【书 名】中国SKA科学报告
【作 者】武向平 著
【出版者】科学出版社
【索书号】P111.44/1321
【阅览室】自然科学阅览室
内容简介
国际大科学工程——平方公里阵列（Square Kilometre Array,SKA）是人类有史以来建造的较大射电天文望远镜，将开辟人类认识宇宙的又一新纪元。SKA集传统射电天文干涉技术和现代相控雷达技术为一体，体现诸多当代科学技术的新和较高成就。SKA将由世界诸多国家科学与技术人员共同参与和协作建造、共同运行和管理维护，是超出国界的全球大科学装置，是人类在21世纪创造的又一个奇迹。作为中国的SKA科学报告，《中国SKA科学报告》首先介绍了SKA的科学目标、技术指标和管理模式，随后介绍了中国参与SKA的背景、现状和必要性，最后重点阐述了中国SKA科学目标、突破方向、实施方案和技术路线。
前 言
在宏伟科学目标的驱动下即将实施的 SKA 是人类有史以来建造的最大射电天文望远镜，将开辟人类认识审的又一新红元。SKA.集传统射电天文于洗技术和现代相控雷达技术为一体，体现诸多当代科学技术的最新和最高成就。SKA 将把信息、通信和技术（简称ICT）运用至极值，并推动全球制造、通信、计算、能源等一系列产业的迅速发展。SKA 将由世界诸多国家科学与技术人员共同参与和协作建造、共同运行和管理维护，将是超越国界的全球大科学装置，是人类在 21世纪创造的又一个奇迹。
SKA 作为下一代的射电望远镜，将以巨大的接收面积获得极高的灵敏度，将以千公里的基线获得极高的空间分辨率，将以纳秒级的采样获得精细的时间结构，将以10Pbit.s-1的速率产生超越全球互联网总量的数据。大视场、多波束、高动态、高分辨、大数据等一系列新概念催生的 SKA，将颠覆射电天文学的传统研究手段，给天文学研究带来革命性的理念。
大科学装置孕育重大的科学发现。SKA 将揭示宇宙中诞生的第一代天体.重现宇宙从黑暗走向光明的历史进程；SKA将以宇宙中最丰富的元素氢为信使，绘制最大的宇宙三维结构图；SKA 将检验暗物质和暗能量的基本属性，有助于驱散笼罩在 21世纪自然科学上空的两朵乌云；SKA 将发现银河系几乎所有的脉冲星，并有望发现第一个黑洞-脉冲星对，对引力理论做精确的检验；SKA 将对数百颗毫秒脉冲星精准测时，发现来自超大质量型洞的引力波;SKA 将重建宇宙磁场的结构，探知宇宙磁场的源头；SKA 将揭开原始生命的摇篮，并寻找茫茫宇宙深处的知音；SKA 也将探知未知的宇宙，带来全新的发现。其中任何一个问题的突破，都将带来自然科学的重大革命。
作为 SKA 大家庭的一员，中国 SKA 科学团队将在秉承国际合作开展大科学研究的前提下，努力开拓前沿科学领域，追求卓越科学目标。经广泛征询、充分论证和顶层设计，确立了中国 SKA清晰的科学目标和发展路线图：在 SKA1 实施阶段，确保两个优先突破领域和若干具有特色的研究方向—概括为“2+1”推进战略。此发展战略与国际 SKAl遴选的优先科学目标高度契合，我们需要在国际合作和竞争的复杂背景下，精心组织，集中优势，确保中国 SKA的科学收益和利益最大化。
优先突破领域之一：中国 SKA科学团队将继承十多年从事低频射由探索“宇审第一缕曙光”的经验，利用 SKA1 低频射电阵列1000h 的定点观测数据，直接抓捕宇宙第一代天体再电离的身影，再现学审的黎明。中国 SKA科学团队同时参加大天区的低频巡天，光汇聚来自字宙早期的微弱中件氢信号，从统计上揭示宇宙再电离时期的字宙整体结构特性。
优先突破领域之二：中国 SKA科学团队将积极参与脉冲星的搜寻，并致力于发现毫秒脉冲星、脉冲星脉冲星系统、脉冲星-黑洞系统等具有特别重要科学价值的事例以用干检验引力理论。中国 SKA 科学团队将长期参加并力图主导脉冲星阵列的测时工作，逐步成为发现超大质量黑洞并合引力波辐射的主要贡献者。
若干具有特色的研究方向：①中国 SKA 科学团队将充分利用 SKA 极高灵敏度和大面积巡天的优势，开展中性氢 21cm 宇宙学研究，揭示从黑洞、星系动力学直至宇宙大尺度结构的性质，检验暗物质和暗能量的特性；②中国 SKA 科学团队将利用 SKA 快速巡天和极高时间分辨率的优势，探究暂现源（如快速射电暴、伽马暴、引力波源、黑洞》的物理本质，揭示宇宙极端天体的秘密；③中国 SKA 科学团队将绘制从星云到宇宙大尺度的磁场结构，追溯字宙各层次的磁场起源。
围绕核心科学目标的实施，中国 SKA科学团队的研究内容将由十一个科学研究方向构成。由中国科学院牵头;联合高校和各研究院所，在多年建设和运行 SKA 探路者设备积淀的基础上，广泛开展深入和实质性的国际合作，特别是与 SKA1两个台址国（澳大利亚和南非）和各 SKA 探路者联合体建立伙伴关系，在 SKA1全部建成之前的五年里，打下坚实的合作基础并掌握数据处理的关键技术。中国 SKA 科学团队将致力于推动和建设 SKA 区域中心，使中国成为未来 SKA的国际重要科学研究中心。
SKA 是迄今国际天文学领域建造的最庞大和最先进的设备，将承载射电天文学未来50 年的发展命脉，推动国际 ICT 的迅猛发展，产生多项重大原创科学发现，促进大科学研究的国际化进程。作为 SKA 主要成员国之一的中国，将以大国的风范和责任，以及对卓越科学目标势在必得的追求，在其中发挥越来越重要的主导作用， 获得主厚的利学回报。参加 SKA 是中国天文学发展的里程碑和长远的全球布局，中国 SKA 科学团队肩负时代重任，将迎难而上，不负使命，迎接挑战，在探索未知和神秘宇审中创造奇迹和辉煌!
