射电望远镜中的“巨无霸”

人类有史以来最大的天文学项目“平方公里级射电望远镜阵列”（SKA）正在筹建中，包括中国在内的20个国家、70多个机构的天文学家和工程师为此而忙碌着。下个月，关于SKA最终落户南非还是澳大利亚或新西兰这一悬念将彻底揭晓，这一未来“巨无霸”射电望远镜的命运备受瞩目。

约400年前，意大利科学家伽利略第一次将望远镜对准太空，观测到凹凸不平的月球表面并亲手绘制了第一幅月面图。人类用望远镜探索太空的序幕由此揭开。早期阶段，人们对于太空的研究主要依靠光学设备，直到1932年，美国贝尔实验室工程师卡尔·扬斯基偶然发现了来自银河系中心的电波，从此为人们打开了另一扇观测天体的窗口，射电望远镜应运而生。

射电望远镜由天线和接收系统两大部分组成，通过探测来自宇宙的射频信号，提供给人们一种与光学望远镜截然不同的视角，揭示那些可能被宇宙尘埃隐藏的区域。巨大的天线是其最显著的标志，天线的种类很多，其中最常见的是抛物面天线。这些天线可被看做是射电望远镜的眼睛，将微弱的宇宙无线电信号收集起来，然后通过一根特制的管子（波导）把收集到的信号传送到接收机中放大。接收系统将信号放大后，从噪音中分离出有用的信号，并传给后端的计算机记录下来。

作为世界上最大的射电望远镜，SKA将利用3000至4000个直径为15米的碟形天线组成，启动后将在太空形成覆盖面积约1平方公里的信息采集区阵列。其灵敏度将超出其他望远镜50倍，巡天速度将超出1万倍，而目标成本将达15亿欧元。根据项目组规划，SKA将于2016年开始初步建设，预计于2024年全面投入使用。届时，SKA收集的数据将由分散在世界各地的分析中心进行处理。

星系是如何演化的？宇宙中究竟有没有外星人存在？第一代恒星是怎样形成的？是什么催生出宇宙中的巨大磁场？是否存在暗物质、暗能量？这些困扰人类数百年之久的关于宇宙本质的未解之谜，将有望通过SKA项目获得答案。

通过测绘宇宙氢分布，SKA可以探查宇宙大爆炸后的宇宙膨胀，并协助确认暗能量的本质。通过创建三维的宇宙磁体测绘图，它还可被用来了解宇宙磁场是如何稳定星系、影响恒星和行星的构成、规范太阳和恒星的活动。SKA亦能观测到那些非常微弱的外星信号，并将探索宇宙中的复杂分子和生命的基本组成。

“SKA项目最终能探索出多少太空的奥妙，将超乎我们所有人的想象。”澳大利亚联邦科工组织SKA项目主任布赖恩·博伊尔表示，“SKA将为我们对宇宙的认识与理解带来革命性改变。”中国SKA项目专家彭勃说，SKA不仅将在科学上提供重大发现机遇,还将成为地球上的巨型科学景观，激发公众对这一重大天文设施的兴趣与寻秘之心。

人民日报