望遠鏡與觀測天文學

電波望遠鏡

可見光只是電磁波譜中的一道窄縫。把波長拉伸到釐米或米的尺度,你就來到電波,宇宙以洪流般傾瀉它們——而它們能徑直穿過雲層、塵埃,甚至白晝。電波望遠鏡就是為收集這些長波、把它們化為電波天空影像而建造的儀器。

大多數電波望遠鏡形似巨大的金屬碟——彎曲的反射面,常達數十米寬,把射來的電波匯聚到焦點處的接收機上,正如鏡面匯聚光線。由於電波比光波長出數百萬倍,碟面必須巨大,才能捕獲足夠的信號,並依繞射極限分辨出任何細節。收集到的信號不是影像,而是微弱的電流,由電子設備放大、電腦轉換成跨越天空和電波頻率的亮度圖。

電波天文學揭開了一個隱藏的宇宙。電波通過 21 釐米譜線追蹤冰冷的氫氣,繪出銀河系的旋臂結構;它們揭示脈衝星、類星體、相對論性電子的同步輻射輝光,以及大霹靂微弱的餘暉。由於單個碟面在這些長波下解析度很差,電波天文學家通常把許多碟面聯成干涉儀,合成出寬如整個陣列的儀器的銳度——這正是 ALMA 和事件視界望遠鏡等設施背後的訣竅。

中國的 FAST 是世界上最大的單口徑電波望遠鏡,直徑 500 米,靈敏到能探測到數千光年外一顆暗弱脈衝星的低語。

捕捉比光長數百萬倍的波。

電波望遠鏡並不「聽」聲音——太空不傳聲。它們探測的是電磁電波,與光同屬一個家族,只是波長長得多;著名的「太空之聲」是把信號轉換成音頻供我們耳朵聽的。

又稱
radio dish射电天线電波天線无线电望远镜