序

​ 射电天文学是什么？回答这个问题之前我想先谈论一下它的‘上位’问题：天文学是什么？研究天文的手段有哪些？

研究地球是天文吗？ 不是。这种学科叫“地球物理”。 研究大气是天文吗？ 不是。这种学科叫”气象学“或“大气科学”。 研究大气层以外到月球之间的空间是天文吗？ 不是。这种学科叫“空间科学”。 甚至也会听到行星科学不属于天文学的说法（原因之一是行星科学成为了一级学科）

​ 现代天文学给出的定义是：天文学是研究宇宙天体^[1]^及其物理规律的科学。

​ 人类通过来自宇宙的各种媒介(messenger)及其配套的观测手段来获取各类宇宙天体的信息，结合这些观测得到的信息去验证、修改、创造理论框架，不断地去尝试理解宇宙^[2]^。这些来自宇宙的媒介目前可分为四大类：电磁波、引力波、宇宙线还有中微子；其中电磁波是自古以来最主要的观测媒介，其历史可以追述到人类第一次抬头仰望星空的时候。（可见光也是一种波长在400nm-700nm的电磁波），下面就是一张经典的电磁波谱图片：

​ 图中标有彩色光谱的区域就是人类肉眼可见的光的频段范围，称为可见光窗口。可以看到地球大气对可见光的吸收并不是特别显著，所以人们仅用肉眼或许还需要加上光学望远镜就能直接观测到这个频段内宇宙所表现出的景象。

​ 二十世纪三十年代之前，天文学家们都只能通过可见光这一种途径来进行天文观测，直到电磁波探测技术的出现给我们提供了另一种可以了解宇宙天体的途径。

​ 在电磁波频谱图右边，那有一块很大的窗口就是射电窗口（对应的频率大概在15MHz-1300GHz），因为地球大气的组分对射电辐射的吸收不显著，对射电波来说大气可以看作是透明的，那么身在地球上的我们就可以用电磁波技术在另一片广阔的窗口来观测宇宙了，真是可喜可贺。

题外话：图中可以看到紫外、X射电波段的窗口被截断了，红外和远红外的观测条件也不是特别理想；所以X射线天文和远红外天文几乎都选择发射带有探测器/望远镜的卫星避开地球的大气去观测。

​ 这里还要额外说明一下，虽然像x射线、可见光、射电等都是电磁波，但是它们所使用的探测原理和技术在很多方面并不相同，一般情况下不可把不同波段的探测设备混作一谈来进行比较和拉踩，比如网上随处可见的把射电望远镜拿去和光学望远镜比口径大小，属于是贻笑大方了。不可轻易跨界比较的原因可以用波粒二象性来简要解释：越是高频的电磁波其粒子性越占主导，越低频的电磁波其波动性越占主导，那就需要不同的理论基础去实现。比如射电望远镜接收的是波动性显著的电磁波，所以其理论基础主要是电动力学、微波原理、天线原理、射电干涉原理等；射电望远镜的接收天线也都是金属，且不一定需要是抛物面形状的天线；和光学望远镜采用的理论基础及构成可以说是大相径庭。

射电天文望远镜

主要参数

单口径射电望远镜

对于一个单口径的射电望远镜来说，无论它灵敏度和分辨率有多高、大小如何、长得多么奇怪，构成望远镜的主要部件也都是固定的那几样。

懒得写了，开摆咯！

有兴趣的可以看：

An Introduction to Radio Astronomy 4th Edition by Bernard F. Burke, Francis Graham-Smith, Peter N. Wilkinson

射电天文入门神书，深入浅出、通俗易懂