GPS 和世界上最大的望遠(yuǎn)鏡

第一個 MeerKAT 碟形天線于 2014 年 3 月安裝。南非MeerKAT 射電望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)是SKA South Africa的前身。

為了連接網(wǎng)絡(luò)中的各個射電望遠(yuǎn)鏡，傳統(tǒng)上使用同軸電纜或光纖等傳輸線。隨著高度穩(wěn)定的計(jì)時(shí)基準(zhǔn)（例如原子鐘和微波激射器）的出現(xiàn)，來自各個望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)可以被打上非常精確的時(shí)間標(biāo)記。通過將定時(shí)參考鎖定到每個望遠(yuǎn)鏡位置的 GPS 接收器（如圖 1 所示），數(shù)據(jù)上的時(shí)間戳可以全部同步到同一時(shí)間，即 GPS 時(shí)間。這使得來自不同望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)在使用互相關(guān)技術(shù)處理時(shí)能夠正確對齊。使用 GPS 時(shí)間作為公共時(shí)間參考，可以有效地消除望遠(yuǎn)鏡之間距離的限制，從而實(shí)現(xiàn)所謂的甚長基線干涉測量 (VLBI)。

圖1：GPS-VLBI同步示意圖
                                 
與 SKA 一起跨越大陸
2030 年竣工后，平方公里陣列 (SKA) 的綜合收集面積將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最初計(jì)劃的 1 平方公里，使其成為地球上最大的望遠(yuǎn)鏡。該望遠(yuǎn)鏡將由位于南非和澳大利亞的數(shù)千個小型天線網(wǎng)絡(luò)組成。來自不同網(wǎng)絡(luò)的觀測數(shù)據(jù)將使用 GPS 定時(shí)接收器進(jìn)行同步，以模擬一臺巨型射電望遠(yuǎn)鏡。

與其規(guī)模相稱，SKA 的目標(biāo)同樣雄心勃勃。它的目的是揭示最早的恒星和星系是如何形成以及它們是如何演化的。推動宇宙加速膨脹的暗能量之源。它還將為愛因斯坦的廣義相對論提供迄今為止最嚴(yán)格的測試。

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