澳大利亚和南非将联合建造世界上最大的射电望远镜

经过 30 年的准备，世界上最大的射电望远镜终于开工建设。被称为平方公里阵列 (SKA) 的正在建设中的望远镜是一个具有几个独特特征的项目，首先是它与人们心目中传统的射电望远镜形象不符。与通常由指向天空的大型抛物面天线组成的传统射电望远镜不同，平方公里阵列看起来不那么令人印象深刻。事实上，一次看到 SKA 的所有物理部分几乎是不可能的。

让我们解释一下。

与物理元素都集中在一个地方的传统射电望远镜不同，平方公里阵列的各个部分相隔很远。事实上，SKA 是物理连接射电望远镜的最大例子。对于外行来说，物理连接的望远镜使用一系列较小的天线，这些天线作为一个整体协同工作——允许它们模仿更大的望远镜的功能。这种方法还消除了建造需要大型抛物面天线的传统射电望远镜所涉及的工程挑战。

虽然望远镜的很大一部分正在澳大利亚建造，但望远镜的另一半将位于数千英里之外的一个完全不同的大陆上，即南非。此外，第三国也参与了这一过程——英国——所有使用 SKA 望远镜收集的数据都将在英国进行处理。

平方公里阵列的很大一部分位于西澳大利亚的偏远地区。施工完成后，该位置将由 131,072 根小型天线组成，这将使望远镜的总收集面积达到 400,000 平方米。SKA 望远镜的这一部分被命名为 SKA-Low，因为它专门设计用于检测频率非常低的无线电信号。这些结构很难看。然而，超过 131,072 根小型天线的组合功率超过了更坚固的射电望远镜的探测能力。

除了位于澳大利亚的 131,072 个小型天线外，SKA 射电望远镜还将包括 197 个可操纵的 15 米天线，这些天线散布在南非卡鲁地区的偏远地区。SKA 望远镜的这个元件称为 SKA-Mid——以其检测落在频谱中间范围内的无线电信号的能力命名。197 个较小的盘子使它的总收集面积达到 33,000 平方米。

由于其巨大的规模，SKA 将成为有史以来最灵敏的射电望远镜之一。除了让天文学家窥探早期宇宙的遥远角落，该望远镜还将帮助人类更深入地了解宇宙的形成。

SKA 被称为本世纪最大的科学项目之一，完成后将用于寻找多年来引起天文学家兴趣的几个问题的答案。望远镜令人难以置信的灵敏度不仅可以帮助天文学家更好地了解宇宙，还可以帮助他们在迄今未发现的行星系统上寻找外星生命的迹象。物理学家也期待着使用 SKA 望远镜进行宇宙学测量，并测试暗能量、引力和基础宇宙学的模型。

SKA 的重要性可以从其位于澳大利亚的低频阵列比目前可用于探测低频的最佳射电望远镜的灵敏度高八倍这一事实来衡量。在处理数据方面，它也将比上述望远镜快 135 倍。望远镜的南非机翼也将比目前最好的中频射电望远镜灵敏 5 倍，速度快 60 倍。

不过，科学家们还需要一段时间才能使用 SKA 射电望远镜。目前的估计是在本世纪末完成建设。一旦完成，SKA 射电望远镜预计将继续运行 50 多年。