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最擔心微波爐的是……電波天文學家?!

文/胡佳伶

利用可見光觀測的天文學家最討厭光害了,但電波天文學家的煩惱可不太一樣,他們得要擔心微波爐、除草機器人,甚至連 Wi-Fi、手機、電視、廣播訊號都會影響到他們的觀測!

用微波爐熱午餐發現的新天體!

偵測到「佩利頓」信號的帕克斯電波望遠鏡,直徑有64公尺。圖 / Credit : CSIRO

ㄅˋ 偵測到「佩利頓」信號的帕克斯電波望遠鏡,直徑有 64 公尺。圖 / CSIRO

澳洲帕克斯(Parkes)電波望遠鏡偵測到一種神祕的「佩利頓」(peryton)訊號,這種訊號和僅維持幾毫秒的快速電波爆發(FRBs)有些類似,可能與中子星坍塌或是星體合併有關。

帕克斯天文台所偵測到的「佩利頓」信號。圖 / By Petroff, E. et al.

帕克斯天文台所偵測到的「佩利頓」信號。圖 / By Petroff, E. et al.

天文學家展開追查,發現訊號幾乎都在午餐時出現。直到某天有位研究人員在廚房裡微波午餐,卻沒耐性等微波爐停止,就打開微波爐的門,就在那個那一個瞬間,望遠鏡也探測到了佩利頓訊號……。於是天文學家裝設電波監測器反覆測試後,得到了以下結論:

「只要望遠鏡剛好對向這個角度時,有人太早打開微波爐的門,就會探測到佩利頓信號!」

圖/Chris Kelly@flickr, CC BY 2.0

圖/Chris Kelly@flickr, CC BY 2.0

嗯,這給我們的啟示是:使用微波爐務必要等停止運轉後再打開,否則可能會發現意想不到的新天體!整起事件看來有些烏龍,但認真的天文學家還就此在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)發表了一篇論文呢!

論文中指出「只要望遠鏡剛好對向這個角度時,有人太早打開微波爐的門,就會探測到佩利頓信號!」。圖/《臺北星空》提供

論文中指出「只要望遠鏡剛好對向這個角度時,有人太早打開微波爐的門,就會探測到佩利頓信號!」。圖/《臺北星空》提供

天文學家抗議 iRobot 研發除草機器人

電波天文學家不但要擔心微波爐,連掃地機器人也得操心!以掃地機器人聞名的 iRobot公司研發的除草機器人,引起電波天文學家的不滿。美國國家電波天文台(National Radio Astronomy Observatory,簡稱 NRAO)為此在美國聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission,簡稱 FCC)與 iRobot 進行激烈的辯論。

iRobot公司所生產的掃地機器人。圖 / Credit : iRobot

iRobot 公司所生產的掃地機器人。圖 / iRobot

原來這是因為 iRobot 公司向 FCC 申請批准使用一個特定的無線電頻段,以用作限制除草機器人活動範圍的虛擬牆。沒想到他們所申請的發射頻率,恰巧是在 6240 – 6740 MHz ── 天文學家利用電波望遠鏡監測太空中甲醇訊號的波段,而甲醇訊號被認為與恆星形成區域有關。NRAO 在寫給 FCC 的公開信中,呼籲不要核准 iRobot 公司的申請,他們在信裡寫道:

「NRAO 所屬的電波望遠鏡正在繪製宇宙地圖,以極高精度測量恆星形生區的距離,探尋星系的演化歷程。」

iRobot 公司提出了應對方案──他們在使用手冊中加了一項:「消費者僅限於居住區域使用」,他們認為這將能確保除草機器人不會出現在電波天文台附近。但美國國家電波天文台則認為這項條文的效果令人難以信服,根本無法限制居住在電波望遠鏡附近的居民使用此產品。iRobot 公司的律師曾經前往 NRAO,針對技術性問題進行溝通,當時天文學家就對此表示疑慮,但 iRobot 公司仍然向 FCC 提出頻段申請。

之後 NRAO 和 iRobot 雙方開始各自計算虛擬牆所採用的信號樁可能造成干擾的範圍大小,NRAO 計算的結果是 88.5 公里,而 iRobot 的計算結果則是 19.3 公里,他們並宣稱 NRAO 附近的大部分地區是沙漠和森林,並不是常會使用除草機器人的區域 ── NRAO 對此的評論則是:「愚蠢至極」。還好,FCC 的態度是「應採取一切可行措施,保護電波天文觀測不受干擾」。

iRobot所研發的除草機器人,利用信號樁形成的虛擬牆限制機器人的活動範圍。圖 / Credit : iRobot

iRobot 所研發的除草機器人,利用信號樁形成的虛擬牆限制機器人的活動範圍。圖 / iRobot

沒有手機、沒有 Wi-Fi 的小鎮

不少現代人有網路成癮症,隨時都在滑智慧型手機,每到一個地方就會先問問:有沒有 Wi-Fi 可以用?但你能想像在美國西維吉尼亞州,有個人口僅 147 人的綠堤鎮(Green Bank),這裡沒有電視、Wi-Fi、廣播電台,也無法使用手機、藍芽等無線電相關用品。只有急救醫療人員能夠使用無線電通訊器材,居民在外想打電話,只得使用小鎮上唯一的公用電話;想上網,只能用龜速的數據機撥接;甚至有警察在街上巡邏,阻止居民違法使用無線訊號。

直徑100公尺的綠堤電波望遠鏡,是全球最大的可操控電波望遠鏡。圖 / Credit : NRAO

直徑 100 公尺的綠堤電波望遠鏡,是全球最大的可操控電波望遠鏡。圖 / NRAO

你或許好奇什麼樣的人會想定居於此?對三十多名患有「電磁波過敏症」的居民來說,這兒可是天堂!他們無法承受手機訊號、無線網路以及其他電子產品產生的電磁波,身心產生嚴重的不適症狀。

美國聯邦通訊委員會在 1958 年,就將周邊 3 萬 4000 平方公里的區域劃為「國家電波靜止區」(National Radio Quiet Zone),禁用任何會釋放電波的裝置,這裡的山丘地形還能阻擋外來的電波訊號,確保電波望遠鏡的有效運作。美國國家電波天文台所建置的「綠堤電波望遠鏡」(Green Bank Telescope)就坐落在此,直徑達 100 公尺,是全球最大的可操控電波望遠鏡

這裡是可以使用微波爐的,但綠堤電波望遠鏡的天文學家對此可是嚴陣以待,牢牢把它關在由銅特製的法拉第籠(Faraday cage)裡,以阻隔電磁波可能造成的干擾。

中國建全球最大電波望遠鏡「天眼」,遷徙近萬人

2015年12月16日FAST工程進展。圖 / 新華社記者歐東衢攝。版權:中國科學院國家天文台 FAST 工程

2015年12月16日FAST工程進展。圖 / 新華社記者歐東衢攝。版權:中國科學院國家天文台 FAST 工程

望遠鏡當然是越大越好,直徑 64 公尺的澳洲帕克斯電波望遠鏡、直徑 100 公尺的綠堤電波望遠鏡還不夠看。目前最大的單一鏡面電波望遠鏡是位在波多黎各的阿雷西波(Arecibo)電波望遠鏡,直徑達305公尺。這部望遠鏡在 1974 年向 2 萬 5000 光年外的球狀星團 M13 傳送給外星文明的訊息而聲名大噪,更是受好萊塢青睞,出現在電影 007 系列《黃金眼》的打鬥場面中。

但今(2016)年 9 月,中國的 500 米口徑球面電波望遠鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,簡稱 FAST,亦稱「天眼」)即將完工並投入使用,望遠鏡選在貴州省平塘縣克度鎮金科村的大窩窪地興建,這裡有天然的喀斯特地形,有利工程進行;而且當地地處偏遠、遠離城市,擁有較佳的無線電環境。為了讓電波望遠鏡能有更良好的工作環境,中國搬遷周圍 5 公里內 2029 戶約 9110人,每人約可獲得 1.2 萬人民幣的補償,這樣的處置方式引來熱議,部分居民對賠償金額表達不滿。

2008 年前拍攝的 FAST 台址,貴州省平塘縣克度鎮金科村的大窩窪地。圖 / 中國科學院國家天文台 FAST 工程

2008 年前拍攝的 FAST 台址,貴州省平塘縣克度鎮金科村的大窩窪地。圖 / 中國科學院國家天文台 FAST 工程

資料來源


本文轉載自《臺北星空》72 期

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