人們只能想像格羅特·雷伯(Grote Reber)的鄰居在1937年,在他的院子裡豎起的業餘無線電愛好者在近10米寬的淺碗金屬上豎起,棲息在可調節的腳手架頂上,並以開放的金字塔hang吟著。他的鄰居幾乎不知道他們正在目睹一種新的觀察宇宙的誕生。
雷伯(Reber)正在建造世界上第一個專門的射電望遠鏡。與傳統的望遠鏡使用鏡頭或鏡子聚焦可見光不同,該設備使用金屬和電路收集星際無線電波,電磁輻射的低頻波紋。借助他的自製設備,雷伯(Reber)用無線電敏感的眼睛和拉開了射電天文學領域。
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西弗吉尼亞州綠色銀行天文台的現場主任卡倫·奧尼爾(Karen O'Neil)說:“射電天文學對我們對宇宙的理解至關重要。” “如果我們想了解宇宙,我們確實需要確保我們在宇宙上擁有盡可能多的不同類型的眼睛。”
當天文學家談論來自太空的無線電波時,他們並不是(一定)指的是外星人廣播。通常,他們對當分子改變旋轉時可能出現的低能光感興趣,例如,當電子在磁場內旋轉時。第一次調到星際無線電波,類似於伽利略在幾個世紀之前在星星上指向一個改良的間諜活動 - 我們可以看到天空中的事物我們從未見過。
如今,射電天文學已成為全球企業。超過100多個射電望遠鏡 - 從蜘蛛天線低調到地面到跨越數百米的雷伯的菜餚的超大版本。這些在天空上的眼睛改變了遊戲,以至於他們一直處於不少於諾貝爾獎的中心。
對於偶然開始的領域來說還不錯。
在1930年代初期,貝爾電話實驗室的一名工程師卡爾·詹斯基(Karl Jansky)正在跟踪干擾無線通信的無線電波源。他偶然發現來自射手座星座的某個地方,沿著銀河系中心的方向。

“基本發現,星際空間中有無線電輻射混淆了理論,”也是綠色銀行的天文學家傑伊·洛克曼(Jay Lockman)說。 “沒有已知的方法。”
貝爾實驗室將Jansky轉移到其他更塵世的追求中。但是Reber是廣播電台的粉絲,他讀了有關Jansky的發現,並想了解更多。以前沒有人建造過射電望遠鏡,所以雷伯(Reber)自己弄清楚了,將他的設計基於用於將可見光聚焦在光學範圍中的原理。他改善了Jansky的天線,這是一堆被旋轉的木質棧橋固定的金屬管 - 並製作了一種拋物線金屬菜餚,以將傳入的無線電波聚焦到一個點,放大器增強了微弱的信號。整個裝置都坐在一個傾斜的木基座上,使他通過上下擺動望遠鏡來掃描天空。如今,與世界各地的射電望遠鏡一起使用相同的基本設計。
近十年來,雷伯在很大程度上是一個人。在戰爭之後,該領域才蓬勃發展,一批科學家充滿了設計雷達系統的新無線電專業知識。從那以後,人們一直感到驚訝。

“發現星際分子,這是很大的,” Socorro的新墨西哥理工學院的天文學家麗莎·楊(Lisa Young)說。射電望遠鏡非常適合凝視分子居住的密集雲並在失去旋轉能時傳感輻射發出。如今,確定的星際分子的清單包括許多複雜的有機物,包括一些被認為是人生的前體。
射電望遠鏡還啟用了以前無法想像的對象。類星體,由龐然大物黑洞提供動力的偏遠星系的巨大岩心,首先出現在1950年代後期的詳細無線電圖中。超高旋轉恆星的孔子脈衝星(Pulsars)在1967年使自己聞名,當時Jocelyn Bell Burnell注意到,她幫助建造的無線電天線陣列正在發出穩定的嗶嗶聲……嗶嗶聲……每1.3秒發出每1.3秒的嗶嗶聲。 (1974年諾貝爾物理學獎授予這一發現 - 她的顧問得到認可。她獲得了基本物理學的特別突破獎)
洛克曼說,脈衝星“不僅因為自己成為一個發現很有趣,”洛克曼說。它們“現在被用來對一般相對論進行測試並檢測引力波。”那是因為當脈衝星的超腦電台節拍到達地球時,任何輕推脈衝星的東西(例如,在時空中的傳球漣漪)都會改變。在1990年代初,從一個脈衝星的這種時機變化導致第一個確認在太陽係以外發現的行星。
最近,簡短的無線電爆炸主要來自其他星系引起了天文學家的注意。這些“快速無線電爆發”的原因是在2007年發現的。但是它們已經是對星系之間物質的有用探針。這些爆發的光編碼在到達地球時遇到的原子的特徵,使天文學家可以追踪他們認為應該在宇宙中出來的很多事情但還沒有找到。加利福尼亞大學伯克利分校的天文學家丹·沃爾西默(Dan Werthimer)說:“那是使我們能夠權衡宇宙並了解缺失物質在哪裡的事情。”
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這是一個無線電天線,1964年給予當時fledling大爆炸理論的最大推動力。貝爾實驗室的工程師Arno Penzias和Robert Wilson在房屋大小的,類似角的天線中被持續的嘶嘶聲所困擾,他們重新使用了射電天文學。罪魁禍首是輻射滲透到整個空間,從宇宙比今天更熱得多且濃密的時代留下。這種“宇宙微波背景”以最強的頻率相對較高的頻率命名,仍然是天文學家進入早期宇宙的最清晰的窗口。
射電望遠鏡還有另一個超級大國。在各大洲之間連接在一起的多個無線電菜餚可以充當一個巨大的天文台,並且能夠比單獨起作用的任何菜餚都能看到細節要好得多。建立像行星一樣寬的無線電(事件範圍望遠鏡)導致黑洞的第一張照片。

揚說:“並不是有人需要證明[黑洞]的存在,但是實際上能夠看到它是如此出色。”
發現列表繼續:早期宇宙的星系完全籠罩著灰塵,因此沒有星光無線電圖像中仍然發光。環繞年輕星星的氣和塵埃的戒指正在提供關於星球形成的詳細信息。我們的太陽系中的小行星和行星上的英特爾可以收集通過彈跳無線電波從其表面上。
而且,當然還有尋找外星智能,或seti。 “廣播可能是我們最有可能回答這個問題的地方:'我們一個人嗎?'” Werthimer說。

這種情緒可以追溯到一個多世紀。 1899年,發明家尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)撿起了他認為來自另一個星球上的人們的廣播信號。在1924年8月,在36小時內,美國訂購了所有無線電發射機,每小時五分鐘保持沉默,以聆聽火星的傳輸,因為地球將紅色的星球綁在相對較近的距離上。 1960年,天文學家弗蘭克·德雷克(Frank Drake)將綠色銀行的原始射電望遠鏡指向塔·塞蒂(Tau Ceti)和埃普西隆·埃里達尼(Epsilon Eridani),以防萬一有人在廣播時,該領域的開球更加正式。
儘管Seti的起伏,但“有一種文藝復興時期,” Werthimer說。 “有很多新的年輕人進入SETI……還有新的錢。” 2015年,企業家尤里·米爾納(Yuri Milner)保證在10年內承諾1億美元尋找我們宇宙的其他居民。
雖然2020年巨型Arecibo天文台的崩潰- 在305米處,它是其一生中大部分時間最大的單盤射電望遠鏡 - 悲劇性和出乎意料的是,射電天文學家正在製作新的設施。平方公里陣列這將在2020年代後期完成澳大利亞和南非的小型廣播菜餚和天線,將探測宇宙擴張的加速,尋找生命的跡象並探索宇宙黎明的條件。 Werthimer說:“我們將看到宇宙中第一個結構的簽名,形成了第一個星系和星星。”

但是,如果射電天文學的歷史是任何指南,那麼最引人注目的發現將是沒人想到的事情。 Werthimer指出,關於該領域的太多標誌著。即使是射門天文學作為一個領域,也偶然地開始了。他說:“如果您只是建造一些以前看過的地方,那麼您會發現有趣的發現。”