望遠鏡的歷史之七：在黑夜裡靜聽宇宙的聲音

20世紀物理學的發展宣稱可見光只是電磁波的一種，之前所有的努力都是在可見光波段，那麼是不是可能用電磁波來觀測宇宙呢？

1931年，美國貝爾實驗室里無線電工程師卡爾·央斯基在監測電話干擾信號時發現，有一種無線電干擾每隔23小時56分04秒就出現峰值，仔細分析後，他斷言：這是來自銀河系中射電輻射。

卡爾.央斯基

由此，卡爾.央斯基開創了用無線電波研究天體的新紀元。

1937年，美國人雷伯在自家後院建成了世界上第一台射電望遠鏡，1939年，雷伯接收到了來自銀河系中心的無線電波，並且根據觀測結果繪製了第一張射電天圖，射電天文學從此誕生。

和光學望遠鏡不同的是，射電望遠鏡已經不能叫望遠鏡了，因為我們的肉眼是看不到電磁波的，應該說「聽」比較合適，如果說光學顯微鏡使千里眼，那麼射電望遠鏡就是順風耳。

射電望遠鏡

二戰結束後，大量的大功率軍用雷達紛紛「軍轉民」，這極大地推動了射電望遠鏡的發展，和雷達不同的是，雷達需要主動發射電磁波，而射電望遠鏡只要被動的接收就行了。

1955年，英國建成了直徑76米的射電望遠鏡，隨後，世界各國都紛紛建造射電望遠鏡，宇宙發現的春天來了。

1964年，美國貝爾實驗室的工程師阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜架設了一台喇叭形狀的天線，用以接受「回聲」衛星的信號。為了檢測這台天線的噪音性能，他們將天線對準天空方向進行測量。他們發現，在波長為7.35cm的地方一直有一個各向同性的訊號存在，這個信號既沒有周期的變化，也沒有季節的變化，因而可以判定與地球的公轉和自轉無關。

1965年初，他們對天線進行了徹底檢查，發現天線上有一些鳥屎。他們清理了天線上的鳥屎。然而雜訊仍然存在，於是他們在《天體物理學報》上以《在4080兆赫上額外天線溫度的測量》為題發表論文正式宣布了這個發現。不久狄克、皮伯斯、勞爾和威爾金森在同一雜誌上以《宇宙黑體輻射》為標題發表了一篇論文，對這個發現給出了正確的解釋，這個額外的輻射就是宇宙微波背景輻射。

宇宙微波輻射背景

通過射電望遠鏡，我們找到了宇宙之初。

脈衝星、類星體、行星有機分子都通過射電望遠鏡發現了，通過射電望遠鏡我們逐步看到了更絢麗的宇宙。

在射電望遠鏡發展過程中，也遇到了口徑的問題，因為可見光的波長遠大於電磁波，射電望遠鏡需要的口徑更比光學顯微鏡大。

1962年，英國劍橋大學卡文迪許實驗室的馬丁·賴爾利用干涉的原理，發明了綜合孔徑射電望遠鏡，大大提高了射電望遠鏡的解析度。其基本原理是：用相隔兩地的兩架射電望遠鏡接收同一天體的無線電波，兩束波進行干涉，其等效解析度最高可以等同於一架口徑相當於兩地之間距離的單口徑射電望遠鏡。賴爾因為此項發明獲得1974年諾貝爾物理學獎。

這似乎解決了射電望遠鏡的口徑問題，但是綜合孔徑射電望遠鏡解析度不高，突破技術瓶頸後，人們還是傾心單口徑射電望遠鏡。

其中最大的當屬美國的直徑350米的固定球面射電望遠鏡阿雷西博。

阿雷西博望遠鏡

這個時候，我們祖國在做什麼呢？我們曾有最早的「小孔成像」的光學記錄，也有最早的《甘石星經》，在光學望遠鏡大賽中，我們已經被甩在了後面，現在，在射電望遠鏡比賽中，我們要不要奮起直追呢？

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！