编者按：1895年11月27日，诺贝尔在巴黎留下遗嘱设立诺贝尔奖，该奖每年授予在物理学、化学、生理或医学、文学、和平领域内对人类做出最大贡献的人。因此，诺贝尔并没有给天文学设置奖项。但纵观诺奖的历史，物理诺奖已经有十多次颁发给天文学家，这是为什么呢？主要是因为现代天文学与物理学已经密不可分，太空已经成了验证基础物理学的实验室。《来自星星的诺奖》系列十期文章带你回顾那些颁给天文学家的物理诺奖，本期是第一期。
作者：星辰大海
(资料图)
马丁·赖尔
1974年物理学奖，由两位英国物理学家分享，他们是马丁·赖尔和安东尼·休伊什，以表彰他们在射电天文学方面的先驱性工作。赖尔发明了综合孔径射电天文望远镜，并在射电天体物理学领域进行了开创性研究；休伊什在发现脉冲星的过程中起到决定性作用。
安东尼·休伊什
综合孔径射电天文望远镜的发明可谓是天文学领域的一次革命，大大拓展了人类观测宇宙的视野。我们知道，望远镜的口径越大分辨率越高，这个规律适用于所有波段的望远镜。但望远镜的口径不能无限增大，无论从制造工艺和成本上讲，都是不可能的。大家都知道，目前位于贵州的我国的“天眼望远镜”，直径达到了500米，是目前世界上最大的单口径望远镜。这个望远镜几乎达到了单口望远镜的工程极限。
国家天文台的一位天文学家曾表示，今后人类几乎不可能再建比这个口径还大的射电望远镜了。要想进一步提高望远镜的分辨率，还有另一种方案，就是利用赖尔发明的“综合孔径”技术把多个小口径的望远镜联合起来“模拟”出一个大口径的望远镜。
基于综合孔径技术的射电望远镜以美国的甚大天线阵（Very Large Array，缩写为VLA）为代表，它是由27台25米口径的天线组成的射电望远镜阵列，位于美国新墨西哥州的圣阿古斯丁平原上，海拔2124米，是世界上最大的综合孔径射电望远镜。甚大天线阵每个天线重230吨，架设在铁轨上，可以移动，所有天线呈Y形排列，每臂长21千米，组合成的最长基线可达36千米。甚大天线阵隶属于美国国家射电天文台（NRAO），于1981年建成，工作于6个波段，最高分辨率可以达到0.05角秒，与地面大型光学望远镜的分辨率相当。这座射电望远镜阵列还经常在影视剧中出现，例如1997年，著名的科幻电影《接触》中就有VLA的身影。
《接触》海报，背景是甚大干涉阵列。
2019年，天文学家公布了第一张黑洞照片，震惊全球。你知道吗？这张黑洞照片就是利用的“综合孔径”技术，把分布在世界各地的八个毫米波/亚毫米波射电望远镜组成一个地球大小的“事件视界望远镜”(EHT)拍摄得到的。
在这8座射电望远镜当中，要数阿塔卡马大型毫米波阵(ALMA）最为强大！ALMA本身也是一个综合孔径望远镜，它位于智利北部的阿塔卡马沙漠中，海拔达5000米，那里终年干旱，为观测创造了良好的条件。目前，ALMA是由66架可移动的单体望远镜组成的干涉阵列，望远镜之间通过光纤传递信息。ALMA造价达14亿美元，是目前最为昂贵的地基望远镜之一。如果没有ALMA的加盟，观测黑洞的视界简直是不能完成的任务。下面再看看脉冲星发现的过程。
1968年，乔瑟琳·贝尔和安东尼·休伊什用剑桥外的射电望远镜阵列意外地发现了脉冲星。休伊什是贝尔的导师，在60年代，他为了观测类星体，设计了一台大型射电望远镜，这台望远镜作为穆拉德射电天文台的一部分，目前仍保留在剑桥以外几英里的地方。这台“望远镜”的样子不像我们印象中的传统射电望远镜。它由大约1000个柱子组成，这些柱子排列整齐，插进地里，超过一百多英里长的电线延伸在它们之间，形成大约2000个偶极子。随着地球自转，望远镜实时扫描着整个天空。贝尔也是在这个时候开始攻读博士学位，她的任务是操作望远镜并分析所有数据。
望远镜产生了大量图表数据，所有这些都必须进行手动分析。贝尔在观测中发现，有一种非常规律的无线电脉冲准时出现，每隔1.33秒一个周期，非常稳定，她感到非常困惑，因为在自然界想不到有什么样的物理机制能够产生这样稳定的脉冲信号。因此，当时还一度认为是外星人发射的信号，他们称之为“小绿人”。但随着探测的深入，他们又探测到其他天区发出的这种规律的信号。假如是外星人发出的信号，那岂不是天空到处是外星人？
这些意外的发现让休伊什和贝尔确定了那既不是人为干扰，也不是外星生命，而是真正来自太空的天体。休伊什和贝尔共同写下了他们的结论，并在《自然》杂志发表了一篇论文，引发了巨大的媒体关注，脉冲星的发现就此公之于众，这也是二十世纪最为重大的天文发现之一。
安东尼·休伊什因为发现脉冲星在1974年获得了诺贝尔物理学奖，遗憾的是，贝尔没有获奖，尽管她在脉冲星的发现过程中发挥过重要作用。但贝尔在发现脉冲星过程中的贡献是有目共睹的，虽然没能获得诺奖，但她在天文学界已是大名鼎鼎，无人不晓。
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