助理教授梅雷迪思·麦格雷戈和NIST物理学家杰克·康纳斯教他们的研究生如何建造和使用无线电喇叭天线来定位太空中的中性氢

梅雷迪斯•麦格雷戈, 博彩平台推荐天体物理学助理教授, 和杰克·康纳斯, 美国国家标准与技术研究院(NIST)的物理学家, 想教他们的研究生天体物理学6000 (ASTR 6000)射电天文学的基础知识. 但如何?

“杰克和我一直在集思广益，想如何教射电天文学，让学生们兴奋起来，真正学会它,麦格雷戈说。.  

然后他们有了一个主意——脑电波, 为什么不教他们的学生如何建造并使用金字塔形喇叭天线作为自己动手的射电望远镜呢? 

“比起坐在教室里给人们讲课，做一些有创意的事情似乎更好,麦格雷戈说。.

康纳斯同意. 亲身实践的方法, 他说, 是一种接触那些不喜欢向黑板上的人学习的学生的方式.”  

所以，他们和他们的学生开始工作.

该方法

最先进的无线电天线, 比如智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA), 可以花费数十亿美元来建造吗, 但是可以用不到100美元制造出完全可以使用的机器人. 所需要的只是一点聪明才智. 

号角, 哪一个充当无线电信号的漏斗, 麦格雷戈和康纳斯的学生使用金属化的家庭隔热材料. “博彩平台推荐真的是开车去了家得宝, 购买绝缘件, 把他们绑在车顶上，开车送他们去学校,麦格雷戈回忆道。. 

对于波导, 哪个能接收到喇叭狭窄一端的信号, 他们用的是全食超市的罐装橄榄油. 麦格雷戈说:“橄榄油罐的大小正好合适，非常方便。. “全食超市生产的橄榄油罐非常棒.” 

他们把油从罐子里倒出来，但一点也没有浪费. “我的食品储藏室现在装满了橄榄油，”麦格雷戈说.)

他们还购买了一个软件定义的收音机, 或特别提款权, 从亚马逊, 康纳斯说它的功能有点像麦克风, 放大, 在将天文信号发送到计算机之前对其进行采样和数字化.   

总之，ASTR 6000的学生们建造了三个天线. 当他们指向天空, 他们特别寻找一样东西:银河系臂中的中性氢. 

的元素

氢有一个质子和一个电子, 每一个都有一个叫做自旋的特性, 麦格雷戈解释说. 这些自旋可以对齐，向上或向下，也可以相反. 

但是当电子的自旋翻转时, 它发出21厘米的无线电波长, 也就是氢谱线, 这一发现提供了一种观察银河系的窗口. 

“博彩平台推荐的星系有这样的螺旋臂结构,麦格雷戈说。, 在这些臂中是一堆主要由氢组成的气体云.” 

康纳斯补充说，由于星系旋转的方式，这些气体云相对于地球移动.

“它们和博彩平台推荐一样，绕着银河系中心的超大质量黑洞运行. 但因为它们与银河系中心的距离与博彩平台推荐不同, 它们可能以不同的速度移动.” 

这些不同的速度会产生不同的多普勒频移，由喇叭天线检测到. 

“就像你站在人行道上，听到救护车经过一样, 当它向你袭来, 救护车的警笛声听起来很刺耳, 然后, 当它从你身边经过, 音调下降,康纳斯说。. 

“除了光，这是相同的多普勒频移. 博彩平台推荐实际上是在观察这些氢云发出的光.” 

不同的气体云产生不同的多普勒频移, 这些不同的多普勒频移代表不同的速度. 

“然后你可以说，‘我看着这条视线，我看到了星系的这些不同的臂.’然后你看另一条视线, 你会看到一些不同的速度分布. 所以你基本上可以绘制整个星系的地图，”麦格雷戈说.

更大的图景

学生杰伊·奇蒂迪说，建造无线电天线“是我作为研究生所做过的最吸引人的动手实验之一. 这种方法确实巩固了博彩平台推荐对射电天文学基础的理解, 因为博彩平台推荐在建造和观察天线时必须考虑到它们.”

但麦格雷戈和康纳斯说，他们相信从这次实验中收集到的经验教训不仅仅是氢气云和无线电天线.  

康纳斯说:“我希望能点燃学生们对演奏乐器的热情。. “在那里建造仪器以进行观测的人很缺乏. 了解天体物理学的两个方面对学生的职业生涯和理解非常有价值.” 

“博彩平台推荐真的希望学生们了解博彩平台推荐是如何在各个层面上进行观测科学的,麦格雷戈说。.

她指出，最初对21厘米线的测量和随后对星系的绘制是物理学上的重大突破, 然而那些取得突破的科学家们, 哈罗德·埃文和爱德华·珀塞尔, 使用喇叭天线 非常像在ASTR 6000中建造的那些. 

“我认为这是一个非常有力的教训.”