无线电波是什么?它能让我们看到宇宙,还能解开很多的谜团(2)

2021-12-14 15:59     互联网

因为人类的眼睛只能看到可见光,所以我们必须建造特殊的望远镜来捕捉其余的“光谱”——然后把它们转换成我们能看到的图片和图形。

什么是无线电波?

光是由被称为“光子轻微”的微小粒子组成的,这种微小粒子被称为光子,它们以波的形式传播。

可见光中的光子具有中等的能量。 当光子有多一点的能量,它们就会变成紫外线,你看不到,但是它会让你晒伤。 如果能量超过这个值,光子就会变成 x 射线,直接穿过你的身体。 如果光子拥有更多的能量,它们就会变成伽马射线,当它们爆炸时,伽马射线就会从恒星中发射出来。

澳大利亚帕克斯射电望远镜

但是当光子的能量比可见光的光子少一点时,它们就被称为红外线。 你可以感觉到它们的热量。 最后,我们称能量最小的光子为“无线电波” 无线电波来自太空中的一些奇怪的地方——最冷最古老的地方,而拥有最多物质的恒星被塞进了一个狭小的空间。 无线电波告诉我们,如果我们只用眼睛或望远镜看到可见光子,我们甚至不会知道宇宙的某些部分存在。

波长和频率

射电天文学家利用这些射电光子来了解不可见的宇宙。 光子以波的形式传播,就像坐过山车一样,只是一遍又一遍地使用同样的两个轨道。 光子波的大小——波长是光子所经过的波长的大小。 告诉你它的能量。

下图显示了具有两种不同波长的波。 如果波是长的,它就没有多少能量; 如果波是短的,它就有很多能量。 无线电波没有多少能量,这意味着它们在长波长的大波中传播。 无线电波的直径可以达到几百英尺,也可以只有几厘米。

光子以波传播。 每个波的长度称为波长

天文学家还讨论了每秒有多少这样的波经过一个点——无线电波的“频率”——每秒经过一个点的光波的数量。 你可以通过想象一池水来思考频率。 如果你把一块石头扔进水里,水面上就会泛起涟漪。 如果你站在水里,浪会打到你的脚踝。 一秒钟内进入你体内的波的数量告诉你波的频率。 每秒一个波叫做赫兹。1赫兹,意思是一个波在一秒钟内经过一个点。 一兆赫意味着每秒有一百万个波经过。每秒一百万波就是1mhz。 如果波长很长,每秒击中你的波数就会减少,所以长波的频率就会变小。 无线电波的波长长,频率小。

无线电的先驱

第一个射电天文学家并非有意成为第一个射电天文学家。 1933年,一个名叫卡尔 · 詹斯基的人正在为贝尔实验室做一个项目,这个实验室位于新泽西州,以发明电话的亚历山大·格拉汉姆·贝尔命名。 那里的工程师们正在开发第一个可以跨越大西洋的电话系统。 当人们第一次尝试在这个系统上打电话时,他们在一天中的特定时间听到了嘶嘶声。

贝尔实验室认为噪音对生意不利,所以他们派卡尔 · 詹斯基去找出噪音的原因。 他很快注意到,这种嘶嘶声始于银河系中部升起的时候,终于落下的时候(天空中的一切都像太阳和月亮一样升起和落下)。 他发现来自银河系中心的无线电波扰乱了电话连接,导致了嘶嘶声。 他和他的手机探测到了来自太空的无线电波。 詹斯基打开了一个新的、看不见的宇宙。

你可以在下图中看到卡尔 · 詹斯基用来探测来自太空的无线电波的天线图片。

射电天文学的创始人卡尔·詹斯基和他所建造的天线

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