巴西東北部帕拉伊巴州烏魯布山脈間，直徑達(dá)40米的射電望遠(yuǎn)鏡主體結(jié)構(gòu)面向深空，等待接收來自宇宙深處的微弱無線電信號。這臺望遠(yuǎn)鏡是中國與巴西等國聯(lián)合打造的捕捉宇宙中重子聲學(xué)振蕩信號射電望遠(yuǎn)鏡(BINGO)，為中巴在高端科技領(lǐng)域深化務(wù)實合作搭建起新的平臺。

從科學(xué)目標(biāo)設(shè)計到主體結(jié)構(gòu)制造，從理論模型到數(shù)據(jù)算法，從青年互訪到人才培養(yǎng)，中巴科研人員在一次次討論、測試、論證、調(diào)試中并肩前行，借助這只望向宇宙深處的“巨眼”，共同探尋宇宙膨脹的暗能量之謎。“這不僅是一臺用于探索宇宙的科學(xué)裝置，更是巴中科技合作不斷深化的生動體現(xiàn)。”巴西圣保羅大學(xué)物理學(xué)院教授、BINGO項目首席科學(xué)家埃爾西奧·阿卜達(dá)拉說。

“研究宇宙漫長演化中的結(jié)構(gòu)特征”

“BINGO的核心使命，就是通過接收來自宇宙深處的微弱無線電信號，研究宇宙漫長演化中的結(jié)構(gòu)特征。”阿卜達(dá)拉告訴記者。

如何理解BINGO的功用?這一切要從暗能量說起。中國科學(xué)院上海天文臺副研究員張佳駿表示，20世紀(jì)末，科學(xué)家通過觀測發(fā)現(xiàn)，宇宙膨脹并未像過去推測的那樣逐漸減速，反而正在加速，暗能量成為現(xiàn)代宇宙學(xué)中最重要也最神秘的問題之一。

暗能量看不見、摸不著，科學(xué)家只能通過它對宇宙整體膨脹產(chǎn)生的影響來間接探測。捕捉宇宙中重子聲學(xué)振蕩信號正是研究暗能量的重要方法之一。宇宙早期，物質(zhì)與輻射相互作用，在大尺度結(jié)構(gòu)中留下類似漣漪的印記，即“重子聲學(xué)振蕩”，也被稱為“標(biāo)準(zhǔn)尺”。隨著宇宙膨脹，“標(biāo)準(zhǔn)尺”被拉伸。于是，通過測量不同時期“標(biāo)準(zhǔn)尺”的變化，科學(xué)家便能推算宇宙膨脹歷史，進(jìn)而探究暗能量的性質(zhì)。

怎樣在浩瀚宇宙中讀準(zhǔn)這把“標(biāo)準(zhǔn)尺”?“BINGO首先是找宇宙里的氫原子。”張佳駿介紹，氫是宇宙中最豐富的元素，中性氫原子會發(fā)出一種波長約21厘米的譜線，它們在傳播過程中受到宇宙膨脹影響，波長會被逐漸拉長到25厘米、30厘米甚至更長。這些被“拉長”的信號，記錄著宇宙膨脹的歷史。通過測量不同方向、不同距離上中性氫信號的強弱變化，科學(xué)家可以“繪制”出宇宙中物質(zhì)分布的地圖，進(jìn)而分析宇宙結(jié)構(gòu)與演化。

張佳駿比喻說，利用中性氫信號觀測宇宙，就像在人聲鼎沸的體育場里聽清一根針落地，并精確判斷它的位置——正因如此，一臺望遠(yuǎn)鏡的觀測環(huán)境、接收系統(tǒng)、算法能力和工程精度，都會直接影響它能否“聽見”宇宙深處的微弱回響。作為射電天文和空間科學(xué)領(lǐng)域的重大國際合作項目，BINGO承載著中巴雙方乃至全球科學(xué)界探索暗能量之謎的希望。

阿卜達(dá)拉說，與傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡逐個鎖定星系的方式不同，BINGO有著獨特的創(chuàng)新設(shè)計，采用中性氫強度映射技術(shù)測量重子聲學(xué)振蕩，不需要逐個識別星系。“這種方式覆蓋范圍更廣、效率更高，也更適合研究宇宙的整體演化，成本還顯著低于大型射電干涉陣列望遠(yuǎn)鏡。”在他看來，BINGO采用固定反射結(jié)構(gòu)和專門定制的接收系統(tǒng)，在科學(xué)前沿目標(biāo)與工程現(xiàn)實條件之間實現(xiàn)了良好平衡。

“大型科學(xué)項目的推進(jìn)離不開國際協(xié)作”

一項前沿科學(xué)構(gòu)想從圖紙走向?qū)嶋H，需要科學(xué)目標(biāo)、臺址選擇、工程制造、系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)處理等多環(huán)節(jié)緊密銜接。BINGO項目的推進(jìn)，是中巴雙方優(yōu)勢互補的結(jié)果。

BINGO臺址位于巴西東北部的帕拉伊巴州，周圍山脈形成天然屏障，有助于降低外界無線電噪聲干擾，為探測微弱宇宙信號提供良好環(huán)境。巴方長期參與項目科學(xué)目標(biāo)設(shè)定和現(xiàn)場建設(shè)組織，推動這項大科學(xué)裝置在巴西落地。

上海交通大學(xué)、揚州大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院上海天文臺、中國電科網(wǎng)絡(luò)通信研究院等多家單位組成交叉學(xué)科團隊，深度參與BINGO項目設(shè)計與研究，在理論模型、數(shù)據(jù)算法、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程制造等方面發(fā)揮重要作用。

工程制造考驗著中巴雙方的協(xié)同能力。BINGO主反射體口徑40米，副反射體口徑36米。若按常規(guī)方式制造面板，僅模具成本就十分高昂。為控制造價并保障精度，項目團隊反復(fù)溝通、推敲，歷時數(shù)月找到較優(yōu)方案：主反射面由20種尺寸、528塊面板組成，副反射面由33種尺寸、708塊面板組成。支撐這些反射面板的，是由數(shù)千根鋼管和大量螺栓球構(gòu)成的復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)。為降低安裝難度，中國工程團隊不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式，減少鋼管種類，并在每根鋼管上標(biāo)印編號，使現(xiàn)場組裝更加清晰有序。

“巴方主導(dǎo)科學(xué)目標(biāo)與設(shè)計，中方則在工程制造和技術(shù)實現(xiàn)上發(fā)揮突出優(yōu)勢，這樣的分工既自然又高效。”阿卜達(dá)拉用“互信”與“互補”概括巴中合作的精髓。“大型科學(xué)項目的推進(jìn)離不開國際協(xié)作，巴中兩國優(yōu)勢互補，才讓這一前沿科學(xué)構(gòu)想一步步落地。”

互補還體現(xiàn)在BINGO與“中國天眼”——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)的協(xié)同上。據(jù)介紹，F(xiàn)AST主要觀測天區(qū)集中在北半球，BINGO觀測天區(qū)主要位于南半球，視場更大。張佳駿形容，F(xiàn)AST像“細(xì)致入微的全能超級探針”，BINGO像“專職的全局掃描機器”，“兩邊配合起來的話，就可以對宇宙研究得又廣又精”。

目前，BINGO項目已進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)安裝和后續(xù)調(diào)試的關(guān)鍵階段。接下來，項目將陸續(xù)推進(jìn)接收器安裝與標(biāo)定、電子系統(tǒng)整體集成、穩(wěn)定性測試等關(guān)鍵工作，隨后進(jìn)入科學(xué)調(diào)試階段。“這是項目從‘建起來’到‘用起來’的重要一步。”阿卜達(dá)拉說，只有經(jīng)過嚴(yán)格調(diào)試，才能確保未來獲取的數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠。

“為全球科技合作貢獻(xiàn)發(fā)展中國家的智慧”

張佳駿還記得，2025年底剛到BINGO臺址時，施工現(xiàn)場紅土飛揚，他的褲子上總是沾滿紅泥，筆記本上也蒙了一層薄薄的紅土。“那一刻，仰望星空的夢想和腳踏實地的工作終于有了現(xiàn)實的連接。”他感慨說，“這些塵土之上是望遠(yuǎn)鏡的地基，將托舉著我們向宇宙發(fā)出‘天問’。”

在中國科研人員赴巴西參與建設(shè)的同時，巴西學(xué)者、學(xué)生也來到中國工作。“很多巴西學(xué)生在項目中成長起來，為巴西未來參與更多國際大科學(xué)工程打下堅實基礎(chǔ)。”阿卜達(dá)拉說，2024年起，巴西青年科研團隊來到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)開展科學(xué)研究，同時學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)，并嘗試將其應(yīng)用到BINGO項目中。

亞歷山德羅·馬林就是其中一員。在攻讀博士期間，馬林同另一位巴西學(xué)者完成BINGO光學(xué)設(shè)計的理論分析和模擬，后又同中國工程師對接，圍繞光學(xué)系統(tǒng)制造方案開展建模與論證。馬林說，申請博士后時，他選擇了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)。中國科研人員的專業(yè)精神、嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度與長期合作中建立的信任，是他做出這一選擇的重要原因。

如今，馬林正參與指導(dǎo)和協(xié)助巴中學(xué)生開展射電數(shù)據(jù)處理、望遠(yuǎn)鏡技術(shù)和信號處理軟件優(yōu)化等研究，并推動有潛力的巴西學(xué)生到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)交流。

目前，BINGO團隊已與FAST、“天籟計劃”等重要國際科研團隊及射電望遠(yuǎn)鏡設(shè)施簽署合作諒解備忘錄，未來將在數(shù)據(jù)共享、科學(xué)研究和人才培養(yǎng)等方面持續(xù)推進(jìn)合作。

“BINGO的實踐充分證明，各國可以在平等互利的基礎(chǔ)上開展高水平科技合作。”阿卜達(dá)拉說，巴中雙方在天文觀測、數(shù)據(jù)處理、人工智能和空間技術(shù)等領(lǐng)域合作空間廣闊。“科研、技術(shù)創(chuàng)新、人才培養(yǎng)”相輔相成的合作模式不僅為兩國帶來長期收益，更提升了全球南方國家在國際大型科研項目中的整體影響力，“為全球科技合作貢獻(xiàn)發(fā)展中國家的智慧”。