以半个地球为代价建造一个巨大的射电望远镜,人类能否“望”穿宇宙?

作者&投稿:盛媚 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 在遥远的宇宙探索中,人类以半个地球的牺牲为代价,能否构建出一台足以“穿透”宇宙的射电望远镜?答案似乎遥不可及。射电望远镜,这个宇宙的近视者,其分辨率与光学望远镜相比,差距悬殊——低至2000万倍之多。

要清晰地看见地球的全貌,最大观察距离仅为110万公里,而看清太阳直径,需要的射电望远镜至少是3000万倍地球大小,相当于跨越4.5光年的距离。至于地球本身,看清直径则需要33亿倍地球大小的望远镜,这在宇宙尺度上简直是微不足道。



分辨率的高低,由瑞利判据和波长、孔径共同决定。天文观测中,口径越大,意味着精度越高。然而,即便是12742公里的地球大望远镜,也只能瞥见土星和天王星之间的空隙,对于宇宙的广阔,它显得如此渺小。



相比之下,射电望远镜的分辨率更低,因为其波长至少是可见光的2000倍以上。要与光学望远镜比肩,至少需要2000倍口径的升级。然而,射电望远镜的精度并非一成不变,它们在特定用途和电磁波需求下,可以达到惊人的2000万倍以上口径,比如在观测星云时,中国天眼FAST虽大,但角分辨度仅为人眼的四分之一。



甚长基线阵列(VLBA)技术的引入,如10公里阵列,能极大地提升精度,足以与光学望远镜匹敌。然而,即便是这样的技术,如在M87*黑洞的观察中,射电阵列的分辨率极其有限,仅能捕捉到黑洞视界的一小部分。要清晰地观测不同星体,射电望远镜的大小范围从地球直径(1光年外)扩展到太阳大小,甚至更大。



想象一下,如果要在天安门广场上看清细节,需要一台直径相当于5万光年的射电望远镜,而人类自身,需要4500万光年才能看清地球。至于直径仅为0.5毫米的笔芯,这需要900亿光年的视角,而观测宇宙边缘的精度,却只能达到微不足道的0.5毫米。



1毫米的波长,仅能让我们瞥见一只猫的轮廓,银河系级别的分辨率只能捕捉北京的轮廓,而宇宙级别的观测,可能只够看清一座小楼。氢原子波长下的观测,如同黑夜中的摸索,困难重重,干扰无处不在。



总结来说,尽管科技日新月异,但射电望远镜的局限性使得人类无法仅凭它们穿透整个宇宙,更不用说达到地球级的清晰度。在浩渺的宇宙面前,我们仍在探索,寻找那超越现有技术边界的可能性。




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