作者：靳文轩
【嵌牛导读】宇宙从哪里来，将要到哪里去？人类认识宇宙经历了复杂而崎岖的过程，直到上世纪中叶，“大爆炸宇宙论”才逐渐主宰大多数人的宇宙观。但要真正回溯原初宇宙，天文学还有众多谜团有待发现和解答。
【嵌牛鼻子】中国天眼、FAST、脉冲星，外星人、中性氢探测
【嵌牛提问】FAST是什么，有什么用，目前研究进展，今后20年内能取得什么成就，对外星人的探测是不是更近了一步？
【嵌牛正文】
10月，中国科学院国家天文台宣布，500米口径球面射电望远镜（FAST）经过一年紧张调试，已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行，并确认多颗新发现的脉冲星。
上世纪末，中国天文学家提出独立研制一台新型的喀斯特单元，即500米口径球面射电天文望远镜。这个中国人对回溯原初宇宙的响应，后来成了人们熟知的“中国天眼”。
一、天眼”发现脉冲星首获确认
9月10日，从澳大利亚帕克斯望远镜上传回令人振奋的消息，“天眼”于8月22日和8月25日在南天银道面扫描到的两颗脉冲星候选体得到确认，这是中国人利用自主研制的天文望远镜发现的第一批脉冲星。
“天眼”在设计之初并没有明确的科学目标，但当这台世界最大的单口径射电望远镜落成后，巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星、主导国际低频甚长基线干涉测量网、探测星际分子、搜索可能的星际通讯信号都成为它擅长的领域。
2017年8月，“天眼”成功实现了指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行。
“天眼”工程副总工程师、中科院国家天文台射电天文研究部首席科学家李菂领衔的团队，在短短一个月内就通过漂移扫描发现了数十个优质脉冲星候选体，但仍处于调试期的“天眼”不具备认证脉冲星的资格，直至“天眼”发现的两颗脉冲星候选体在今年9月得到澳大利亚帕克斯望远镜的确认。
二、天眼”可以“寻找外星人”？
看似调试期间的偶然发现，其实有着必然性。自2015年起，“天眼”团队就与贵州师范大学合作，联合搭建早期科学数据中心，开展在脉冲星观测领域很少被运用的漂移扫描，并研发了创新脉冲星搜索数据库。
澳大利亚科学及工业研究院帕克斯望远镜科学主管乔治·霍布斯说，已知的脉冲星约有一半是帕克斯望远镜发现的，但现在想利用帕克斯发现新脉冲星太难了。实际上，“天眼”发现的脉冲星候选体拿到其他射电望远镜上，有很大一部分是无法得到确认的，因为其他射电望远镜根本看不见。
脉冲星是宇宙中除了黑洞以外密度最高的天体，每个立方厘米的质量相当于地球上的一亿吨。脉冲星的磁场达到万亿高斯，比地球磁场高万亿倍。有的脉冲星每秒旋转能达到数千次，且发射极其稳定的脉冲，是宇宙中最精确的时钟。
因为脉冲星的这些特性，它被科学家们誉为理想的天体物理实验室，通过对其在地面实验室无法实现的超高密度、超高磁场等极端物理性质的研究，有望不断延伸人类的宏观和微观视野。
至今，人类发现了2700余颗脉冲星，它们都位于银河系内。但科学家们相信，受制于射电望远镜的灵敏度，这只是冰山一角。由于发现脉冲星越来越困难，脉冲星计时阵、脉冲星导航等相关应用研究也进入瓶颈期。
“天眼”的灵敏度是此前最强的美国阿雷西博望远镜的2倍。科学家们预计，它能使人类发现的脉冲星增加1至2倍。这意味着“天眼”可提供大量新的研究样本，并有望发现更多暗弱、新型的脉冲星，以及发现更多守时精准的毫秒脉冲星，对脉冲星计时阵探测引力波做出贡献。
三、有望发现河外星系脉冲星
河外星系脉冲星是“天眼”有望取得突破的领域之一。目前，中国科学家已经开始扫描M31仙女星系。仙女星系距离地球254万光年，是距离银河系最近的大星系，在数十亿年后可能会与银河系相撞。
254万光年，比“天眼”已发现的脉冲星还要遥远上百倍。把望远镜瞄准这么遥远的距离是需要一点运气的，但这更体现了中国科学家在宇宙探索中敢为人先的勇气。一旦发现河外星系脉冲星，将大大推动星际间介质及暗物质晕结构的相关研究。
除了主要由恒星组成的星系，宇宙中还有很多气体星系是光学望远镜看不见的。“天眼”把人类的中性氢探测能力提高了10倍，有望发现更多气体星系，也有望发现新的星际分子。为此，中外科学家正联合研制一台迄今最先进的19波束馈源接收机，以拓展“天眼”的观测目标。
“天眼”未来将会很忙，因为国内外天文学乃至相关科学领军人才都会聚集到这里。在可以预期的10年到20年内，“天眼”不仅将保持世界一流望远镜的地位，也将成为人类天文发现的催化器和天文人才的集聚器。
