1、世界上最大的射电望远镜,协助寻找外星人? 2015年2月4日,我国的科学大工程500米直径、接收面积相当于30个足球场大小的射电天文望远镜(FAST),索网制造和安装工程已经顺利完成。这是目前世界上最大的射电望远镜。那么,射电望远镜到底是什么样的一种望远镜?未来,它能够为我们干什么? 什么是射电望远镜 两百多年前,人们认为从宇宙天体传来的唯一信息就是光。后来,英国的赫歇耳在测量太阳光谱时,发现在光谱的红端之外,也就是没有阳光的地方,温度竟然比有可见光的地方温度还高,赫歇耳把这种热线叫作“看不见的光线”,现在我们知道,它叫“红外线”。接着,人们又发现了看不见的“紫外线”。慢慢地,科学家逐渐意识到
2、,除了可见光,宇宙天体还向我们传来一种看不见的信息。等到麦克斯韦建立完整的电磁学理论后,人们才彻底清楚:原来可见光只是一种电磁波,而在长长的电磁波谱上,可见光只占据极小的一部分。 既然可见光能带来宇宙的信息,那么可见光之外的电磁波肯定也能。 1924年,科学家在测量地球电离层的高度时,发现一个奇怪的现象:凡是波长短于60米的电磁波穿过大气层的电离层时,全都一去不复返,没有反射回来。于是,人们认识到,既然波长短于60米的电磁波能从地球毫无遮挡地冲向宇宙,那么,从宇宙深处传来的,波长短于60米的电磁波同样也能穿过厚厚的大气层来到地球。这就是一个观察宇宙的无线电窗口。 1931年,美国贝尔实验室的央
3、斯基用天线阵接收到了来自银河系中心的无线电波。后来,美国人格罗特雷伯建造了一架口径9.5米的天线,并在1939年也接收到了来自银河系中心的无线电波,从此,射电天文学诞生了。 为什么口径越大越好 天文望远镜的分辨率跟望远镜的口径有关,在接收同样波长的电磁波时,望远镜的口径越大,分辨率就越高。这就是为什么射电望远镜越做越大。 1955年,英国在曼彻斯特的焦德雷尔班克观测站建成可转动的洛弗尔射电望远镜,它的直径为76米。 1972年,德国在距波恩市西南大约40千米的一个山谷中,建成了当时世界上最大的全向转动射电望远镜,其抛物面天线直径达100米。 1963年,美国在中美洲波多黎各岛上建成阿雷西博射电
4、望远镜。阿雷西博射电望远镜是固定在山谷当中的单口径球面天线,口径305米,这是目前世界上最大的单面口径射电望远镜,后扩建为350米。 而我国正在建的500米直径射电望远镜(简称FAST),建成后,将取代阿雷西博,成为世界上最大的射电望远镜。与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,FAST的灵敏度提高约10倍。如果天体在宇宙空间是均匀分布的,那么FAST可观测目标的数目将增加约30倍。与阿雷西博射电望远镜相比,FAST灵敏度提高2.25倍,综合性能提高约10倍。 FAST有何神通 2016年,FAST建成投入使用后,它将有能力把中性氢观测延伸至宇宙边缘,重现宇宙早期图像。宇宙中的中
5、性氢能发出波长大约为21厘米的电磁波,这种电磁波可以穿过星际云等巨大星际介质区域,而这些区域对于可见光来说是不透明的。 另外,FAST投入使用后,发现脉冲星的速度将大增,能在一年内发现数千颗脉冲星。 除了这些任务外,FAST还将参与空间飞行器的测控与通讯。这是射电望远镜的拿手好戏,比如英国建在曼彻斯特的76米射电望远镜,曾经在1957年跟踪苏联发射的第一颗人造地球卫星时发挥重要作用。 而澳大利亚在1961年建成的64米射电望远镜,曾协助远在月球的“阿波罗11号”宇宙飞船接收信号,于是,全球才能从电视上看到登月的直播画面。1970年,这台射电望远镜还帮助发生爆炸事故的“阿波罗13号”宇航员重返地球。第 3 页 共 3 页