无线电天文学的诞生科学档案

  撰文|陈娉莹  责编|莫尼  1933年的今天,《纽约时报》以头版报道了一个新发现,引起广泛的注意。 后来人们正是根据这个发现,设计了能够观察星体无线电波的射电望远镜。 因此,这一发现也标志了无线电天文学的诞生。

  这个发现源自于当时贝尔实验室的一位工程师,卡尔·央斯基(KarlGutheJansky)。

为了查出干扰通讯的背景杂音来源,他亲自设计建造了的一具专门接收电波的巨大天线。

与其他无线电天线不同的是,这具天线被安装在圆形的转盘上,可以自由旋转,因此可以精确地定位出越洋无线电话通讯中,那些杂音信号的方向。   在随后两年的精确探测中,央斯基无意中发现,纸带记录器记下的信号中有一组持续但来源不明的重复信号。 这个信号每天都有一个峰值,因此起初,央斯基怀疑太阳是干扰的来源。 然而后续的分析中央斯基却发现,这个信号的周期并不是准确的24小时,而是23小时56分,且位置离太阳越来越远。 经过分析,与星图的对比,央斯基确定了这个无线电背景干扰来自银河中央,位于人马座方向。   这个发现引起了学界巨大轰动。

虽然人们之前根据麦克斯韦方程组知道,光本身也是一种电磁波,但之前从未有人想过星体自身也会发出这样可探测性的电磁波。   可是,当时处于美国的大萧条时期,人们温饱尚不能满足,科学的发展也自然慢了下来,央斯基也没能获得经费继续研究。   1937年,格罗特·雷伯(GroteReber)在央斯基发现的基础上,在自家后院设计建造了一架直径为米的抛物面碟形无线电望远镜。

两年后,他利用这台望远镜接收到了来自银河系中心的无线电波,并根据观测结果绘制了世界上第一张射电天图。 这些贡献也让雷伯成为了无线电天文学的先驱。   二战后,无线电天文学得到了巨大发展。

1946年,物理学家彭奇亚斯(ArnoAllanPenzias)和威尔逊(RobertWoodrowWilson)利用射电望远镜发现了宇宙中,大爆炸后产生的宇宙微波背景辐射,为大爆炸理论提供了有力的证据,两人也因这项天文学上的巨大成就获得1978年的诺贝尔物理学奖。

  1964年,天文学家赖尔(MartinRyle)和休伊什(AntonyHewish)根据物理学上的衍射原理,提出了射电干涉仪的概念,使人们可以通过多台射电望远镜的数据进行计算,得到更高的分辨率,绘制更高清的星图。 这个发现使射电望远镜的观测范围首次超过了光学望远镜,人们也因此获得灵感,建造出射电望远镜阵列,以增加观测的灵敏度,达到望远镜所不能达到的高度。

1974年,两人也因此获得诺贝尔物理学奖。

这是诺贝尔奖历史上首次颁发给天文学发现的物理学奖。

  1973年8月,为了纪念央斯基在无线电天文学上做出的巨大贡献,在国际天文学联合会第十五次大会上,射电天文小组委员会通过决议,决定使用“央斯基(Jansky)”作为天体射电流量密度的单位,简写作“央(Jy)”,并且纳入国际物理单位系统。   参考资料:  1.科科史上的今天  2.射电天文学-维基百科  3.射电望远镜-维基百科  4.马丁·赖尔-维基百科  《知识分子》是由饶毅、鲁白、谢宇三位学者创办的移动新媒体平台,致力于关注科学、人文、思想。

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