前世界第一的阿雷西博望远镜，到底有多大？

出品：科普中国

制作：蕉叶

监制：中国科学院计算机网络信息中心

说到射电望远镜，最为大众熟知的应该是位于我国贵州省的500米口径的“天眼”望远镜了。不过，一些关注“天眼”望远镜的人还会知道另一个常用来与其做比较的望远镜——位于波多黎各的美国阿雷西博射电望远镜。

“天眼”望远镜与阿雷西博望远镜同属于固定式望远镜，两者外观上相近。但从口径来看，前者“天眼”是新晋世界最大单口径射电望远镜，后者阿雷西博则是前任世界最大单口径射电望远镜。这也是他们常常被放在一起作对比的原因。

图1阿雷西博射电望远镜（左；图片来源：Space）与“天眼”射电望远镜（右；图片来源：China Daily）

那么，阿雷西博这个前世界最大望远镜，究竟有多大呢？

这本来不应该是一个难以回答的问题，但当你用各种搜索引擎查找一番资料之后，却会发现，有人说阿雷西博望远镜的口径是305米，有说350米，还有说366米。究竟哪种说法正确，一时让人难以判断。

先放一个正确的说法：美国阿雷西博望远镜口径305米，利用天然喀斯特洼地建造。这一说法源于阿雷西博天文台官方网站提供的，2020年8月4日更新的最新版本用户手册[1]。

那之前流传在国内的各种“流言”到底是怎么回事？我们来一探究竟，看看问题出在了哪里吧。

流言一：阿雷西博望远镜口径升级到了350米

这是目前在国内流传最广、影响力最大的一种“假流言”。有不少新闻媒体在报道相关新闻的时候采用了这种表述，或直接说阿雷西博望远镜口径就是350米。

关于阿雷西博望远镜升级到350米的说法，目前国内网络中所找到的最早来源，是2006年6月有网友[2]引用维基百科“射电望远镜”词条中“位于美国波多黎各岛上的阿雷西博望远镜，为固定在山谷当中的单口径球面天线，口径305米，后扩建为350米”这一内容。通过翻阅维基词条历史版本，发现这个说法在此词条2005年3月创建时就有了。可惜维基词条中并没有给出参考文献，也没能找到比这词条更早的版本，因此无法知道究竟为何会出现这一流言。

流言二：阿雷西博望远镜在1974年升级到了350米

这是流言一的一个极具蛊惑力的“升级版本”。之所以极具蛊惑力，是因为从官方资料中可以知道阿雷西博望远镜确实在1974年更换了反射面面板，提升了望远镜观测能力。但是，更换面板不代表就会增大望远镜口径啊！实际上，这次更换面板只是提高了面板的精度，从而提高了望远镜观测频率，并没有加大望远镜口径。

旧面板透光率大，能透过面板看到面板下方地面；新面板则不行。

目前能找到的最早将阿雷西博口径增加这事和1974年更换反射面面板联系起来的信息出处，是在2013年3月网友所写的游记[3]中提及：“1974年11月16日，为庆祝射电望远镜的直径从1000英尺（305米）延长到350米，阿雷西博射电望远镜向距离地球25,000光年的球状星团M13，发送了共计1,679个二进制数字所组成的无线电信息，被称为阿雷西博信息。”

这段描述在游记中是带双引号的，应该是引用了别处的信息，但目前无法查到更早的信息来源。阿雷西博信息的发送确实和1974年的这次升级有关系，因为发射这个信息所用的设备是此次升级所装备的新雷达，但“口径延长”的论断肯定是不准确的。

流言三：阿雷西博望远镜后来再次升级到了366米

近年来，关于阿雷西博望远镜口径扩大到366米的说法开始传播，并有愈演愈烈的趋势。究其原因，有的是因为网友笔误从而带来的错误引用，有的是因为有科普文章提到“1980年以后，再一次改建，把天线直径扩大到366米。”

像后者这种给定改造时间的流言同样具有蛊惑力。为什么这个流言听起来有板有眼？我们先来看看事实是什么样子的吧：

1984年，美国科学家建议为阿雷西博望远镜反射面外围增加一圈金属围栏，以屏蔽来自周围的射电干扰[6]。1993年，阿雷西博主反射面外围增加了16米高（部分资料，包括康奈尔大学官网，说的是50英尺高，即15.24米）的不锈钢网围栏（称为“ground screen”），用以减少来自地面和周围环境的电磁辐射干扰。没有证据表明，这一围栏有用作望远镜反射面的一部分。

按照这段史实，如果听信了阿雷西博在1974年升级为350米的流言，又在查阅资料的时候发现它边缘增加了16米，那不就350加16等于366米了？！（当然，数学稍好的读者马上就会发现这样计算方式本身就是错误的）

图3阿雷西博望远镜馈源平台掉落砸到主反射面。可以看到主反射面边缘的“面板”是网状的，和中间的面板不一样。这部分“面板”并不用以汇聚电磁波，不计算在望远镜口径之内。对比图2会发现，外沿这圈网状“面板”原本是没有的。

（图片来源：NAIC）

值得一提的是，FAST曾经也考虑增加类似的围栏以减少来自周围的干扰。对于FAST而言，这样的围栏需要45米高[7]。希望以后不会因为FAST增加了围栏而生出一些不实的传闻吧。

流言四：阿雷西博望远镜建在火山口上

除了“口径之谜”，近年来广泛流行的还有一条流言，认为阿雷西博望远镜是建在火山口中的。

我们知道，“天眼”望远镜是利用天然喀斯特洼地建成的，这样能减少土石开挖量，大大减小工程难度和预算。诚然，火山口也是呈洼地形式，但从地质条件、排水等方面看，它并不是一个好的选择。再者，阿雷西博望远镜用户手册介绍中明确提及，阿雷西博是利用喀斯特洼地建成的。

图4 1959年拍摄的阿雷西博望远镜所在喀斯特洼地（图片来源：参考文献9）

关于阿雷西博望远镜位于火山口这一说法，目前找到最早的信息是2008年10月的一篇报道[8]，其中提及“美国康奈尔大学设在波多黎各火山口上的阿雷西博天文台”。

后来，2009年8月8日，维基百科在“射电望远镜”词条进行的一次修改中，将原本“位于美国波多黎各岛上的阿雷西博望远镜，为固定在山谷当中的单口径球面天线，口径305米，后扩建为350米”这一说法改为“位于美国波多黎各岛上的阿雷西博望远镜，为固定在天然火山口当中的单口径球面天线，口径305米，后扩建为350米”。鉴于维基百科的影响力，也许这一词条是“火山口流言”流传开来的主要源头。

以上几条关于阿雷西博望远镜的流言虽然扩散范围较大，但仅限于中文资料中。如果通过英文关键词查询，几乎看不到相关谣传。有极少数英文资料会将阿雷西博望远镜口径写成350米，但没有提到升级的事，应该仅仅只是笔误将305米写成350米。

追求科学，也是在追求真相。在信息广为流通的互联网时代，信息失真的现象经常会出现，人们常常在汪洋大海般的信息中迷失了找寻真相的道路。流言并不可怕，将真相告知公众才是破解之道。希望通过这篇文章，可以终结一些流言。

参考资料：

[1]阿雷西博望远镜用户手册.https://www.naic.edu/ao/scientist-user-portal/astronomy/astronomer-guide

[2] 2006年天涯社区相关帖子引用维基百科错误说法http://bbs.tianya.cn/post-no04-553330-1.shtml

[3] 2013年网友新浪博客http://blog.sina.com.cn/s/blog_48dcdda20102e45z.html

[4]知乎网友回答https://www.zhihu.com/question/33911076/answer/84207405

[5]大眼客相关科普文章https://mp.weixin.qq.com/s/5ntKK9Wu_ZimBdaE87xVZg

[6] NASA官网阿雷西博望远镜部分史料https://www.history.nasa.gov/SP-4218/ch9.htm

[7] Jin C , Zhu K , Fan J , et al. The optics of the five-hundred-meter aperture spherical radio telescope. IEEE, 2013.

[8]哈尔滨新闻网关于麦田怪圈报道https://harbin.dbw.cn/system/2008/10/12/051540377.shtml

[9] Altschuler教授所写资料www.naic.edu/~astro/School/Talks/large_pdf/altschuler_ao_2.pdf