射电望远镜

地球大气对于不同波长电磁辐射的阻拦率。

位于澳大利亚新南威尔士州帕克斯天文台的64米口径射电望远镜。

位于美国新墨西哥州的综合孔径射电望远镜甚大天线阵（VLA）。

射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。射电望远镜的外形差别很大，有固定在地面的单一口径的球面射电望远镜，有能够全方位转动的类似卫星接收天线的射电望远镜，有射电望远镜阵列，还有金属杆制成的射电望远镜。

1931年，美国贝尔实验室的央斯基用天线阵接收到了来自银河系中心的无线电波。随后美国人格羅特·雷伯在自家的后院建造了一架口径9.5米的天线，并在1939年接收到了来自银河系中心的无线电波，并且根据观测结果绘制了第一张射电天图。射电天文学从此诞生。雷伯使用的那架天线是世界上第一架专门用于天文观测的射电望远镜。

20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现：脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子，被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。

天文望远镜的极限分辨率取决于望远镜的口径和观测所用的波长。口径越大，波长越短，分辨率越高。由于无线电波的波长要远远大于可见光的波长，因此射电望远镜的分辨本领远远低于相同口径的光学望远镜，而射电望远镜的天线又不能无限做大。这在射电天文学诞生的初期严重阻碍了射电望远镜的发展。

1962年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的马丁·赖尔（Ryle）利用干涉的原理，发明了综合孔径射电望远镜，大大提高了射电望远镜的分辨率。其基本原理是：用相隔两地的两架射电望远镜接收同一天体的无线电波，两束波进行干涉，其等效分辨率最高可以等同于一架口径相当于两地之间距离的单口径射电望远镜。赖尔因为此项发明获得1974年诺贝尔物理学奖。

干涉原理示意图

目前射电天文学领域已经广泛应用长基线的干涉技术，将遍布全球的射电望远镜综合起来，获得了等效口径相当于地球直径量级的射电望远镜。美国建设了VLBA，欧洲建设了EVN，二者组成了国际VLBI网。

目前世界上已建成和在建的一些著名射电望远镜

• 位于美国波多黎各岛上的阿雷西博望远镜，为固定在天然火山口当中的单口径球面天线，口径305米，后扩建为350米。
• 位于美国新墨西哥州沙漠中的甚大天线阵（VLA），由27面架设在铁轨上的口径25米的天线组成，排列成Y字形。
• 阿塔卡玛大型毫米波天线阵。（ALMA）
• 日本的VSOP，利用日本HALCA卫星携带的8米射电望远镜与地面上的射电望远镜组成干涉仪。
• 德國的埃菲尔斯伯格射电望远镜，口徑100米。
• 位于美国西弗吉尼亚州坡卡洪塔县绿岸的绿岸望远镜，天线尺寸为100米x110米。
• 中国上海佘山天文台的65米射电望远镜。
• 中国北京市密云县密云水库北岸国家天文台，50米口径射电望远镜。
• 日本野邊山宇宙電波觀測所的45公尺電波望遠鏡和野邊山毫米波陣列。
• 位于法国南赛Nançay观测站，1964年建成。
• 在建500米口径球面射电望远镜（FAST）
• 筹建中的平方千米阵。（SKA）