伯纳德·洛维尔(Bernard Lovell),他一手建造了著名的乔德雷尔―班克射电天文望远镜
天文学家伯纳德·洛维尔(Bernard Lovell)最富盛名的成就,就是带领团队在英格兰柴郡乔德雷尔―班克建立了射电天文望远镜。射电天文望远镜的建造是洛维尔从1950年代以来的主要工作,他凭借独特的才能、富于想象的预见以及不懈的坚持完成了这项任务。
历经了长期的、一系列的技术和资金问题后,乔德雷尔―班克望远镜在1957年建造完成,成为当时世界上运行的最大的射电天文望远镜。尽管现在其规模早已被超越,但是作为世界上最重要的科学装置之一,它仍然在探索着远地或近地的宇宙。
在宇宙开启一扇新窗
洛维尔是开创射电天文学的先驱之一,二战后的很多年里,正是射电天文学开启了一扇全新的观测宇宙的视窗。
洛维尔1913年出生在格罗斯特郡的奥尔德兰,后在布里斯托尔大学学习物理专业。1936年获得博士学位,同年进入英国曼彻斯特大学物理系成为一名助理讲师,从此开始受到日后的诺贝尔物理学奖得主帕特里克·布莱克特(Patrick Blackett)教授的训练。
洛维尔早期致力于宇宙射线――飞驰过太空的原子核――等方面的研究。后来,在战争中,像很多年轻物理学家一样,他开始从事雷达技术的研究。
洛维尔最初加入了一个代号为H2S的项目,研究一种利用雷达辅助盲投的技术,以帮助驾驶员寻找射击目标。这个系统也可用于搜寻夜幕掩护下的潜艇。
战争结束,被六年高压生活耗尽精力的洛维尔带着两拖车剩余的雷达装置和之前军队使用的移动式雷达平台,回到曼彻斯特,他计划把自己的雷达知识与对宇宙射线的兴趣结合起来。然而很快他发现,曼彻斯特的有轨电车对雷达装置产生了一系列电磁干扰,所以他又带着拖车和装置搬到了乔德雷尔―班克,这是一座孤岛,也是曼彻斯特大学植物学系的一个乡村实验区。
洛维尔早期曾对布莱克特教授提出建议,称海岸防御工事和机载雷达观测到的转瞬即逝的回声可能是宇宙射线的反应。不过这些回声最后被证明不是来自宇宙射线,而是流星划过宇宙留下的。这个建议在英国天文学界引起震动,布莱克特和洛维尔把他们的研究结果写成了一篇非常有名的科学论文:“无线电、回声和宇宙光雨”(Radio,Echoes and Cosmic Ray Showers)。
1946年10月9日,洛维尔观测到特别强烈的流星雨雷达影像。他通过研究发现,以前关于偶发流星来自于太阳系之外的传统观念是错误的。流星其实是围绕太阳飞行的岩石碎片,而且在以非常微小的速度不断增大。当一个比大头针的针头还小的岩石碎片进入地球的大气层,就会燃烧,成为一颗我们熟悉的流星。雷达能探测到很多光亮微弱的甚至白天出现的流星。
洛维尔举起了射电天文学的大旗,这是一门研究天体发出的射频辐射波的新学科。1948年,洛维尔计划建一个直径76米的望远镜来收集来自太空的无线电波。1951年,曼彻斯特大学认识到该研究领域的重要性,开设了一个射电天文学教席,并指定洛维尔担任首位教授。
望远镜的建造并非一帆风顺。地基需要钻的孔,比之前预期得更深。拖延、不断增长的经费支出和技术问题成为困扰洛维尔十年之久的噩梦。他还一度被学校通知,极有可能因为超支政府资金而入狱。
甚至在望远镜开始运行后,洛维尔还需要继续为它寻找资金支持。他发现集中在乔德雷尔―班克地区筹措资金令人尴尬,但最终公众的支持解决了大部分的资金缺口。在这个过程中,洛维尔也逐渐成为一位社会名人和太空竞赛方面的评论员。在太空时代即将到来的时刻,洛维尔发现他在正确的时间站在了正确的位置上。最大的天文望远镜及时建成,并追踪了第一颗人造卫星――苏联1957年发射的“人造地球卫星1号”。
之后,洛维尔与前苏联、美国的科学家合作进行了太空研究。在1959年9月,他使用乔德雷尔―班克天文望远镜追踪“探月2号”,证实苏联瞄准月球的航天器确实实现了目标。洛维尔还能和美国的“先驱5号”航天器在执行任务期间于36 200万公里之外保持联系,该项任务就是调查地球和金星及其他星体之间轨道的行星际空间。这些杰出的贡献,使洛维尔收获了来自美国和苏联的感谢。
尽管射电天文学已经被用做卫星和其他航天器的精确定位,但这仍然不是其主要任务。它执行了很多重要的天文观测,比如类星体观测、寻找脉冲星(发出短暂规律脉冲的空中无线信号源)、绘制星系氢云图以确定其结构,以及星体探测等等。
1987年,在建成30周年之际,为了纪念其主要创建人,该天文望远镜被冠以“洛维尔”之名。现在仍在运转。
1981年,洛维尔以乔德雷尔―班克天文台董事身份退休。他在望远镜后面保留了一间办公室,继续留在自己建造的望远镜旁边。在晚年,他成为了射电天文学的泰斗,以及坚持工作年龄最大的天文学家,在90岁时仍有研究成果产出。他甚至还经常出现在天文台晚间结束最迟的任务中,查看任务进行情况同时不吝鼓励之辞。乔德雷尔―班克射电望远镜也化身为表彰洛维尔的一座丰碑,记录着他在研究中的坚持不懈以及杰出才华。
资料来源 The Times
责任编辑 李 辉