过去观察辽阔无边的宇宙所用的唯一仪器是光学望远镜。只有在不久以前,才发明了一种利用无线电波来“观察”宇宙的新仪器,这种最新型的天文学仪器,叫做电子望远镜。在电子望远镜里面没有镜筒、透镜和物镜,所用的是有格子的一个大抛物面。好像巨型的雷达天线(图1)。

我们银河系里的许多星星(包括太阳在内)和银河系外的一些星体,都辐射出各种不同长度的电磁波。最强的电磁波是从天河及那些可见星体聚积最多的空间地区来的。这些辐射是恒定而有规律性的。像可见的光线一样,使得天文学者们珍视它们,藉它们来认识宇宙,虽然靠这类电磁波辐射并不能使我们真正“窥见”它们的发源地,但也并不经常要求能够这样。
宇宙是无比遥远的,对太阳、月亮、一些行星,和银河系巨大的星云等,即我们肉眼所能望见的范围内,如果光学望远镜的放大率愈大,我们所看到的天体的形像就愈大。因此,就迫切需要制造一种特大型的光学望远镜。例如,其反射镜的直径应在5 公尺以上。
但是,不管这类望远镜的放大率多么大,我们观察距离我们远达数十乃至数十光年以上的星球时,只能看到一些发光的小点,总看不清个别星球实际上究竟是什么样子。因此我们不仅用肉眼观测,还通过光谱分析,利用光度计、辐射热测定器,或用滤光器来进行摄影及用其他一些间接观察方法来识别星球的神秘世界里面的某种东西。
利用接收星体所辐射的电磁波同样是一种间接方法,可以“窥透”这种或那种规律性,从而可以断定某些迄今尚未得知的资料。例如:各天体之间的距离,它们在空间的运转以及其他一些事情等等。
电子望远镜的结构几乎全部都是仿照雷达的结构制造的。
无线电波很容易通过宇宙间的灰尘和星云,只有小部分能量在途中被吸收,是可以告诉我们一些空间地区的甚至隐匿在我们视线以外的天体的情形。
现在很多国家的学者都在利用电子望远镜仔细研究天体的每一部分、每一颗星球或星云,并同时在天体图上记上利用无线电波所发现的各个点。
我们可以确定这些所谓的“无线电星体”——强烈辐射无线电波的天体部分——的位置,和我们肉眼所能直接意见的星的位置都是相符的。还有绝大多数的“无线电星体”是看不见的。图2是表现出放射无线电波的星体和空间点的分布位置的天体图。

我们研究了两个辐射无线电波最强的空间点以后,获得了惊人的结果。
其中有一个是从金牛星座中的蟹状星云发出来的,这个蟹状星云被认为是一个最新爆炸了的星的残余,根据中国天文学者送给我们的记录,这颗星是在1054年爆炸的。现在这一不断以极快的速度继续膨胀的气态凝结物只有用最大的望远镜才能看见,而在刚爆炸之后,它所发出的光是比金星还要亮的。
1952年用电子望远镜发现了另一个辐射无线电波的地方,它正是从前由北极星座爆炸出来的新星所在地。这颗新的星远在1572年已为契霍·布拉格所发现。现在这一颗星的残余勉强可用最大的光学望远镜看见。
用电子望远镜观测,证明最强的无线电辐射,是从那些由于大规模爆炸而本身逐渐殒没的星体发出来的。
所有这些宇宙间的爆炸的残余,正像天文学者们推测的一样,是由大量急剧运动中的气态氢所组成的。
还在1944年时,丹麦的天文学者王·杰·胡尔斯特和苏联的科学家И.C.什克洛夫斯基就已预言过氢原子将来不仅可以在它们所由产生的、发光的星球附近找到,而且还可以在极冷的、离星体极远的宇宙空间内探得。这些氢原子所含能量一有变动,就应该辐射出周率为1420兆周的无线电波(波长为21公分)来。
利用电子望远镜“观察”天空的结果,在1951年内就证实了这一推论的正确。发现由有稀薄氢的痕迹的空间各点所辐射出来的无线电波,其周率恰好正为1420兆周。
光学天文中的巨大成就,就是确定了许多光谱线的波长。天体中光谱线的位移使得我们可以断定它们对地球的运动。
在辐射无线电区的第一根光线既经确定其周率为1420兆周以后,还使科学家们可以根据电波周率变为较长或较短的移动(多普列尔效应)来断定宇宙间的不可见的“无线电星体”的相对运动。
在研究更接近于我们的宇宙——我们本身的银河系时,电子望远镜夺天文学家的使用价值也是不可估计的。
大家都知道,在我们的银河系里有一个星体集中得很密的地方,其中心有大量的“宇宙尘”和气体,它们严密地挡住了我们的视线,使得90%以上组成我们银河系的星体,我们都看不见。而我们所看见的天河也只是它外部的极稀薄的部分。
另外利用电子望远镜研究宇宙还使我们发现了一些其他重要的规律。
电子望远镜的中心是一根长为几公分的偶极天线,这根天线用高频电缆与极复杂而灵敏度极高的收信机连接起来,而这个收信机可以正确地确定所接收的波长,可以将所接收的电波与周围的无线电干扰分开,可以测量电波的强度以及记录所接收的信号。那个巨大的直径长达数十公尺的有格子的抛物面,就是反射器,它能够最大限度地将我们从全宇宙的空间内收集来的电磁波能量集中起来给偶极天线。
但是为什么必须要做这么大的一个反射器呢?
这就是因为应用这么一种大型反射器可以使天线上收得的信号比天线本身不用反射器所能接收的信号要强大数十万倍。
在普通的光学望远镜内,反射器的表面应该仔细磨光。同为这一种反射器必须反射一种极其短的光波。而电子望远镜所反射的则是其波长以公尺或公分计算的辐射。反射器的抛物面是用一种相当密的栅格做成的。对于无线电波来说,这一个网的平面就和普通反射光波的镜子一样平滑。反射器的体积其所以大的原因,还由于望远镜的分辨能力是和反射器的体积成正比例的。
电子望远镜还可心作为无线电波发射机。在这种情况下供给它的射频脉冲,就和普通雷达里的脉冲一样。由于射线有尖锐的定向性,可以有效地用来发现陨石、研究高空中的大气,还可以用来发送并接收我们太阳系里行星上反射的信号。((苏联)工程师 K.格拉德科夫) (罗玉英 译自苏联青年技术1954年12期,本刊编写)