星河矩阵 第二章 星汉灿烂

夜幕降临。排成一列的射电望远镜，向夜空的深处发去询问。抬头望，这里有北京最美的一片星空，漫天的繁星开始慢慢显现出来。

星汉灿烂，有人循光而来。

晚间10点钟，满天的繁星在雷达的衬托下，银河也显得更加神秘。

大叔带着他俩进入观测室，打开穹顶。

射电望远镜是通过天线接收天体的发射的无线电波，这些电磁波被收集并聚焦到焦点上。通过使用探测器（CCD）将这些光信号转化为电信号，然后通过计算机处理生成数字图像或光谱，从而分析天体的成分、距离和运动等信息。

他俩晓得，虽然在理论上明白，但实际操作上还是生疏的。

大叔看俩人很是谦虚好学，也乐意去教他们。

斜看了他俩一眼说：“这些似乎觉得老生常谈，看你俩又如此认真；即使不拿笔记录下来，也必须牢记好信号的规律。接收到的原始信号是强弱变化的信号强度曲线。

比如说，5月15日，也就是前些天，俄罗斯射电望远镜接收到的信号，这是泽连丘克斯卡亚的RATAN（拉坦）-600射电望远镜，接收到一个波长为2,7CM的强无线电信号，信号强度估计为0.75央斯基。接收到信号的具体时间是，18时01分15.65秒（恒星时）。

根据推算，RATAN-600接收到的信号位于武仙座，距离地球约95光年的一颗恒星系中发出，如此远的距离，信号经过衰减，地球还能收到相对强烈的信号，如果是地外文明发送的。

红色曲线为实际接收到的原始信号强度，绿色曲线则是假设信号源自恒星HD 164595的话，理论上预期应该接收到的信号强度变化。

尽管吉尔斯特强调，（没有人宣称这个信号是地外文明所为），但不妨碍这条消息被炒成（有生之年系列的超级大新闻），在公众号或者朋友圈里吸引大家的眼球。”

坐在一旁的郝秋岩慷慨激昂：“哇塞，我也认为在有生之年能够有如此大的突破，在走不动道的时候，会对我的儿女们说，这是你爸爸耗费毕生的经历，得到的最振奋人心的消息，我发现了外星文明，我见到了外星人。”

米棣狠狠地瞅瞅他，说：“不要得意忘形，你想给自己点颜色？女娲娘娘补了天，剩下块石头是华山......”

郝秋岩带有隐晦地说：“真的，你说的比唱的好听，赶紧学习观测吧，大叔不能陪我们过通宵。”

大叔听出了他的意思，冲他笑笑说：“学会它，拿下它，不是很难。”

又重新扭过头去，接着说：“我们知道，物质都是由正负电子构成，由于正负电子的运动，所有物体都会向外发出电磁波，它们的波长由能量而定。宇宙中就有各种波长的电磁波，包括伽马射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波等等。

而射电望远镜实际上是无线电波的一部分，由于地球大气层吸收了来自宇宙的大部分电磁波，只有可见光和部分无线电波可以穿透大气层。天文学把这一部分无线电波称为射电波。

射电望远镜可以帮助人类听取宇宙的声音，从而揭晓宇宙奥秘。但相比地球上的信号，射电望远镜接收到的宇宙信号非常微弱。

打个比方，截止目前，即使将地球上所有射电望远镜接收到的信号能量加起来，仍然没有一片树叶掉落在地上的能量大。

这些东西作为博士生，说是你们都懂，但我还是要说，射电望远镜的天线会感应到电磁波，并将感应得到的信号转化为电压信号。由电压信号得到功率大小。这个功率值就是我们记录下来的信息。

实际上，它与卫星电视天线接收器的原理大同小异。”

米棣说：“我俩是本本主义，实践才能出真知。你告诉我们观测上面的知识，也是你这么年来积累的经验；像大叔这样的人，也是在实践中锤炼出来的。”

大叔听到这样的话感到很受用，眉开眼笑的。他让米棣换到自己的位置，手把手地教。

接收器上，出现了各种强弱不同的天体信息。

他俩在想，大叔应该是个没在教育界站住脚的人，对这件事似乎耿耿于怀。如今抓到两个对知识渴望极强的年轻人，想把自己知道的一切东西全都塞给他们。

大叔不厌其烦地说着，他俩也不厌其烦地听着。

“射电望远镜具有两个基本指标，第一是分辨率，它反映的是区分两个天球上，彼此靠近的射电点源的能力；与波长成正比，与望远镜的口径D成反比。第二个是灵敏度，它反映的是探测微弱射电源的能力，与接收面积成正比；一般来说，分辨率与口径成正比，因此，想要射电望远镜有高分辨率，必须对应很小的口径。

但是有得必有失，若口径很小，接收有效面积也会很小，就会导致低灵敏度。

可见，高分辨率与高灵敏度似乎是个矛盾的概念，而英国赖尔综合孔径射电望远镜就解决了这个问题。它用两地望远镜之间的直线（基线）长度，来代替真实孔径，实现了空间分辨率与灵敏度指标的分离，极大低提高了射电望远镜的空间分辨率。”

他俩洗耳恭听，一个说声“哦”，一个说声“是是是”，好个极富敏而好学的天文观测态度。

大叔说：“宇宙在刚刚诞生之初啊，温度、能量特别的高，以至于电子和质子都是处于游离状态，也就是等离子状态，所以这个时候的宇宙就像一锅浓浓的等离子烫，光子在这种环境中无法长程传播的，因为它会不断的被碰撞，就像太阳此时的情形一样。

那么随着宇宙的暴涨，温度逐渐地降低，直至降至质子和电子可以结合成中性的原子，也就是最简单的氢原子时，光子便自由了，这时它就可以脱离这个囚禁的牢笼，成为创世后的第一缕光——宇宙微波背景辐射。那么温度降至可以让质子电子结合的时间......

不知不觉间来到了深夜，大叔也已经哈欠连连。

今夜无眠，这里的夜晚能看到很多星星。星星为你闪烁。整个星空为你闪烁。

宇宙背景辐射（CNB）是一个令人着迷的现象，它揭示了宇宙的早期状态。

CNB的温度在各个方向上都是2.73开尔文，这种各向同性让人不禁好奇，宇宙是如何在如此精确的温度下达到平衡的。

射电天体物理。射电波段是电磁波谱中的一部分，波长范围从1mm到1m，对应频率范围从300GHZ到300MHZ。相比于可见光和X射线等其它波段，射电波能穿透尘埃和星际介质，因此能够提供更多关于宇宙的信息。用各种类型射电望远镜获得的天体射电的信息，是研究社电源的物理状态、化学组成和辐射—能源机制的实测依据。

想象一下，宇宙大爆炸后，形成了一杯水，水中的温度应该是随机的。经过一段时间后，整杯水的温度应该会达成一致。

但奇怪的是，我们发现这个时间还不够，光从水杯的一边传递到另一边。那么，为什么整杯水的温度会一致呢？恒星所发出的辐射无法改变背景辐射。

即使在没有物质粒子存在的地方，宇宙背景辐射依然稳定地存在，不会因为区域的改变而发生变化。宇宙现在处于膨胀阶段，能量守恒，单位体积的空间中能量越来越少......”

在他俩含蓄的劝说下，大叔带着睡意休息去了。

时间在滴答滴答中经过，望向白炽灯灯光下的米棣，正一丝不苟地在屏幕上巡查着宇宙深空。

郝秋岩坐在旁边陪着他，不免上下眼皮开始打架，强打着精。