“天何(he)所沓？十二焉(yan)分？日月安屬(shu)？列星安陳？”——屈原《天問》
浩瀚星(xing)空，到底(di)有無邊際？茫(mang)茫(mang)宇宙，是(shi)否(fou)還(huan)有外星(xing)生命？
郭守敬望遠鏡（LAMOST）、“中(zhong)國(guo)天眼”（FAST）、高海拔宇(yu)宙(zhou)線觀(guan)測站“拉(la)索”（LHAASO），中(zhong)國(guo)三大“觀(guan)天重器”，聽到了(le)哪些宇(yu)宙(zhou)私語？
在2024年(nian)“科技跨年(nian)秀”——總(zong)臺(tai)“科晚”的舞(wu)臺(tai)上(shang)，特別呈(cheng)現(xian)了《科學之美》的演講和舞(wu)蹈(dao)。為(wei)了呈(cheng)現(xian)更多維度震撼人(ren)心的科學之美，總(zong)臺(tai)社教節目中心策劃(hua)推出(chu)總(zong)臺(tai)“科晚”延(yan)展品牌——“科學之美”。該(gai)片由(you)中國(guo)科學技術協會(hui)提供專業指(zhi)導。
《科學(xue)(xue)之美》（第一季(ji)）以五大自然奧(ao)秘為主題，邀請六位中國科學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)士(shi)：物(wu)(wu)理學(xue)(xue)家(jia)、北京大學(xue)(xue)原校長王恩(en)哥院(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)士(shi)，地衣真菌學(xue)(xue)家(jia)魏江春院(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)士(shi)，天(tian)文學(xue)(xue)家(jia)崔向群院(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)士(shi)，神(shen)經生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)家(jia)與生(sheng)物(wu)(wu)物(wu)(wu)理學(xue)(xue)家(jia)蒲慕明院(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)士(shi)，生(sheng)物(wu)(wu)影(ying)像(xiang)學(xue)(xue)家(jia)、海南(nan)大學(xue)(xue)校長駱(luo)清銘院(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)士(shi)，細胞(bao)生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)與生(sheng)物(wu)(wu)物(wu)(wu)理學(xue)(xue)家(jia)程(cheng)和平院(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)士(shi)，共(gong)同分享科學(xue)(xue)之美的(de)體悟。以超微觀攝影(ying)、科學(xue)(xue)實(shi)驗(yan)與野外考察紀實(shi)相結合的(de)方式，呈現純粹、極(ji)致、絢爛的(de)視覺(jue)奇觀。記錄科學(xue)(xue)與藝(yi)術的(de)共(gong)生(sheng)，吟唱智慧與感性的(de)交響。
早在鉆木取火的(de)(de)遠(yuan)古時代，銀河的(de)(de)浩瀚與壯(zhuang)美就激發了(le)人類(lei)的(de)(de)無限好奇。央視(shi)科教頻道（CCTV-10）周日（4月(yue)27日）晚21:20將(jiang)播出《科學之美》第三(san)集《問(wen)天》，天文學家、中(zhong)國科學院(yuan)崔向(xiang)群(qun)院(yuan)士為(wei)我們(men)解讀郭(guo)守敬望遠(yuan)鏡（LAMOST）、“中(zhong)國天眼”（FAST）、高海拔宇宙線觀(guan)測(ce)站“拉(la)索”（LHAASO），如(ru)何探索隱藏在星空背后的(de)(de)終(zhong)極答案。
郭守敬望遠鏡LAMOST：
宇宙天體的“基因測序官”
當繁星(xing)點亮夜空，河北省興隆縣(xian)的(de)群山之(zhi)巔， “星(xing)光(guang)捕(bu)手(shou)”LAMOST悄然蘇醒。鏡面背后，16臺(tai)光(guang)譜(pu)儀同步啟動， 4000根光(guang)纖(xian)精準列陣，逐一鎖定4000個(ge)目標(biao)天(tian)體(ti)，并將來(lai)自天(tian)體(ti)的(de)光(guang)線分(fen)解為不同波長的(de)光(guang)譜(pu)，通過32臺(tai)由(you)我國自主研(yan)發(fa)的(de)CCD相機記錄存檔。
△LAMOST打開瞬間
△美麗星空
LAMOST的(de)使命不是(shi)拍(pai)攝星(xing)空之美(mei)，而是(shi)解(jie)碼星(xing)光(guang)中(zhong)隱藏的(de)宇宙真(zhen)相。每顆(ke)星(xing)星(xing)發(fa)出的(de)光(guang)，都有(you)獨一(yi)無二的(de)光(guang)譜(pu)，這些(xie)光(guang)譜(pu)就像宇宙天(tian)體的(de)基因片段(duan)，記錄著(zhu)每個天(tian)體的(de)獨特(te)的(de)身(shen)份信息。
作為(wei)(wei)目前世(shi)界上口徑(jing)最大(da)的光(guang)譜巡天望遠(yuan)鏡(jing)，LAMOST正以每晚掃描數萬(wan)宇(yu)宙天體的速度(du)，為(wei)(wei)群星建立宇(yu)宙檔案(an)。
△郭守敬(jing)望(wang)遠鏡 LAMOST
LAMOST全稱為“大天區面積多目(mu)標光(guang)(guang)纖光(guang)(guang)譜(pu)天文望遠鏡”，以中國古代天文學家(jia)郭守敬的(de)(de)名字命名。自(zi)2012年9月啟動巡天計(ji)劃以來，LAMOST已觀測到超過(guo)2500萬條宇宙天體的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)。我們對宇宙中的(de)(de)星(xing)體了解得越多，就能為以后的(de)(de)宇宙探索(suo)提供更(geng)多的(de)(de)數據支持，讓人類向浩渺星(xing)空更(geng)近(jin)一步。
△中國科學院(yuan) 院(yuan)士(shi) 崔向群
天文學(xue)家(jia)、中(zhong)國科學(xue)院崔(cui)向群院士說(shuo)：“我們(men)研制望遠鏡，就是為(wei)了(le)觀測到越(yue)(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)(yue)暗、越(yue)(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)(yue)遙遠的天體。我們(men)在追求一個(ge)極限，讓人類認識到的宇宙越(yue)(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)(yue)接近(jin)于自然的真相(xiang)。”
“中國天眼”FAST：
聆聽宇宙的“心跳”
2021年，“中國天眼”FAST接(jie)收到的一(yi)串斷斷續(xu)續(xu)的無線電(dian)信(xin)號讓許多天文學(xue)家激動(dong)不已。這些來自(zi)外太空的神秘信(xin)號在47天內(nei)重復了(le)1652次，甚至有(you)人猜測是(shi)否來自(zi)外星生命。科學(xue)家們分析(xi)，這些信(xin)號來自(zi)30億光年外的遙遠太空。
FAST雖然(ran)叫“中國天眼”，但它的(de)任務不是(shi)看星光，而(er)是(shi)“聽(ting)”宇宙(zhou)。正如蝙蝠可以用(yong)自身發(fa)出的(de)超聲波辨別(bie)方向，FAST可以通過電磁波來獲(huo)取宇宙(zhou)信息(xi)。
△“中國天(tian)眼(yan)”FAST
“中(zhong)國天眼” FAST，全稱是(shi)“500米口徑(jing)球面射(she)電(dian)望(wang)遠鏡” 。作(zuo)為(wei)目前世界上最大的(de)射(she)電(dian)望(wang)遠鏡，FAST探測(ce)的(de)距離幾(ji)乎(hu)接近宇(yu)宙的(de)邊緣。
自2020年(nian)正式開放運行以來，FAST已發(fa)現超過1000顆脈沖星。這些宇(yu)宙(zhou)深(shen)處的“燈(deng)(deng)塔”，以特殊的脈沖和穩定的轉動頻(pin)率，為人類標注深(shen)空(kong)坐標。未來，當“燈(deng)(deng)塔坐標系”覆蓋更(geng)廣(guang)袤的星際空(kong)間(jian)，或(huo)將成為星際航(hang)行的“宇(yu)宙(zhou)GPS”，指引飛船穿越光年(nian)尺(chi)度的黑(hei)暗疆(jiang)域。
△“中國天眼”主動反射(she)面(mian)
為什么FAST能“聽(ting)”得(de)這么遠？答案藏在貴州群山環(huan)抱的(de)“大眼睛”中：FAST的(de)超級反射面(mian)(mian)(mian)，可從球面(mian)(mian)(mian)舒展為拋物面(mian)(mian)(mian)；六(liu)座百米(mi)鋼塔以(yi)10毫米(mi)的(de)精度鎖定深空信號(hao)，將數億光年外的(de)微弱信號(hao)匯聚到焦點。
△“中國天眼(yan)”FAST
高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）：
高原上神秘的“宇宙郵局”
△“拉索”全景
△夜晚的“拉索”
2022年10月9日21時20分50秒(miao)， 6萬多個伽(jia)馬光子被“拉索”記錄到，這是20億光年外一場恒星(xing)葬禮的(de)余暉。一顆(ke)質量(liang)超太陽20倍的(de)巨(ju)星(xing)，在耗(hao)盡核燃料后轟然(ran)坍縮，釋放(fang)出(chu)持續幾百秒(miao)的(de)“宇(yu)宙煙花”伽(jia)馬射線暴。
“拉(la)索”的(de)(de)探測(ce)器陣列上，搜(sou)集(ji)到了“宇宙(zhou)煙(yan)花”迸濺的(de)(de)瞬間。這是人類(lei)首次完整(zheng)記錄萬億電(dian)子伏(fu)特(te)伽馬(ma)射線暴從誕生到湮滅的(de)(de)“生命全周期”，由于此類(lei)事(shi)件千(qian)載(zai)難逢，“拉(la)索”的(de)(de)數據或將在(zai)未來百年內保持“宇宙(zhou)最佳觀測(ce)紀錄”。
△伽馬射(she)線暴到達地球模(mo)擬動畫
“拉(la)索(suo)”矗立在四川稻(dao)城4410米的高原上(shang)。它不是(shi)傳統(tong)意義(yi)上(shang)的望(wang)遠鏡，而是(shi)一座由(you)5216個(ge)電(dian)磁粒子探測(ce)器、1188個(ge)繆子探測(ce)器和18臺廣角切(qie)倫科夫望(wang)遠鏡共同(tong)組成的“宇(yu)宙郵(you)局”。它的使命是(shi)截獲宇(yu)宙中如同(tong)“時空信箋”的宇(yu)宙線。
△“拉索”切(qie)倫科(ke)夫望(wang)遠鏡工作
△“拉索”水(shui)切倫(lun)科夫(fu)探(tan)測(ce)器陣列
宇宙(zhou)線是深空(kong)的(de)(de)“雨滴”，是遙遠天體的(de)(de)“時光(guang)漂流(liu)瓶”，它們(men)攜帶著天體演(yan)化的(de)(de)密碼，以接近光(guang)速的(de)(de)速度叩擊(ji)地球。
△“拉索(suo)”電(dian)磁粒子(zi)探測器和繆子(zi)探測器
LAMOST用(yong)可見光書寫恒星傳記(ji)，FAST用(yong)無線電波聆聽深空私語，“拉索”則以伽(jia)馬(ma)射線追索宇宙(zhou)歷史。這些天文大裝置的每一次發現(xian)，都(dou)在(zai)試(shi)圖回答“我(wo)們從何(he)而來？宇宙(zhou)終于(yu)何(he)處？”
△“中國天眼”上方(fang)的天氣變(bian)化(hua)
△國外射電望遠鏡
大科(ke)學(xue)裝置帶(dai)來的科(ke)技(ji)進步及影響(xiang)很難用(yong)當下的短期成就來衡(heng)量。它的每一次重大突破都(dou)會在(zai)“不經意間”對整個基(ji)礎學(xue)科(ke)乃至人類文明的進程帶(dai)來巨大震撼和推動。
△宇宙星云模擬動畫
崔向(xiang)群院士也(ye)談到(dao)(dao)人類叩(kou)問天(tian)(tian)際、巡天(tian)(tian)觀測的(de)意(yi)(yi)義：“看到(dao)(dao)星空，所(suo)有(you)(you)人都會覺(jue)得人很渺小。就算你(ni)活100年，在宇宙(zhou)的(de)尺度上，也(ye)不過是一瞬間(jian)。所(suo)以我們要做點有(you)(you)意(yi)(yi)思(si)的(de)事情，這個有(you)(you)意(yi)(yi)思(si)的(de)事情讓你(ni)感覺(jue)到(dao)(dao)你(ni)沒有(you)(you)白活，對人類的(de)文明(ming)的(de)進(jin)步和發展(zhan)是有(you)(you)貢獻的(de)。”
△美麗星空
在138億歲的(de)宇宙面前，人(ren)(ren)類的(de)歷史猶如一瞬(shun)間(jian)，但正是這(zhe)瞬(shun)間(jian)的(de)存在，讓(rang)我們(men)得以用電(dian)磁波(bo)作筆，在時空幕布上書寫屬(shu)于人(ren)(ren)類的(de)注(zhu)解。
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《科學之美》第三集 《問天》 2025年(nian)4月27日(ri) 晚21:20
CCTV-10科教頻道 看(kan)中國天(tian)文大(da)科(ke)學裝置 以光(guang)年尺(chi)度 丈量宇宙最深邃的(de)奧秘(mi)
