射電望遠鏡的前世今生

　　天文望遠鏡的發展經歷了從小口徑到大口徑，從短到長放大鏡的演變。現在來看，天文望遠鏡的發展主要集中在兩個方向，一個是“上天”，一個是“占地”。由於地球大氣的影響，大部分短波長的紫外線和X射線都無法觀測，所以就只能利用航天技術將望遠鏡送到外太空，其中開普勒望遠鏡、哈勃空間望遠鏡都是此類。所謂“占地”指的是地面望遠鏡，比如我國目前正在建設中的射電望遠鏡FAST。

　　射電望遠鏡作為天文望遠鏡的一種，其發展過程同樣代表了人類探索宇宙的進步。直到1873年顯微鏡，麥克斯韋的著作《電磁理論》問世，系統全面地闡述了電磁場理論，人們才恍然大悟：原來光也是一種電磁波，並且在長長的電磁波譜上，可見光只占極小一部分。

　　進入20世紀，科學家在測量地球電離層的高度時發現：波望遠鏡長短於60米的電磁波在穿過電離層時，幾乎全部一去不回頭。這一現像讓研究者們腦洞大開：既然波長短於60米的電磁波能從地球毫無遮擋地衝向宇宙，反過來，來自宇宙的類似電磁波或許也能穿過大氣層抵達地球。

　　就這樣，人類觀測宇宙無線電的大幕就此拉開。1931年，美國貝爾實驗室用天線陣接收到了來自銀河系中心的無線電波。從此，射電天文學正式誕生了。此後數十年，脈衝星、類星體、宇宙微波背景輻射和星際有機分子相繼“浮出水面”。

　　誕生80多年來，射電望遠鏡本身也經歷了迅速的發展。1955年，英國在曼徹斯特的焦德雷爾班克觀測站建成可轉動的口徑76米的洛弗爾射電望遠鏡。1972年，當時世界最大的全向轉動射電望遠鏡德國波恩望遠鏡建成，拋物面天線直徑達100米。

　　1963年，阿雷西博射電望遠鏡在中美洲波多黎各島上建成，初建口徑305米(後擴建為350米)，目前已超齡服役的阿雷西博仍是世天文望遠鏡界上已落成的最大單面口徑射電望遠鏡。

　　1974年，為慶祝改造完成，阿雷西博望遠鏡向距離地球2。5萬光年的球金相顯微鏡狀星團M13發送了一串由1679個二進制數字組成的信號，稱為阿雷西博信息。在圖案的最下方還附注著人類接收和發送無線信號的“太陽灶”圖像。

　　目前，除了中國在建的“天眼”FAST工程，在兩年之後全稱為“平方公裡陣列射電望遠鏡”的SKA項目也將會開工。畢業於北京大學天文學系，現在澳大利亞聯邦科學與工業研究組織天文與空間科學研究所(CASS)進行博士後研究的青年天文學者代實，正是SKA項目的成員。

　　據他介紹，SKA將由建造在澳大利亞和南非的數千個較小的天線組成，約2030年投入使用，有望成為人類有史以來最大的望遠鏡。