射電天文學
小時候，常以為天上的星星隻有晚上才會出來，到了白天就一顆一顆地躲回去睡覺了。而古人在觀察星星時，也都是以看得見的星空為目標。人類眼睛看到的光屬於電磁波的一部分，電磁波的波長範圍很大，從短至10^-10米到長至100米以上，而可見光在電磁波中涵蓋的範圍隻有從4×10^-7米到7.5×10^-7米。不過從遠古到20世紀初，人們的天文知識都來自於天體發出的可見光。但我們不能隻是“眼見為憑”哦！如果一意依循這個想法的話，那可會錯失很多有趣的事物！尤其在天文研究的領域裏，有另一個無法用肉眼看見的世界。正因為它無法用肉眼看見，所以研究的起步很晚，一直到20世紀初，人類才開始揭開這一未知領域的神秘麵紗，因此仍有許多驚奇等待我們去發掘。
天體除了放出我們可以肉眼觀察到的可見光外，也同時會放出其他波段的輻射，但因為地球大氣的作用，這些電磁波大部分都無法通過大氣層，想要觀測這些電磁波，就必需到太空去了。隻有可見光及無線電磁波比較不受大氣的影響，可以抵達地表，在地麵進行觀測。從20世紀30年代起，對無線電磁波的研究形成天文學中的射電天文學，它的誕生和發展大大擴充了人們對天體和宇宙的認識，對天文學的進展有十分重要的貢獻。
研究天體發出的無線電磁波對天文學有什麼重要的貢獻呢？因為無線電磁波可以穿透彌漫著塵埃和氣體的星際空間，看到距離較遠的地方，進而探測遙遠的深空，使我們可以看到很多用可見光看不到的現象。此外，溫度較低的波源放出的電磁波以電磁波為主，所以可以借此探測到溫度較低的天體。加上天體釋放的能量很容易產生大量低能光子，發射出無線電磁波，因此即使在很冷的星際空間裏，射電天文學仍可以確定宇宙的基本構造單元——氫原子的位置，使我們對宇宙有了可見光以外的新認識。
既然無線電磁波眼晴看不見，也無法以耳朵聽到，皮膚感覺到，甚至無法以底片感光，那它是如何被發現，又如何被應用到天文觀測的呢？無線電磁波最早是在1888年由德國物理學家赫茲在實驗室從電子火花的振蕩中測得的，因為無線電磁波可以傳送很遠的距離，到了1906年已經被應用來傳送電報。1930年，任職於貝爾實驗室的美國工程師詹斯基為了找出無線電通訊的幹擾因素，建立了一座天線，這座長30.5米，高3.66米的天線基座上裝有輪子，每20分鍾可以繞其中心旋轉一周，就好像旋轉木馬一樣，可以接收來自各方向的無線電磁波。詹斯基使用14.6米的波長進行檢測，到1931年發現天線噪聲來源包括附近的雷雨及遠方的閃電和雷雨，另外有一種微弱但穩定的噪聲，其最大方向似乎在太陽附近。但在進一步研究後，於1935年發表確認了地球外最大的電磁波源是來自銀河係的中心，這一重要的發現，揭開了射電天文學的序幕。
美國的電機工程師及業餘天文學家雷伯1937年在自家宅院製造了一個直徑9.5米的可旋轉拋物麵反射天線，這是第一台為天文研究而建造的射電望遠鏡。它的天線為拋物麵，可以將來自天體的無線電磁波反射聚焦在焦點上，再由焦點上的感應器收集無線電磁波，將訊號傳到接收器記錄下來，這台望遠鏡至今仍在使用中。雷伯在1940年用1.87米波長為基準發表了第一幅銀河係中心電磁波源的等強度線圖，這張圖顯示出銀河係電磁波擾動的中心在人馬座。而後又在1944年繪製出銀河係的電磁波天體圖及提出太陽電磁波的發現。
雷伯雖然是第一位正式發表太陽電磁波的人，但第一位發現太陽有無線電磁波的應該是英國的物理學家海伊。他在第二次世界大戰期間，被英國陸軍征召進行雷達幹擾及反幹擾技術的研究，雷達所用的電磁波波段為無線電磁波。1942年2月底時，英國防空部於白天接到敵軍密集幹擾的報告，因為介於4～8米的防空雷達波長訊號完全被蓋掉，造成英國軍方一陣恐慌，結果後來卻沒有出現任何空襲行動，令人十分困擾。海伊研究這次的幹擾形式，發現最密集的幹擾波來源似乎來自於天空，而且跟隨太陽的方向，他打了一通電話到格林尼治天文台，得知近日太陽中央有一大群太陽黑子，於是估計可能是太陽黑子造成電磁波幹擾的發生，不過因為此事被視為軍事機密，並沒有即時發表，而使雷伯在太陽電磁波的發現上搶了第一。在第二次世界大戰中，為了防空需要，科學家及軍方投入大量人力及物力進行雷達的發展，促成了無線電磁波定位準確度和接收靈敏度的進步，培養了很多無線電和工程專業人才，因而間接引發了戰後一場以電磁波技術調查天空的競賽。
英國劍橋大學的賴爾為了調查太陽的電磁波雜訊與黑子的活動是否有關，同時想確定如果沒有黑子活動的話，太陽是否會發射米波段內的電磁波雜訊。他利用戰時用剩的無線電及雷達儀器來進行研究，為了勝過海伊研究結果的解析度，本來想建造一個直徑152.4米的大天線係統，但因預算很緊，賴爾隻好把兩具小天線接在同一個接收機上，兩具天線之間的距離就是所謂的基線，這種望遠鏡裝置的解析度竟和與其基線相同直徑的大型天線一樣，這就是電磁波幹涉儀發展的開始。有了這個電磁波幹涉儀，賴爾就可以把發射太陽電磁波的區域定位得更精確，以確定它跟太陽黑子活動的範圍區十分接近。
澳洲電磁波物理實驗室的波西也粗略地證實了海伊在大戰期間的研究成果，並作出太陽電磁波發射強度似乎與黑子活動密切相關的結論。1946年2月，正值黑子最劇烈的爆發活動期，波西打算更精確地探測那密集的太陽電磁波爆發的來源。他和賴爾一樣，看出精確描繪出電磁波發射源的關鍵，是在取得比單一天線所能獲得的更大的解析度。他的解決方法是利用高踞崖頂，俯瞰太平洋的軍事雷達天線及海平麵。在風平浪靜的日子裏，海麵的作用等於另一座天線，可以把太陽射線朝崖上的崗哨站反射回來。反射線與直射線互相幹擾的結果使訊號顯示出條紋圖案，使波西能正確地測知發射點的位置，理論上它的解析度可以到10角分，也就是肉眼可見太陽大小的1/3。他由此斷言，密集的太陽電磁波發射會隨太陽黑子的活動而增強。
海伊在繪製米波長電磁波天體圖時，意外發現天鵝座的方向有訊號強度迅速起伏的奇怪現象，他認為這應該是來自像星球的個別電磁波源，波西的同事波頓及史丹利對這個現象，有特別濃厚的興趣，他倆著手以1億赫及2億赫的頻率進行測量，結果發現，不管造成訊號的是什麼，範圍都小於8角分，且強度和太陽相當，所以不會是星係。但當他們查星圖時，卻發現那個區域竟然空空如也，沒有燦爛的明星，也沒星雲，隻是銀河係中一片平淡無奇的區域。由此可知，這個天體的能量都集中在無線電磁波譜內，位置可能在3000光年外。但這是什麼樣的天體呢？另外是否還有這樣的電磁波源存在？如果有，又有多少？宇宙天體的電磁波會不會就是這些未知物產生的？