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  • 前世界第一的阿雷西博望遠鏡,到底有多大?
    發布時間:2022-01-06
    出品:科普中國
    制作:蕉葉
    監制:中國科學院計算機網絡信息中心

      說到射電望遠鏡,最為大眾熟知的應該是位于我國貴州省的500米口徑的“天眼”望遠鏡了。不過,一些關注“天眼”望遠鏡的人還會知道另一個常用來與其做比較的望遠鏡——位于波多黎各的美國阿雷西博射電望遠鏡。

      “天眼”望遠鏡與阿雷西博望遠鏡同屬于固定式望遠鏡,兩者外觀上相近。但從口徑來看,前者“天眼”是新晉世界最大單口徑射電望遠鏡,后者阿雷西博則是前任世界最大單口徑射電望遠鏡。這也是他們常常被放在一起作對比的原因。

      

      圖1 阿雷西博射電望遠鏡(左;圖片來源:Space)與“天眼”射電望遠鏡(右;圖片來源:China Daily

      那么,阿雷西博這個前世界最大望遠鏡,究竟有多大呢?

      這本來不應該是一個難以回答的問題,但當你用各種搜索引擎查找一番資料之后,卻會發現,有人說阿雷西博望遠鏡的口徑是305米,有說350米,還有說366米。究竟哪種說法正確,一時讓人難以判斷。

      先放一個正確的說法:美國阿雷西博望遠鏡口徑305米,利用天然喀斯特洼地建造。這一說法源于阿雷西博天文臺官方網站提供的,202084日更新的最新版本用戶手冊[1]。

      那之前流傳在國內的各種“流言”到底是怎么回事?我們來一探究竟,看看問題出在了哪里吧。

    流言一:阿雷西博望遠鏡口徑升級到了350

      這是目前在國內流傳最廣、影響力最大的一種“假流言”。有不少新聞媒體在報道相關新聞的時候采用了這種表述,或直接說阿雷西博望遠鏡口徑就是350米。

      關于阿雷西博望遠鏡升級到350米的說法,目前國內網絡中所找到的最早來源,是20066月有網友[2]引用維基百科“射電望遠鏡”詞條中“位于美國波多黎各島上的阿雷西博望遠鏡,為固定在山谷當中的單口徑球面天線,口徑305米,后擴建為350米”這一內容。通過翻閱維基詞條歷史版本,發現這個說法在此詞條20053月創建時就有了??上ЬS基詞條中并沒有給出參考文獻,也沒能找到比這詞條更早的版本,因此無法知道究竟為何會出現這一流言。

    流言二:阿雷西博望遠鏡在1974年升級到了350

      這是流言一的一個極具蠱惑力的“升級版本”。之所以極具蠱惑力,是因為從官方資料中可以知道阿雷西博望遠鏡確實在1974年更換了反射面面板,提升了望遠鏡觀測能力。但是,更換面板不代表就會增大望遠鏡口徑??!實際上,這次更換面板只是提高了面板的精度,從而提高了望遠鏡觀測頻率,并沒有加大望遠鏡口徑。

      

      圖2 正在更換新反射面面板的阿雷西博望遠鏡

      舊面板透光率大,能透過面板看到面板下方地面;新面板則不行。

     ?。▓D片來源:參考文獻9

      目前能找到的最早將阿雷西博口徑增加這事和1974年更換反射面面板聯系起來的信息出處,是在20133月網友所寫的游記[3]中提及:“19741116日,為慶祝射電望遠鏡的直徑從1000英尺(305米)延長到350米,阿雷西博射電望遠鏡向距離地球25,000光年的球狀星團M13,發送了共計1,679個二進制數字所組成的無線電信息,被稱為阿雷西博信息?!?/p>

      這段描述在游記中是帶雙引號的,應該是引用了別處的信息,但目前無法查到更早的信息來源。阿雷西博信息的發送確實和1974年的這次升級有關系,因為發射這個信息所用的設備是此次升級所裝備的新雷達,但“口徑延長”的論斷肯定是不準確的。

    流言三:阿雷西博望遠鏡后來再次升級到了366

      近年來,關于阿雷西博望遠鏡口徑擴大到366米的說法開始傳播,并有愈演愈烈的趨勢。究其原因,有的是因為網友筆誤從而帶來的錯誤引用,有的是因為有科普文章提到“1980年以后,再一次改建,把天線直徑擴大到366米?!?/p>

      像后者這種給定改造時間的流言同樣具有蠱惑力。為什么這個流言聽起來有板有眼?我們先來看看事實是什么樣子的吧:

      1984年,美國科學家建議為阿雷西博望遠鏡反射面外圍增加一圈金屬圍欄,以屏蔽來自周圍的射電干擾[6]。1993年,阿雷西博主反射面外圍增加了16米高(部分資料,包括康奈爾大學官網,說的是50英尺高,即15.24米)的不銹鋼網圍欄(稱為“ground screen”),用以減少來自地面和周圍環境的電磁輻射干擾。沒有證據表明,這一圍欄有用作望遠鏡反射面的一部分。

      按照這段史實,如果聽信了阿雷西博在1974年升級為350米的流言,又在查閱資料的時候發現它邊緣增加了16米,那不就35016等于366米了??。ó斎?,數學稍好的讀者馬上就會發現這樣計算方式本身就是錯誤的)

      

      圖3 阿雷西博望遠鏡饋源平臺掉落砸到主反射面??梢钥吹街鞣瓷涿孢吘壍摹懊姘濉笔蔷W狀的,和中間的面板不一樣。這部分“面板”并不用以匯聚電磁波,不計算在望遠鏡口徑之內。對比圖2會發現,外沿這圈網狀“面板”原本是沒有的。

     ?。▓D片來源:NAIC

      值得一提的是,FAST曾經也考慮增加類似的圍欄以減少來自周圍的干擾。對于FAST而言,這樣的圍欄需要45米高[7]。希望以后不會因為FAST增加了圍欄而生出一些不實的傳聞吧。

    流言四:阿雷西博望遠鏡建在火山口上

      除了“口徑之謎”,近年來廣泛流行的還有一條流言,認為阿雷西博望遠鏡是建在火山口中的。

      我們知道,“天眼”望遠鏡是利用天然喀斯特洼地建成的,這樣能減少土石開挖量,大大減小工程難度和預算。誠然,火山口也是呈洼地形式,但從地質條件、排水等方面看,它并不是一個好的選擇。再者,阿雷西博望遠鏡用戶手冊介紹中明確提及,阿雷西博是利用喀斯特洼地建成的。

      

      圖4 1959年拍攝的阿雷西博望遠鏡所在喀斯特洼地(圖片來源:參考文獻9

      關于阿雷西博望遠鏡位于火山口這一說法,目前找到最早的信息是200810月的一篇報道[8],其中提及“美國康奈爾大學設在波多黎各火山口上的阿雷西博天文臺”。

      后來,200988日,維基百科在“射電望遠鏡”詞條進行的一次修改中,將原本“位于美國波多黎各島上的阿雷西博望遠鏡,為固定在山谷當中的單口徑球面天線,口徑305米,后擴建為350米”這一說法改為“位于美國波多黎各島上的阿雷西博望遠鏡,為固定在天然火山口當中的單口徑球面天線,口徑305米,后擴建為350米”。鑒于維基百科的影響力,也許這一詞條是“火山口流言”流傳開來的主要源頭。

    結語

      以上幾條關于阿雷西博望遠鏡的流言雖然擴散范圍較大,但僅限于中文資料中。如果通過英文關鍵詞查詢,幾乎看不到相關謠傳。有極少數英文資料會將阿雷西博望遠鏡口徑寫成350米,但沒有提到升級的事,應該僅僅只是筆誤將305米寫成350米。

      追求科學,也是在追求真相。在信息廣為流通的互聯網時代,信息失真的現象經常會出現,人們常常在汪洋大海般的信息中迷失了找尋真相的道路。流言并不可怕,將真相告知公眾才是破解之道。希望通過這篇文章,可以終結一些流言。

    參考資料:

      [1] 阿雷西博望遠鏡用戶手冊. https://www.naic.edu/ao/scientist-user-portal/astronomy/astronomer-guide

      [2] 2006年天涯社區相關帖子引用維基百科錯誤說法 http://bbs.tianya.cn/post-no04-553330-1.shtml

      [3] 2013年網友新浪博客 http://blog.sina.com.cn/s/blog_48dcdda20102e45z.html

      [4] 知乎網友回答 https://www.zhihu.com/question/33911076/answer/84207405

      [5] 大眼客相關科普文章 https://mp.weixin.qq.com/s/5ntKK9Wu_ZimBdaE87xVZg

      [6] NASA官網阿雷西博望遠鏡部分史料 https://www.history.nasa.gov/SP-4218/ch9.htm

      [7] Jin C , Zhu K , Fan J , et al. The optics of the five-hundred-meter aperture spherical radio telescope. IEEE, 2013.

      [8] 哈爾濱新聞網關于麥田怪圈報道 https://harbin.dbw.cn/system/2008/10/12/051540377.shtml

      [9] Altschuler教授所寫資料 www.naic.edu/~astro/School/Talks/large_pdf/altschuler_ao_2.pdf

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