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主題介紹 ─ 無線電波天文史


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壹、何謂「無線電波」?

         無線電波 (Radio) 是一種電磁波, 在電磁波譜中,其範圍波長為 15 公分 ∼ 2 公里的電磁波的無線電波常被用於長距離的通訊, 如電視機、收音機等頻道都是運用到無線電波不易被阻擋、折射、變頻等特性。 現今也用無線電波來探索宇宙遙遠處的奧秘。

        無線電波是波段寬且波長最長的 電磁輻射 , 波長可超過 10 公里, 有極不易被其他物質遮擋的特性, 所以無線電波可在 空間 作長距離傳播, 將宇宙最遙遠的訊息帶給我們。藉由對它們的觀測, 我們可以開始推測宇宙的大小。也就是說,無線電波可穿越浩翰的太空, 且能 不改變 波長特性地耗費漫長光陰 ── 它走得越遠, 到達我們的時間就越長。 無線電波在宇宙開始沒多久就從已知的邊緣展開它們的旅程, 所以它能帶給我們有關 遙遠宇宙的訊息



貳、何謂「微波」?

         微波 (Microwave) 是一種 電磁波 , 在 電磁波譜 中, 其範圍波長為 0.1 ∼ 15 公分的電磁波。 微波常被用於短距離的通訊或遙控,如電視機、冷氣機、音響等遙控器都是運用到微波的原理。 現今也已應用 2450 MHz 的頻率於廚房中的烹煮食物, 以及現代人的生活充滿著遙控、通訊等微波電器等設備,都是微波的應用。

        微波波長較無線電波短,適用於直徑介於 10 至 40 公尺的較小型電波望遠鏡。 1930 年,天文學家喬治•加墨 (George Gamow) 提出形成宇宙的 『 大爆發 』理論; 1949 年,他進一步解釋大爆發後的宇宙, 如今也逐漸地冷卻,現在,它的溫度約為絕對溫度 2.7 度 (約攝氏零下 270 度)。 1965年,經由微波的偵測,將微波望遠鏡指向任何方向, 影像都是一樣的,微弱的冷輻射均勻地來自各個方向, 這是殘留自宇宙開啟時『大爆發』的結果。 這正是微波望遠鏡所偵測到支持 宇宙大爆發理論 的 『 餘溫 』證據。



參、何謂「無線電波天文學」?

       「無線電天文學」(通常所說的涵蓋了「微波天文學」) 是憑藉著蒐集和分析宇宙中距離我們遙遠的物質所輻射出來的 無線電波 , 來研究這些物質,這些訊號包含來自宇宙背景輻射 (Cosmic Background Radiation)、 星際間 電漿 中的電子散射、 冷的 星際物質 、 鄰近 中子星 的區域、 鄰近 白矮星 的區域、 超新星爆發的殘留物 、 星際間密緻空間的區域、 星際間既冷且密緻的星際物質、 冷的 分子雲 等。 正如同以往數百年來,我們應用 可見光 的影像和照片, 來瞭解肉眼所見到的事物; 無線電天文學家也設法將各型「無線電波接收器」所接收到從距離我們遙遠物質所輻射出來的無線電波訊息, 利用電腦資訊影像化,讓我們也可以類似察看可見光照片的概念來認識這些無線電波訊息。 由「無線電天文學」的發展,更新了我們許多的宇宙學觀念。



肆、 無線電波與微波天文史

各電磁波段偵測到的主要溫度分布 無線電波和微波偵測到的訊息 什麼是無線電天文學? 為什麼無線電天文觀測會擔憂訊號干擾的現象?
無線電天文觀測與光學望遠鏡觀測有何異同處? 無線電天文觀測有哪幾種干涉訊號? 無線電天文學是怎樣開始的發展? Heinrich Hertz 的電磁波觀測
Thomas Alva Edison 的無線電波觀測 Sir Oliver J.Lodge 的無線電波觀測 Wilsing 和 Scheiner 的無線電波觀測 Charles Nordman 的無線電波觀測
Max Planck 的黑體輻射曲線 Oliver Heaviside 的大氣層反射無線電波論點 Guglielmo Marconi 的無線電波實驗 Karl Jansky 發現來自宇宙中的無線電波
發現來自宇宙中的無線電波之重大意義 Grote Reber 的無線電波望遠鏡 Grote Reber 無線電波望遠鏡的發現 21 公分譜線的預測
偵測 21 公分譜線的重大意義 Harold Ewen 和 Edward Purcell 的無線電觀測 氫原子無線電波輻射的發現 Tatel 無線電波天文台
Green Bank 無線電波干涉儀 如何精緻無線電波的干涉條紋? Arecibo 無線電波天文台 Owens Valley 無線電波天文台
Jodrell Bank 無線電波天文台 Effelsberg 無線電波天文台 ustralia 無線電波的觀測 Westerbork Synthesis 無線電波望遠鏡
印度國立無線電波天文物理中心 美國國立無線電波天文台 (NRAO) 300 英呎直徑無線電波望遠鏡的故事 Kitt Peak 天文台
Haystack 無線電波天文台 VLA 無線電波陣列 VLBI 非常長基線干涉儀計畫 無線電波在外太空生物的搜尋
無線電波在波霎的搜尋工作 無線電波對於宇宙背景輻射觀測的現有成果 無線電波在矮星觀測的現有成果 無線電波對於超新星殘留物觀測的現有成果
無線電波在冷星際雲氣觀測的現有成果 無線電波在星系核心附近的觀測現有成果 無線電波對於恆星形成過程的觀測現有成果 無線電波對於星際冷分子雲的觀測現有成果
無線電波對於太陽系週遭的觀測現有成果 無線電波對於銀河系觀測的現有成果 無線電波對於宇宙背景觀測的現有成果 無線電波對於星系形成的觀測現有成果
無線電波對於宇宙起源的觀測成果 無線電波對於行星探測的觀測成果 無線電波對於太陽系外行星搜尋的現有成果 無線電波對於與生命起源可能有關的分子搜尋之現有成果

 


作者與主編 : 陳輝樺  
                  諮詢服務 : 陳輝樺 (NMNS)
                                     蘇明俊 (STU)

最近更新日期 : 2011/6/22