科学家们观望黑洞来确切知道我们在宇宙中什么地方。但手机和wifi正封锁这个观望

By Lucia McCallum published 2 days ago

Astronomy

致力来研究黑洞的科学家们用特定的无线电频率来追踪黑洞，这与被手机和wifi往往用的频率相同。

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乌克兰巨型射电望远镜（GURT）天线阵列的部分。(Image credit: Serge Yerin via Wikimedia Commons)

这篇文章最初发表于会话，该出版物为将这篇文章贡献给了太空网站的《专家之声：编辑意见与见解》。

精确测量地球位置的科学家处在有点麻烦中。它们的测量对我们每天用于导航、通信和地球观测的卫星是至关重要的。

但你可能会惊讶来了解使用大地测量学做出这些测量依靠追踪遥远黑洞的位置

问题是科学家需要用特定的无线电频谱高速公路上的频率通道来追踪这些黑洞。

而随着wifi、手机和卫星互联网的兴起，在那条高速公路上旅行正在开始看起来像一个交通堵塞一样。

为什么我们需要黑洞

卫星和它们提供的服务已变成现代生活的必需品。从我们口袋中的精确导航到测量气候变化、运行全球供应链以及使电网和网上银行成为可能的，我们的文明不用它的轨道同伴不能功能。

要使用卫星，我们需要知道在任何给定时间它们到底在哪个确切地点。精确的卫星定位依赖于所谓的“全球大地测量供应链”。

该供应链首先建立一个可靠的参考框架作为所有其他测量的基础开始。因为卫星恒定的围绕地球移动，地球恒定的围绕太阳移动，太阳恒定的穿过银河系移动，这个参考框架因此需要被经由一些相对固定的外部天体仔细的校准。

就像原来它是的一样，该系统的最佳锚点是在遥远星系中心的黑洞，随它们吞噬恒星和气体吐出无线电流。

这些黑洞是我们知道的最遥远、最稳定的天体。使用一种叫非常长基线干涉测量的技术，我们能用一个射电望远镜网络来锁定在黑洞信号上并将地球的自身在太空中的旋转和摆动从卫星的运动分开。

(Image credit: ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray))

在无线电高速公路上的不同车道

我们使用射电望远镜因为我们要探测来自黑洞的无线电波。无线电波干净的穿过大气层，我们能在白天、晚上和所有天气条件下接收它们。

无线电波也被用于地球上的通信，包括wifi和手机一样的东西。不同无线电频率的使用——在无线电高速公路上的不同车道——被严格监管并为射电天文学保留了一些狭窄的车道。

然而，在过去的几十年里无线电高速公路有相对较少的交通量。科学家们通常从偏离射电天文学的轨道来接收黑洞信号。

为达到现代技术所需的非常高精度，今天的大地测量不只依赖于专门的为天文学保留的通道。

位于西班牙西拉内华达山脉皮克维雷塔（Pico Veleta）30米望远镜使用无线电波来扫描夜空。(Image credit: IRAM-gre via Wikimedia Commons)

正在上升的无线电通信量

近年来，人类制造的电磁污染已经大大增加。当wifi和手机服务浮现了时科学家们的反应被移动到更高的频率上。

然而，他们正在用完车道。六代移动电话服务（每一代都占用一条新的通道）正在挤占频谱，更不用说被数千颗卫星直接发送的互联网连接了。

如今，大量的信号往往太强大地观测站不能透过它们来看被黑洞发射的非常微弱的信号。这放许多卫星服务在风险上。

能做些什么？

要保持在未来中继续工作——来维护靠它我们所有人依赖的服务——大地测量需要在无线电高速公路上一些更多的车道。当在世界无线电会议上经由国际条约划分频谱时大地测量学家需要一个席位。

其他潜在的修理可能包括围绕我们重要射电望远镜的无线电静默区。还正在与卫星提供商合作来避免将无线电发射直接指向射电望远镜。

任何解决方案不得不是全球性的。为我们的大地测量，我们将来自世界各地的射电望远镜连接在一起，允许我们来模拟一个地球大小的望远镜。无线电频谱主要被每个国家单独的监管使这成为一个巨大的挑战。

但也许第一步是增加晓知性。如果我们要卫星导航来工作、我们的超市有库存、我们的在线汇款安全的到达，我们需要确保我们有一个在遥远星系中黑洞的清晰的观望，这意味着清理无线电高速公路。

本文在知识共享许可下转载自The Conversation ，阅读原文original article.