Silent as the Night: なぜ電波天文学は空に耳を傾けないのか

1997年の映画で コンタクト、 エリー・アロウェイは、ジョディ・フォスターが演じる若い電波天文学者です。 エリーはエイリアンの生命体を発見する使命を帯びており、ベリー ラージ アレイで撮影された有名なシーンの 1 つでは、彼女は天文台の端に座って、アンテナ ディッシュを背景に空のラジオ音を聞いています。 エリーの孤独な真実の探求を強調する素晴らしい映画の瞬間であり、VLA への多くの訪問者がラジオの皿の前でヘッドフォンを着用して「そのショット」を撮るほど象徴的になっています. しかし、そのシーンが美しく詩的であるように、それはハード サイエンスではなく、ハリウッドの魔法です。 エリーのヘッドフォンとコンピューターからの無線信号は天文台の精密機器に干渉し、電波天文学者は空に耳を傾けません。

電波天文学者 Dr. イヴェット・センデスは、ベリー・ラージ・アレイを訪れているときに接触します。 高校時代にこの映画を見て電波天文学者になることを決意。 クレジット: Yvette Cendes

電波天文学者が天体の音を聞いているという考えは、おそらく電波天文学における最大の誤解です。 そして、それはある程度理解できます。 人々は常にラジオを聞いているので、電波天文学者も同じことをしなければなりません。 しかし、私たちがラジオで聞いている音は、ラジオ自体の音ではありません。 それらは電気信号から変換されます。 音波が伝わるには空気などの媒体が必要であり、空間は本質的に真空であるため、音は空間を伝わることができません。 天文学者が空に耳を傾けた場合、彼らが聞くのは沈黙だけです。

ラジオは光の形です。 可視光に似ていますが、波長がはるかに長くなります。 可視光は原子のスケールの波長を持っていますが、電波光は鉛筆の芯の太さからバスの長さ以上の波長を持っています。

電波の波長は人間のスケールにあるため、電波天文学の技術は光学天文学の技術とは大きく異なることがよくあります。 幅広い類似点があります。 光学天文学と電波天文学の両方で、反射面を使用して光を検出器または受信器に集束させ、光をデジタル信号に変換します。 天文学者は、このデジタル信号を使用して天体画像を作成できます。 しかし、電波の波長は可視波長よりもはるかに長いため、さまざまな方法でこの偉業を達成する必要があります。

クレジット: NRAO/AUI/NSF

重要な要素の 1 つは、リフレクターのサイズです。 一般に、リフレクターまたはミラーが大きいほど、焦点を合わせることができる光が多くなり、画像がよりシャープで明るくなります。 これが、最高の光学望遠鏡が直径数メートルの鏡を備えている理由です。 ただし、リフレクターのサイズは波長に合わせて調整する必要があります。 電波は可視波の何千倍も長いため、電波望遠鏡の鏡はマンハッタンよりも大きくする必要があります。 それは私たちが構築できるものではないので、代わりに小さな皿の配列を作成します。 各アンテナ ディッシュは、大きな鏡のように機能します。 天文学者は、小さな皿の配列からのデータを組み合わせることで、都市全体の皿をシミュレートできます。

また、電波は可視光線よりもはるかに微弱な光であることが多く、電波を発するものも多くあります。 つまり、電波望遠鏡は、携帯電話やコンピューター機器など、電波を発する日用品から保護する必要があります。 アンテナ受信機も非常に低温でなければなりません。 室温の物体は、観測データの精度に影響を与える可能性のある微弱な電波光を大量に放出するため、電波望遠鏡の受信機やその他の電子機器は、電波光をデジタル信号に変換するために過冷却する必要があります。

もちろん、天文学者がデータを入手したら、いつでもそのデータを音に変換できます。 これは、中性子星からのエネルギーの電気バーストが可聴ポップ音に変換されるパルサーで最も有名です。 天文学者は、木星のオーロラや遠方の星雲のうめき声などの現象も変換しました。 これらの音は、私たちに宇宙との感情的なつながりを与えてくれますが、 コンタクト、それらは単に私たちが捉える電波光の詩的な解釈です.

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