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全球那些巨型望远镜一直在向“比大更大”的方向发展

时间:2016年07月05日 信息来源:科技日报-中国科技网 点击: 【字体:

中国刚刚完成了500米口径球面射电望远镜(FAST)的主体工程,它刷新了世界最大单口径射电望远镜的纪录。望远镜从诞生起就一直在向“比大更大”的方向发展,如今全球已有多个种类的巨型望远镜。


一般认为伽利略发明了望远镜,当他把两块镜片组成最原始的望远镜时,其口径和今天家用的望远镜差不多,都是以厘米计算。望远镜的口径越大,能收进的光就越多,在天文观测中就越有利,因此光学望远镜越来越大。目前国际天文学界正合作在美国夏威夷建设一个口径达30米的光学望远镜,它将成为世界最大的光学望远镜。


但与射电望远镜的规模相比,光学望远镜就是小巫见大巫了。射电望远镜收集的信号是来自宇宙空间的电磁波,可以探测到光学望远镜看不到的许多东西。上个世纪,天文学界借助射电望远镜发现了脉冲星、宇宙微波背景辐射等许多重大成果。由于射电望远镜所收集电磁波的波长往往较长,所以需要较大的尺寸,现在都要百米口径才能在世界上排得上号。


比如在德国波恩附近的埃费尔斯贝格射电望远镜口径为100米,而波多黎各的阿雷西沃射电望远镜口径超过300米。


美国在西弗吉尼亚州也有一个口径100米的射电望远镜,有趣的是其名为“绿岸”。这可能会让很多人想起科幻小说《三体》中的“红岸”基地,小说中的“红岸”基地不仅可接收宇宙电磁波,还能主动向外星人发射电磁波信号。在现实中,大部分射电望远镜都是被动接受电磁波信号,但也有少数可以主动发射信号,相当于一个大雷达。


中国在贵州黔南州平塘县大窝凼建设500米口径球面射电望远镜,最后一块反射面单元3日成功吊装,标志着主体工程顺利完工,预计今年9月全部竣工。它拥有30个足球场大的接收面积,与德国波恩的100米射电望远镜相比,灵敏度提高约10倍。


500米就是射电望远镜的规模极限了吗?就单个望远镜而言要做得更大很难了,但科学家们还有一个方法,就是用大量射电望远镜组成一个阵列,它们可以分布在辽阔的地理空间,对收集的信号进行综合分析,就相当于有了一个超大的望远镜。


目前,国际天文学界正在南非和澳大利亚建设这样一个“平方公里阵列望远镜(SKA)”。由名称可知,它建成后单是收集信号的面积就可以达到一平方公里,加上分布在从非洲到大洋洲的辽阔空间,其观测能力将是现有其他设备无可比拟的。


相信随着30米口径光学望远镜、500米口径射电望远镜、平方公里阵列望远镜等巨型望远镜的陆续建成和投入使用,人类将会发现宇宙中更多的奥秘。


(作者:黄 堃)
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