1700927141
无线电波，像可见光波一样，是电磁频谱的一个波段；但无线电波是不可见的，具有比可见光更长的波长。可见光的波长小于千分之一毫米，而无线电波的波长则从几毫米（微波）到几米（FM波段无线电波）和几百米（AM波段无线电波）。AT&T的无线电电话系统所涉的波长为几米量级，因此央斯基在贝尔实验室所在的霍姆德尔镇建立了一个大型高灵敏度的无线电天线基站（如图92所示），这副天线能够检测14.6米的无线电波。天线被安装在一个可旋转的机架上，每小时转3圈，使得它可以接收到来自所有方向的无线电波。只要央斯基不在，当地的孩子们就会爬上这架世界上最慢的旋转木马玩耍，因此人们给这副天线取了个绰号叫“央斯基的旋转木马轮”。
1700927142
1700927143
到1930年秋，天线建造完毕。央斯基花了几个月的时间来检测在一天的不同时段来自不同方向的无线电干扰的强度。他给天线装上扬声器，这样他可以实际听到自然界无线电干扰的嘶嘶声、噼啪声和静态噪声。慢慢地，他将干扰分为三类。第一类是当地雷雨天气带来的偶然影响；第二类是来自遥远地区的风暴的影响，这种声音较弱，但更恒定；第三类干扰更弱，央斯基将它描述为“由其来源不明的非常稳定的嘶嘶声构成”。
1700927144
1700927145
大多数研究人员会忽略掉未知的射电源，因为比起其他两类信源它并不显著，也不会对跨大西洋通信造成严重影响。然而央斯基决定探究这个神秘信号的起因，他花了几个月的时间来分析这种莫名其妙的干扰。渐渐地，事情变得清晰起来：这种嘶嘶声来自天空中某个特定区域，而且每隔24小时达到一次峰值。事实上，当央斯基更仔细地查看他的数据后，他发现峰值到来的周期为23小时56分钟。峰值之间几乎相隔一整天，但不完全。
1700927146
1700927147
央斯基向同事梅尔文·斯凯勒特提到这种奇妙的时间间隔。斯凯勒特是天文学博士，能够指出这失踪的4分钟的意义。地球每年绕其自转轴旋转365又1/4次，每天持续24小时，所以一年时间为（365+1/4）×24=8766小时。然而，地球每年除了绕其自转轴旋转365又1/4次之外，还绕太阳旋转一周。因此，地球实际上在8766个小时里是旋转了366又1/4次（一年），所以每次旋转的时长为23小时56分钟，这个时间被称为恒星日。恒星日的意义在于，它是我们相对于整个宇宙旋转一周所持续的时间，而不是我们局地的一天24小时。
1700927148
1700927149
斯凯勒特非常熟悉恒星日的持续时长及其天文学的相关意义，但这些知识在央斯基听来则是一个惊喜，他马上开始考虑他测得的无线电干扰的意义。他意识到，如果这种神秘的无线电嘘嘘声每个恒星日达到一次峰值，那么其信源必定是远远超出地球和太阳系的某个天体。恒星日暗示存在一种宇宙射电源。事实上，当央斯基试图确定这种无线电信号的方向时，他发现它来自银河系中心。唯一的解释是，我们的银河系正在发射无线电波。
1700927150
1700927151
年仅26岁的卡尔·央斯基成为了探测和识别来自外太空无线电波——一个真正的历史性的发现——的第一人。现在我们知道，银河系中心有很强的磁场，它与快速运动的电子相互作用导致无线电波的恒定输出。央斯基的研究打开了探索这一现象的一扇窗。他在一篇题为“河外源的显性电性干扰”的文章里宣布了这一结果。
1700927152
1700927153
《纽约时报》拾起这个故事，在1933年5月5日的报纸头版进行了文章报道。它向读者保证：“没有任何迹象表明……这些星系的无线电波是某种星际信号，或者说它们是某种形式的智慧生命力图进行星际通信。”但这不足以阻止一堆信件堆上央斯基的办公桌，它们声称他正接收到来自外星人的重要讯息，我们不应忽视这些外星人的存在。
1700927154
1700927155
央斯基的突破的真正意义甚至超越了银河系发射无线电波这一重大发现。他的成就在于建立起射电天文学这一学科分支，它表明，天文学家可以通过对超出人眼可见的狭窄的电磁波波段以外的波段的观察来了解广袤的宇宙。正如第3章中提到的，物体发出的电磁辐射的波长范围非常宽阔。这些波长，如图93所总结的那样，既可以比我们可见的熟悉的彩虹的波长长，也可以比它的短。
1700927156
1700927157
1700927158
1700927159
1700927160
图93 可见光的光谱只是电磁波谱中的一小段。所有电磁辐射，包括可见光，是由电场和磁场的振动构成的。可见光波长的范围仅限于电磁波谱中的一个非常狭窄的波段。因此，为了尽可能全面地研究宇宙，天文学家试图在整个波长范围上——从十亿分之一米（X射线波段）到几米（射电波段）——来检测辐射。
1700927161
1700927162
虽然我们无法用眼睛看到这些极端的波长，但它确实存在。这种情况就如同声音一样。动物发出的声音有一个波长范围，但是我们人类只能听到其中非常有限范围内的声音。我们既听不到大象发出的次声波（长波长），也听不到蝙蝠发出的超声波（短波长）。我们之所以知道超声波和次声波的存在，只是因为我们可以用特殊仪器检测到它们。
1700927163
1700927164
央斯基走在了他所处时代的前头，因为他那个时代的天文学家还不熟悉无线电技术，不愿跟进他的突破。更糟糕的是，又赶上大萧条，贝尔实验室无法拨出资金支持射电天文学，于是央斯基只好被迫放弃他的研究。然而，央斯基的突破及时鼓励了天文学家去拓宽超出可见光谱的观测范围。
1700927165
1700927166
今天的天文学家不仅运用射电望远镜，还包括红外望远镜、X射线望远镜等设备，这使他们能够获取整个电磁频谱的信息。通过探索这些不同波长的信息，天文学家能够从不同方面来研究宇宙。例如，X射线望远镜探测的是最短的波长，这个波段是观测宇宙中最活跃事件的理想场所。红外线望远镜在观测我们自己的银河系方面非常有效，因为红外线波长能够穿透星系尘埃和气体，使可见光看不清的对象变得清晰。
1700927167
1700927168
利用天体发出的每一种可能波长的光来探测已成为现代天文学的中心原则。光，无论是可见的还是不可见的，是研究宇宙的唯一途径，因此天文学家们必须利用一切可以利用的波长去拾取每一个可能的线索。
1700927169
1700927170
说点题外话。有趣的是，央斯基对星系射电辐射的探测纯属偶然，因为他遇到的这种美妙的东西并非他一开始就要寻找的东西。其实，这只是科学发现上鲜为人知但出奇地常见的特征——偶然的机遇——的美好例证之一。“偶然的机遇（serendipity）”这个词是由政治家兼作家罗伯特·沃波尔爵士于1754年创造的。他在一封信里讲述关于一个熟人的一件偶然而幸运的发现时用了它：
1700927171
1700927172
这个发现确实几乎称得上我说的那种“偶然的机遇”，一个非常富有表现力的词，我没有更好的表达方式来传递这其中的微妙关系，我将努力向你解释：通过推演而不是定义你会更好地理解它。我曾经读过一个可笑的童话，叫作《塞伦迪普的三个王子》中讲道：在这三位殿下的旅行中，他们一直在通过偶然而睿智的方式来发现那些并非他们追求的东西。
1700927173
1700927174
科学技术史上充满着偶然。例如，1948年，乔治·德梅斯特拉尔在瑞士乡间散步时，看到他裤子上粘了一些带刺的种子，他发现这些刺的弯钩牢牢地抓在织物的纹理上，于是受到启发，发明了尼龙搭扣。称得上偶然的另一个例子是，阿特·弗莱在开发强力胶时，意外地配制出一种粘性非常低的胶水。这种胶水的粘性低到被粘在一起的两件东西轻轻一拉就脱开了。弗莱，这位当地教堂唱诗班的成员，机敏地将这种配制失败的胶水涂抹在纸边上，然后在这种涂有胶水的纸上写上页码贴在赞美诗集上，就这样，报事贴便条便诞生了。医疗上偶然性的一个例子是伟哥，这种药最初是开发用来治疗心脏病的。后来发现参与临床试验的患者坚决拒绝交还那些尚未服用的药片，即使这些药物对他们的心脏问题没有显著的作用，于是研究人员开始怀疑这种药物可能有积极的副作用。
1700927175
1700927176
我们不宜轻易地给那些抓住机遇的科学家贴上“幸运”的标签，这是不公平的。所有这些借助偶然而成功的科学家和发明家们之所以能够抓住仅有的一次机会取得成功，是因为他们已经积累了足够的知识，成功只是水到渠成的结果。正如路易斯·巴斯德——他也得益于偶然——所说的那样：“机遇垂青有准备的头脑。”沃波尔在上述的他的信里也强调了这一点，他将意外发现描述为“偶然和智慧”的结果。
1700927177
1700927178
此外，那些受到机遇垂青的人在机遇来临时必须准备好拥抱机遇，而不是简单地将裤子上粘着的刺儿果刷掉，将配制失败的胶水倒入水槽，或放弃一个不成功的医疗试验了事。亚历山大·弗莱明之所以能发明青霉素，全赖于从窗户吹进来漂浮在培养皿上的一块青霉菌斑，它落在培养皿上，杀死了培养的细菌。许多微生物学家此前极有可能也遇到过青霉斑点污染了他们培养的细菌的情况，但他们都将受污染的菌体倒掉了，而不是看到有可能发现能挽救数百万人的生命的抗生素的机会。温斯顿·丘吉尔曾经说过：“男人偶尔会被真理绊倒，但他们大多数自己爬起来，匆匆赶路，好像什么事也没发生过一样。”
1700927179
1700927180
返回到射电天文学，我们将看到，偶然性不仅仅孕育了这种新的观测技术，其实它要有用得多。在未来几年里，它将在这一领域的几项发现中发挥着核心作用。
1700927181
1700927182
例如，在二战期间，中学教师斯坦利·海伊被借调到陆军作战研究小组从事英国雷达研究项目。传输和接收无线电波是雷达工作的基础，海伊被要求解决盟军雷达所面临的一个特殊问题。操作员在监视雷达系统时偶尔发现，屏幕会出现像圣诞树那样的闪光，这种干扰阻碍他们识别敌人的轰炸机信号。他们认为这是德国工程师们开发的一种新的雷达干扰技术，让英国的雷达站的雷达出现闪屏。海伊给自己定下的任务是搞清楚德国人是如何产生如此强大的无线电干扰信号的，搞清楚这一点，就能找到对付它们的办法。后来，到1942年春天，他搞明白了，英国雷达上出现的问题与德国人无关。
1700927183
1700927184
海伊注意到，干扰似乎在早晨来自西边，中午时分来自南边，下午又转移到东边，日落后消失。显然，这不是纳粹的秘密武器，而只是太阳发出的射电辐射的结果。事有凑巧，太阳正处在其11年太阳黑子周期的峰值期，射电辐射的强度与强烈的太阳黑子活动联系在一起。通过研究雷达，海伊意外地发现，太阳——想必所有的恒星——会发射无线电波。
1700927185
1700927186
海伊似乎特别受机遇的青睐，因为在1944年，他又做出了另一个幸运的发现。在使用特种雷达系统指向某个很窄的角度时，这是他开发出来用来对付入侵的V-2火箭的技术，海伊注意到，流星在穿过大气层时也发出嘶嘶的无线电信号。
1700927187
1700927188
当战时雷达研究的热潮在1945年结束时，盟军方面留下了大量冗余的无线电设备和一大帮懂得如何使用它们的科学家。正是出于这些原因，射电天文学开始成为一个严肃的研究领域。第一批全职射电天文学家中有两人——斯坦利·海伊和他的战时同行，雷达研究员伯纳德·洛弗尔。洛弗尔设法弄到了一台前陆军机动雷达装置，开始实施射电天文观测的计划。但这只是洛弗尔在曼彻斯特建立射电天文学观测台的起点。电车经过带来的无线电干扰迫使他将观测站移到焦德雷尔班克——该城市以南大约30千米外的一个植物园里。在那里，他开始建造一个世界级的无线电观测站。与此同时，剑桥大学的马丁·赖尔则试图不落焦德雷尔班克之后。也正是赖尔将射电天文学变成了判断大爆炸与稳恒态争议的关键手段。
1700927189
1700927190
