ملتقى الفيزيائيين العرب - التلسكوب اللاسلكي

التلسكوب اللاسلكي أو الراديوي جهاز لتجميع الموجات اللاسلكية الخافتة الصادرة من جسم في الفضاء وقياسها، وهذا الجهاز يُجَمِّع الموجات اللاسلكية كما يُجَمِّع التلسكوب الضوئيُّ الضوءَ. والموجات اللاسلكية والموجات الضوئية في الحقيقة لها النوع نفسه من الإشعاع المُسمَّى بالموجات الكهرومغنطيسية.

http://up101.arabsh.com/my/073c76f.jpg

تلسكوب لاسلكي ضخم أنشئ في الهضاب قرب أرسيبو، بورتوريكو. يبلغ قطر عاكس التلسكوب 305م، وتغطيه من الداخل صفائح الألومنيوم. تعكس هذه الصفائح الموجات اللاسلكية (الراديوية) الآتية من الفضاء في الهوائي المُعَلَّق فوق العاكس.

ُيصْدرُ العديد من الأجسام في الفضاء موجات كهرومغنطيسية مختلفة، ويمكن رؤية الموجات الضوئيَّة بوساطة التلسكوب البصري أو العَيْن المُجَرَّدة ولكن من الضروريّ استخدام التلسكوب اللاسلكي لكَشْف الموجات اللاسلكية. فَطُول الموجات اللاسلكية أكبر بكثير من طول الموجات الضَّوئيَّة، ونتيجة لذلك فللتلسكوب اللاسلكي مقطع أكبر بكثير من ذلك الذي للتلسكوب البصري لتمكنه من تركيز الموجات اللاسلكية في بؤرة حادَّة. وعلى الرغم من ذلك فلا يستطيع التلسكوب اللاسلكي تبئير هدف بالوضوح الذي يستطيعه التلسكوب الضَّوئيّ.

يمكن للتلسكوب اللاسلكي كشف موجات كهرومغنطيسية أضعف من تلك التي يستطيع التلسكوب البصري كَشْفَها، ولذا يستطيع التلسكوب اللاسلكي البصري سبر أعماق الكون أكثر من التلسكوب البصري، إذ يستطيع أفضل تلسكوب بصرى كشف الأجسام البعيدة بضعة بلايين من السنين الضوئية فحسب، في حين تستطيع التلسكوبات اللاسلكية تَفحُّص مسافات تصل إلى الـ 16 بليون سنة ضوئية، وهي أطول مسافة يمكن أن تكشفَ فيها الموجات اللاسلكية التي تُصدرها أجسام في الفضاء كما يعتقد الفلكيون.

وقد تمكَّن الفلكيون باستخدام التلسكوبات اللاسلكية من كشف أجسام في الفضاء لم يكن بالإمكان تخيُّلها. ومن بين هذه المكتشفات المنبضات، وهي أجسام تُصْدِرُ نبضات لاسلكية مُحكَمة التوقيت، وكذلك أشباه النجوم، وهي أجسام مضيئة شبيهة بالنجوم، تُصدر كميات هائلة من الموجات اللاسلكية. كما وَجَدَت التلسكوبات اللاسلكية أيضًا أنواعًا عديدة من الجزيئات في الفضاء، وقد قامت هذه الجزيئات نفسُها بدور مُهمّ في تطوير الحياة على الأرض.

كيف يعمل التلسكوب اللاسلكي

لمعظم التلسكوبات اللاسلكية عاكس مكافئ (في شكل الطبق)، يُدْعَى أيضًا الطبق الهوائي ليجمع الموجات اللاسلكية من الفضاء. تصنع هذه العواكس من أسلاك أو ألواح معدنيَّة. ويمكن لمحرِّكات التلسكوب إدارة العاكس باتجاه أيِّ مصدر موجات لاسلكية في السماء، ويركز العاكس هذه الموجات على هوائي لاسلكي صغير ويُحَوِّلها إلى إشارات كهربائية.

يأخذ جهاز الاستقبال اللاسلكي الإشارات من الهوائيّ ويؤالف فقط تلك الإشارات التي يرغب الفلكيُّ في مُراقبتها، ويكبّر (يُقوِّي) المستقبِلُ الإشاراتِ ثم يسجلها، إذ يمكن للإشارة أن تسجَّل على ورق على شكل خطوط مَوْجيَّة معطاة على شريط يمكن تحليله، فيما بعد بوساطة الحاسوب الذي يجمع الإشارات من المستقبل ويستخدمها لرسم صورة مصدر الموجات اللاسلكية.

يمكن وصل تلسكوبين أو أكثر لإنتاج صورة لاسلكية أشد حدَّةً مما يستطيعه تلسكوب واحد. ويستخدم الفلكيُّون مصطلح مقياس التداخُل اللاسلكي للتلسكوبات الموصولة بهذه الطريقة، وكلما كان خط القاعدة (المسافة) بين التلسكوبات أطول كان التركيز على الهدف أفضل.

يستطيع الفلكيون إنشاء مقياس تداخل لخط القاعدة طويل جدًا، وأحيانًا باستخدام تلسكوبات موضوعة في قارات مختلفة. وتُشاهد التلسكوبات الهدفَ نفسه وتُسجل الإشارات اللاسلكية منه، ثم يقوم الحاسوب بعد ذلك بمقارنة الإشارات. وبهذه الطريقة يستطيع الفلكيون إنتاج صور لمصادر الإشارات اللاسلكية ذات حِدَّة أقوى أَلْفَ مرة من الصور التي تُنتجها التلسكوبات الضوئية.

ومن أنظمة التلسكوبات نظام تلسكوبات لاسلكية يدعى صَفِ خط القاعدة الطويل جدًا انتهى العمل فيه عام 1993م. يتألف هذا النظام من عَشْرَة عواكس موضوعة فيما بين جزر هاواي إلى فيرجين آيلاندز، ومنذ إنشائه يزود هذا الخطُّ العلماءَ، بأوضح صورٍ أُنتجت حتى الآن.

وتستطيع كثير من التلسكوبات اللاسلكية أن تُرسل موجات لاسلكية ذات قدرة عالية إلى القمر والكواكب، حيث يقوم التلسكوب بعد ذلك بالتقاط الأصداء اللاسلكية الراجعة من القمر أو الكواكب. ويُسمِّي الفلكيون هذه التقنية علم الفلك الراداري، لأنه يعمل على مبدأ الرادار نفسه. وبدراسة الأصداء اللاسلكية فسوف يكون بإمكانهم قياس المسافة إلى القمر أو الكواكب. كما يستطيع الفلكيون أيضًا استخدام هذه الأصداء لإعداد خريطة للقمر أو الكوكب تُبَيِّن تفاصيل بصغر عرضٍ يقدر بحوالي 274م.

نبذة تاريخية

اكتشف المهندس الأمريكي كارل جانسكي موجات لاسلكية من الفضاء عام 1931م. وفي أواخر الثلاثينيات من القرن العشرين بَنَى واحد من هواة تشغيل اللاسلكي الأمريكيين ويُدْعَى جروت ربر أوَّل تلسكوب لاسلكي. وبعد نهاية الحرب العالمية الثانية عام 1945م، أجرى العلماء في كل من أستراليا وإنجلترا وهولندا تجارب في علم الفلك الراداري.

وفي عام 1957م بنى الفلكي البريطاني السير برنارد لوفل أول تلسكوب لاسلكي ضخم. وقطر عاكس هذا التلكسوب الموجود في مرصد جودرل بانك في مانشستر بإنجلترا، يبلغ 76م. ويدعى أقوى تلسكوب لاسلكي في العالم بالصَّف الكبير جدًا. وهو قائمٌ قُرْبَ سكورو في نيومكسيكو بالولايات المتَّحدة الأمريكيَّة، ويتألَّف من 27 عاكسًا ويبلغ مقدار قطر كلٍّ منها 25م.