科普：比大更大——全球那些巨型望遠鏡

來自：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/7/350378.shtm

        新華社北京７月４日電（記者黃堃）中國剛剛完成了５００米口徑球面射電望遠鏡（ＦＡＳＴ）的主體工程，它刷新了世界最大單口徑射電望遠鏡的紀錄。望遠鏡從誕生起就一直在向「比大更大」的方向發展，如今全球已有多個種類的巨型望遠鏡。

        一般認為伽利略發明瞭望遠鏡，當他把兩塊鏡片組成最原始的望遠鏡時，其口徑和今天家用的望遠鏡差不多，都是以釐米計算。望遠鏡的口徑越大，能收進的光就越多，在天文觀測中就越有利，因此光學望遠鏡越來越大。目前國際天文學界正合作在美國夏威夷建設一個口徑達３０米的光學望遠鏡，它將成為世界最大的光學望遠鏡。

        但與射電望遠鏡的規模相比，光學望遠鏡就是小巫見大巫了。射電望遠鏡收集的信號是來自宇宙空間的電磁波，可以探測到光學望遠鏡看不到的許多東西。上個世紀，天文學界借助射電望遠鏡發現了脈衝星、宇宙微波背景輻射等許多重大成果。由於射電望遠鏡所收集電磁波的波長往往較長，所以需要較大的尺寸，現在都要百米口徑才能在世界上排得上號。

        比如在德國波恩附近的埃費爾斯貝格射電望遠鏡口徑為１００米，而波多黎各的阿雷西沃射電望遠鏡口徑超過３００米。

        美國在西弗吉尼亞州也有一個口徑１００米的射電望遠鏡，有趣的是其名為「綠岸」。這可能會讓很多人想起科幻小說《三體》中的「紅岸」基地，小說中的「紅岸」基地不僅可接收宇宙電磁波，還能主動向外星人發射電磁波信號。在現實中，大部分射電望遠鏡都是被動接受電磁波信號，但也有少數可以主動發射信號，相當於一個大雷達。

        中國在貴州黔南州平塘縣大窩幽建設５００米口徑球面射電望遠鏡，最後一塊反射面單元３日成功吊裝，標誌著主體工程順利完工，預計今年９月全部竣工。它擁有３０個足球場大的接收面積，與德國波恩的１００米射電望遠鏡相比，靈敏度提高約１０倍。

        ５００米就是射電望遠鏡的規模極限了嗎？就單個望遠鏡而言要做得更大很難了，但科學家們還有一個方法，就是用大量射電望遠鏡組成一個陣列，它們可以分佈在遼闊的地理空間，對收集的信號進行綜合分析，就相當於有了一個超大的望遠鏡。

        目前，國際天文學界正在南非和澳大利亞建設這樣一個「平方公里陣列望遠鏡（ＳＫＡ）」。由名稱可知，它建成後單是收集信號的面積就可以達到一平方公里，加上分佈在從非洲到大洋洲的遼闊空間，其觀測能力將是現有其他設備無可比擬的。

        相信隨著３０米口徑光學望遠鏡、５００米口徑射電望遠鏡、平方公里陣列望遠鏡等巨型望遠鏡的陸續建成和投入使用，人類將會發現宇宙中更多的奧秘。