别作声，我们在研究宇宙

　　射电天文学家之烦恼

　　几十年前，我们头顶上的空间对于射电天文学家来说，还是非常安静的处所。那时，即便使用最灵敏的天线，也只能接收到一些非常微弱的无线电波信号：产生于太古宇宙的微波背景辐射的嘶嘶声，旋转中的中子星发出的精确的鼓点声（脉冲星信号），闪电低沉的呼啸声……然后，有了广播、电视，它们庞大的发射塔让空中充满了电磁噪音。现在，又加上手机、GPS、闭路电视、无线宽带等，而且很多还是可移动的。于是，平静的太空终于嘈杂声一片。

　　射电天文学家非常清楚这一切会造成什么后果。干他们这一行，需要一个非常安静的无线电波工作环境，因为只有这样，才能探测到来自宇宙深处的某些微弱信号。而当空间充满喧嚣，安静就越来越难觅到了。如今，射电天文学家们不得不为他们的一项基本权利——拥有安静的权利，而斗争。管理和分配无线电波

　　这些五花八门的无线电信号，事实上影响着我们每个人的生活。因为无线电信号不像子弹，只射向一个地方，它发射出去后，是要在整个空间弥漫开来的——除非被阻挡住了，否则任何人在任何地方用适当的装置都能接收到。因此，倘若不对电波进行管理，将出各种乱子：你家的电视信号可能在你每次打电话时被切断，或者因为你拿手机拨个电话，飞机就突然从天上掉下来，因为你的手机信号干扰了航班的正常飞行……

　　如何管理？那就要对无线电波的波段进行分配。因为无线电波的频率范围是很宽的，从3千赫一直到300吉赫（频率低于3千赫的叫超低频波，高于300吉赫的叫远红外线）。分配就是对每个波段甚至某个特定频率指定一个专门的用途，然后大家共同遵守，这样各种设备就不会彼此干扰了。

　　国际上有专门的机构做这件事情。一个多世纪以来，国际电信联盟主持下的世界无线电通信大会，每4年都要在日内瓦举行一次，参会者来自各国商界、科学界和政府部门，会议最重要的一项议题就是协商无线电波的分配。

　　达成国际协议后，就产生了大家一致遵守的某些规则，例如全球空中飞行器的无线电呼救信号频率统一为121.5兆赫。此外，人们还详尽地制定出，哪些国家、哪些机构可以在什么地方使用哪些波段的无线电波等细则。结果是，电视和广播播出的无线电波只能被电视和收音机接收，手机只能接收手机信号，还有GPS、气象卫星、汽车停车雷达、用于检测铁路线上是否有障碍物的火车雷达，以及所有其他信号的发射和接收装置，都可以在工作时井水不犯河水。干扰日益严重

　　在世界无线电通信大会上，大家出于对科学研究的尊重，往往给射电天文学家预留某些波段，不参与分配。但对射电天文学家来说，这样做是不够的，因为倘若其他用途的波段与为他们预留的波段太接近，还是会对研究工作造成干扰。

　　举个例子。宇宙中氢原子发射的无线电波，集中在从1400兆赫到1427兆赫的波段，此波段对应的波长约为21厘米。这个21厘米波揭示了以中性氢原子为主要成分的星际气体云的存在，可用于描绘银河系旋臂和跟踪它的旋转。保护此波段不被人工信号干扰，对于射电天文学家十分重要。

　　过去传统的电视、广播，其使用的频率都在千赫和兆赫的量级，远低于这个波段，所以干扰基本可以忽略。但是，电波的频率越高，其带宽越大;带宽越大，信息传输速度越快。频率从几百兆赫到几吉赫是移动3G、4G和宽带业务的最佳波段。而随着移动技术向5G业务推进，电信公司还要向更高频率的波段“入侵”。这一切使得人类通讯对天文研究的干扰日益严重。天文学家的对策

　　一般来说，射电天文学家在电波分配问题上拥有优先权。比如，当别人申请使用的某个波段靠近预留波段时，他们会建议在两者之间开辟一个“缓冲区”——防止申请的波段和太靠近预留波段，以免干扰信号的频率“溢入”预留波段。

　　如果这还不够，他们就要动用否决权。比如2015年，某国电信公司的一项申请威胁到21厘米波段时，天文学家经过评估认为，仅当一座射电天文台方圆500千米以内没有电信发射基站时，才不会对研究造成影响，而电信公司表示无法做到这一点，于是它的申请被否决了。

　　另一个解决方案是创建允许两个或多个用途的共享波段。比如在无线电波的高频区，共享会变得比较容易，因为无线电波被大气吸收得很快，特别是在数十吉赫及以上的波段。只要大家事先协调好在哪里、在何时进行信息傳输，射电望远镜就可以避免受到干扰。

　　对于天文学家自身来说，他们还可以把射电望远镜建在与世隔绝的高海拔地区以减少干扰。未来，还可以考虑把射电望远镜建到南极甚至月球上。