中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊   天文學是一門最古老的學科，伴隨著人類文明產生，而中國則是世界上天文學起步最早的國家之一。現(xiàn)代觀測天文學從伽利略發(fā)明天文望遠鏡算起，至今已經有?400?多年的歷史，天文學的每一次重大進展都離不開天文望遠鏡能力的飛躍式進步。

中國正處在新時代科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略機遇期，國家對科研的投入達到前所未有的高度。仰望星空離不開精密望遠鏡，近幾年一批大型天文望遠鏡在我國相繼建成，如興隆大天區(qū)面積多目標光纖光譜天文望遠鏡（LAMOST）、貴州?500?米口徑球面射電望遠鏡（FAST）、暗物質探測空間望遠鏡“悟空”、硬?X?射線調制望遠鏡“慧眼”，這些設備接近或達到國際一流水平。中國參加了世界上最大的天文大科學工程——平方公里陣列（Square Kilometre Array，SKA）射電望遠鏡的國際合作，其建成后將成為射電望遠鏡中的旗艦，樹立自然科學探索歷程中新的里程碑。現(xiàn)有的望遠鏡設備也都在升級更新，形成了從地基設備到空間衛(wèi)星（以及空間站）的觀測條件和從?X?射線、紫外線、光學、紅外到射電的全波段觀測能力，把天文學的研究推上了指數(shù)增長的大數(shù)據(jù)時代。目前的天文數(shù)據(jù)已經達到了?PB?量級，隨著觀測技術的進步和觀測設備的更新，很快將會進入到?EB?量級時代，天文大數(shù)據(jù)將深刻改變人類探索和認識自然的方式。

天文學研究已經步入大數(shù)據(jù)時代

從?20?世紀?60?年代以來，天文學不斷產生令人贊嘆的成果，天文學正書寫著人類自然科學發(fā)展的輝煌篇章。最精彩、最具突破性的天文發(fā)現(xiàn)越來越依賴于大型科研裝置的協(xié)同運行，越來越依賴于海量數(shù)據(jù)的分析和挖掘；同時，科學成果的透明度、多樣性、多學科之間的融會貫通使得人類的科技生活越來越豐富多彩。天文學真正進入了多波段、多信使時代，人們不僅能夠使用多個觀測設備同時探測同一天體，獲得幾乎整個電磁波譜的完整信息，而且還能夠使用電磁輻射之外的其他信源，比如中微子和引力波來研究宇宙天體。一個最具代表性的例子是?2017?年?8?月天文學家首次發(fā)現(xiàn)兩顆中子星的并合事例。地基激光引力波天文臺（LIGO）和?VIRGO?引力波探測器首先發(fā)現(xiàn)了中子星并合過程產生的時空漣漪，隨后最強大的太空望遠鏡和地面望遠鏡協(xié)同觀測并合后的后隨輻射，使得人們不僅增進了對引力波的認識，而且從觀測上證實了短伽馬暴、巨超新星等奇異天體，這讓我們對天文學協(xié)同研究的強大威力有了新的理解。

以觀測為基礎的天文學曾長期受到數(shù)據(jù)匱乏的困擾，進入?21?世紀信息時代，天文學已經發(fā)生了重大的革命性變化。天文觀測已經逐步進入大數(shù)據(jù)時代，當前科學研究方式和傳播方式也發(fā)生著深刻演變。舉個例子：超新星是宇宙中絢爛的煙花，我國有世界公認的關于超新星的最早天文記錄。超新星在天體物理研究中有重要的地位，2011?年的諾貝爾物理學獎授予?3?位天文學家，他們的貢獻是通過對超新星的觀測發(fā)現(xiàn)宇宙正在加速膨脹。超新星是非常稀有的事件，在?10?年前捕獲一顆超新星是相當困難的，因此每次觀測到一個超新星也必然引起全球望遠鏡的追逐競賽，大量研究不得不依賴于數(shù)值模擬和理論計算。而如今，光學巡天每年都能發(fā)現(xiàn)?1?000?多顆，超新星變得不再稀奇，深度有效地挖掘這些大型巡天積累的數(shù)據(jù)則有可能會產生更多新發(fā)現(xiàn)。隨著?SKA?等下一代超級望遠鏡帶來的天文觀測能力的極大提升，在當前仍屬于鳳毛麟角的奇異天體在?5—10?年后都將成為常客。統(tǒng)計學、信息科學與天文學密切結合，為天文學家提供數(shù)據(jù)分析工具，基于對宇宙大數(shù)據(jù)的收集、整理、分析探索宏觀宇宙的真理和天體的運行規(guī)律。