中国天眼”在其中的重要性，北京大学教授、中科院国家天文台研究员李柯伽认为，“天眼”灵敏度超群，可观测其他射电望远镜无法探测到的微弱信号，由于工程团队精确的反射面面型控制和19波束接收机良好的偏振特性，使它成为研究快速射电暴的利器。   

　　综合新华社消息