平方公里阵列射电望远镜：揭开宇宙奥秘的巨网

SKA分两阶段建设，将大幅提升天文观测能力，助力研究宇宙早期演化、星系结构与暗能量等重大科学问题

射电天文学通过接收宇宙天体发出的无线电波来研究其物理与化学特性。由于宇宙中各类天体在不同波长上释放独特的射电信号，且无线电波可穿透星际介质和地球大气，成为获取宇宙信息的重要途径。然而，传统射电望远镜难以捕捉微弱信号。正在建设中的平方公里阵列（SKA），凭借大规模天线阵列与先进综合孔径技术，将极大提升观测灵敏度与分辨率，开启射电天文新纪元。

▲ 澳大利亚卡纳冯地区64面射电望远镜之一。（图片来源：VCG）

SKA项目分为两个阶段实施。第一阶段（SKA1）包括位于澳大利亚的低频阵列（SKA-Low）和位于南非的中频阵列（SKA-Mid），预计于2028年完工。SKA-Low由131,072个约两米高的“圣诞树”状小型天线组成，主要接收50 MHz至350 MHz的低频信号，用于探测宇宙大爆炸后的早期演化，特别是宇宙再电离时期。SKA-Mid则部署197台直径约15米的抛物面天线，接收350 MHz至15.4 GHz的中频波段，可生成高分辨率图像，用于研究星系、脉冲星及黑洞等天体。

第二阶段（SKA2）尚在规划中，拟在全球增设更多天线阵列，进一步提升系统灵敏度与空间分辨率。

SKA将通过对星系及星系团的大规模精确测绘，绘制宇宙大尺度结构图景，并结合宇宙微波背景辐射（CMB）数据，更准确测定哈勃常数、物质密度参数和暗能量性质等基本宇宙学参数。CMB是充满可观测宇宙的微波辐射，虽在光学望远镜下不可见，但可通过高灵敏度射电设备如SKA探测到近乎均匀的微弱背景信号。

作为全球规模最大的射电望远镜阵列，SKA犹如一张铺设在地球上的巨网，致力于捕捉来自宇宙深处的信号。建成后，它将广泛应用于宇宙微波背景、星系演化、快速射电暴等前沿科学研究，推动人类对宇宙本质的认知迈向新高度。