我国射电天文望远镜领先世界，FAST望远镜世界领先(2)

文学家伽利略发明了第一台光学望远镜，使人类得以突破自身生理局限（正常人在暗夜中瞳孔能够张开的最大口径，为七八毫米），大幅提高了人们在可见光波段的集光能力。目前，经过了300多年的技术发展，以哈勃空间望远镜为代表的顶尖仪器已经能够令我们观察到宇宙大爆炸后最早一批诞生的星系。如此不可思议的成就令人类引以为傲的同时，也证明了可见光天文学有其自身的极限，在未来难有前沿性的突破。

天文观测手段的第二、第三轮革新是有关联的，它们都源于19世纪麦克斯韦的经典电磁理论。当时，麦克斯韦敏锐地指出了光其实是一类波长范围极其狭窄的电磁波，在可见光之外，自然界或许还存在其他波长的电磁波。这样的预言仿佛开启了一扇通往巨大未知世界的窗户，人们迫切地想知道那些比红光波长更长，或者比紫光波长更短的“不可见光”的世界是什么样的。只是，要想突破十几亿年来的生物进化限制，去自由感受不同波长的世界谈何容易。

 

 

FAST天文望远镜施工阶段

 

地球上的生命选定波长0.4微米至0.7微米的电磁波作为可见光有其背后的原因，那就是我们的太阳。它最强的能量辐射段正好落于可见光的中心：黄光波段。在自然界中，唯有像恒星内部的核聚变那样的物理过程才可能产生可见光，因而在夜空中能被人们直接观察到的目标大都是恒星、星系，或者是被恒星光芒激发的星云等。然而，宇宙中的绝大部分地方显然都不具备恒星内部的物理环境，而是处在某种低温、空旷的亚真空状态。那里的亚真空比地球上最好的实验室能够制造的真空还要空。根据维恩定律，那是毫米波、厘米波，甚至米波的世界。射电天文学由此初露端倪。

 

 

FAST天文望远镜施工阶段

 

最早辨识出天文学的无线电波源完全是个意外。那是在20世纪30年代早期，美国贝尔公司的研究员卡尔·央斯基在使用巨大的定向天线研究短波噪声的分布时发现，当天线逐渐靠近银河方向时电磁干扰逐渐增大，并且在人马座方向达到极值。他还发现这种噪声干扰会随地球自转，于23小时56分钟（一个恒星日）内完成一轮周期性变化。他最终得出结论，认为这种始终存在的短波本底噪声应当是来自银河系的某种赫兹波。奇怪的是，他当时并没有在短波噪声里发现太阳的踪迹。