Радіохвилі не можна побачити неозброєним оком. Ви навіть не можете їх відчути. Але вони всюди, несучи шепіт із найдальших куточків всесвіту. Щоб зловити їх, вам знадобляться вуха набагато більше за наші.
Тут на сцену виходить радіотелескоп. Це не телескоп у традиційному розумінні. Тут немає скляних лінз. Немає дзеркал, які відбивають та фокусують світло зірок. Натомість це гігантська невидима вирва. Поєднання великої антени та високочутливого приймача призначене для уловлювання сигналів, які більшість пристроїв повністю пропускає.
Основна анатомія проста. Вам потрібна тарілка. Або серія тарілок. Вам також потрібний радіометр. Це модне слово позначення приймача, який може перетворювати слабкий електромагнітний шум на дані, які вчені можуть фактично прочитати. Ось і все. Два компоненти. Але змусити їх працювати разом у масштабах, необхідних астрономії, — це кошмар інженера.
Чому він такий великий? Бо всесвіт голосно мовчить. Радіоджерела, що вивчаються нами, були дуже слабкими. Вони пройшли шлях у світлові роки, втрачаючи енергію дорогою. Потрібен мегафон, щоб почути крики з іншого континенту. Тому ці антени величезні. Приймач повинен бути досить чутливим, щоб виявляти теплові коливання атомів, не гублячись у шумі.
Історія наочно демонструє цей процес. Перша велика повністю поворотна радіотелескопічна установка була побудована в 1957 в Джодрелл-Бенк в Англії. Це змінило все. Несподівано ми більше не просто вказуємо на одну точку. Ми можемо відстежувати рухомі об’єкти. Ми можемо сканувати небо.
Ця технологія продовжує розвиватись.
В даний час титул найбільшої повністю поворотної антени належить Національній радіоастрономічній обсерваторії у Грін-Бенку, Західна Вірджинія. Це позаосьова антена розміром 360 на 330 футів. Це 110 на 100 метрів. Це дуже. Вона рухається.
Але якщо ви запитаєте мене, яка одиночна тарілка найбільша, відповідь буде однозначною. Обсерваторія Аресібо у Пуерто-Ріко тримає рекорд сферичного рефлектора діаметром 1000 футів. Вона не поверталася. Розташована в природній вирві, вона вловлює все, що проходить над головою. Це було інженерне диво, доки вона не обрушилася. Однак дані, які вона зібрала, як і раніше, важливі для розуміння нашого місця в Чумацькому Шляху.
Далі постає питання потужності. Розмір – не все. Роздільна здатність – це валюта астрономії. Чи можете ви розрізнити дві зірки, які знаходяться так близько одна до одної? Чи це просто розмита пляма?
Для цього нам потрібен Дуже Великий Масив (VLA) у Нью-Мексико. Це не одна тарілка. У ньому 27 параболічних антен. Їх можна перебудовувати на рейках чи розподіляти великі відстані. Разом вони працюють як телескоп з кутовою роздільною здатністю, еквівалентною роздільній здатності тарілки шириною 22 милі. Це 35 км базової лінії.
Так ми складаємо карту Чумацького Шляху. Як ми знаходимо пульсари, що цокають у пітьмі? Як ми слухаємо послідування Великого вибуху?
Ви не можете побачити всесвіт за допомогою радіотелескопу. Ви можете її почути. Слухати цікавіше, ніж дивитись.
