เมื่อนักดาราศาสตร์พูดถึงกล้องโทรทรรศน์ออปติกพวกเขามักพูดถึงขนาดของกระจก นั่นเป็นเพราะกระจกของคุณใหญ่ขึ้นมุมมองของคุณในสวรรค์ที่คมชัดยิ่งขึ้น มันรู้จักกันในชื่อการแก้ไขพลังงานและเนื่องจากคุณสมบัติของแสงที่เรียกว่าการเลี้ยวเบน เมื่อแสงผ่านช่องเปิดเช่นการเปิดของกล้องโทรทรรศน์มันจะมีแนวโน้มที่จะกระจายหรือกระจาย ช่องเปิดที่เล็กลงยิ่งแสงยิ่งกระจายทำให้รูปภาพของคุณเบลอมากขึ้น นี่คือเหตุผลที่กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่สามารถจับภาพที่คมชัดกว่ากล้องที่เล็กกว่า
การเลี้ยวเบนไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของกล้องโทรทรรศน์ แต่ยังขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงที่คุณสังเกต ยิ่งความยาวคลื่นนานเท่าไรแสงก็ยิ่งกระจายตามขนาดช่องเปิดที่กำหนด ความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นมีขนาดเล็กมากน้อยกว่าหนึ่งในล้านของความยาวเมตร แต่แสงวิทยุมีความยาวคลื่นที่ยาวกว่าพันเท่า หากคุณต้องการถ่ายภาพที่คมชัดเทียบเท่ากับกล้องโทรทรรศน์ออปติคัลคุณต้องมีกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ใหญ่กว่าหนึ่งเท่าของแสง โชคดีที่เราสามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุได้ด้วยเทคนิคที่เรียกว่าอินเตอร์เฟอโรเมท
หากต้องการสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุความละเอียดสูงคุณไม่สามารถสร้างจานวิทยุขนาดใหญ่ได้ คุณต้องมีจานมากกว่า 10 กิโลเมตรข้าม แม้แต่จานวิทยุที่ใหญ่ที่สุดกล้องโทรทรรศน์ FAST ของจีนก็อยู่ห่างไปเพียง 500 เมตร ดังนั้นแทนที่จะสร้างจานใหญ่จานเดียวคุณสร้างจานเล็ก ๆ หลายสิบหรือร้อยจานที่สามารถทำงานร่วมกันได้ มันค่อนข้างเหมือนกับการใช้เพียงบางส่วนของกระจกบานใหญ่ที่ดีแทนที่จะเป็นทุกอย่าง หากคุณทำสิ่งนี้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ออพติคอลภาพของคุณจะไม่สดใส แต่มันก็เกือบจะคมชัด
แต่มันไม่ง่ายเท่ากับการสร้างจานเสาอากาศเล็ก ๆ จำนวนมาก ด้วยกล้องโทรทรรศน์เดี่ยวแสงจากวัตถุระยะไกลจะเข้าสู่กล้องโทรทรรศน์และถูกโฟกัสโดยกระจกหรือเลนส์บนเครื่องตรวจจับ แสงที่ออกจากวัตถุในเวลาเดียวกันจะมาถึงตัวตรวจจับในเวลาเดียวกันดังนั้นภาพของคุณจะซิงค์ เมื่อคุณมีจานวิทยุเรียงกันแต่ละชุดจะมีตัวตรวจจับแสงจากวัตถุของคุณจะไปถึงตัวตรวจจับเสาอากาศบางตัวเร็วกว่าตัวอื่น ๆ หากคุณรวมข้อมูลทั้งหมดของคุณคุณจะมีความสับสนวุ่นวาย นี่คือที่มาของ interferometry
เสาอากาศแต่ละตัวในอาเรย์ของคุณสังเกตวัตถุเดียวกันและในขณะที่พวกมันทำเครื่องหมายแต่ละครั้งจะทำเครื่องหมายเวลาของการสังเกตอย่างแม่นยำมาก วิธีนี้คุณจะมีสตรีมข้อมูลหลายสิบหรือหลายร้อยข้อมูลแต่ละแห่งมีการประทับเวลาที่ไม่ซ้ำกัน จากการประทับเวลาคุณสามารถนำข้อมูลทั้งหมดกลับมาซิงค์ได้ หากคุณรู้ว่าจาน B ได้รับ 2 ไมโครวินาทีเดียวหลังจากจาน A คุณรู้ว่าสัญญาณ B ต้องเลื่อนไปข้างหน้า 2 ไมโครวินาทีเพื่อซิงค์
คณิตศาสตร์สำหรับเรื่องนี้ซับซ้อนมาก เพื่อให้การใช้งานอินเตอร์เฟอโรเมทคุณต้องทราบความแตกต่างของเวลาระหว่างจานเสาอากาศแต่ละคู่ สำหรับ 5 จานที่มี 15 คู่ แต่ VLA มี 27 จานที่ใช้งานหรือ 351 คู่ ALMA มี 66 จานซึ่งทำสำหรับ 2,145 คู่ ไม่เพียงเท่านั้นเมื่อโลกหมุนทิศทางของวัตถุของคุณจะเปลี่ยนไปเมื่อเทียบกับจานเสาอากาศซึ่งหมายความว่าเวลาระหว่างสัญญาณจะเปลี่ยนไปเมื่อคุณสังเกต คุณต้องติดตามมันทั้งหมดเพื่อเชื่อมโยงสัญญาณ สิ่งนี้ทำกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์พิเศษที่รู้จักกันในชื่อ correlator มันถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อทำการคำนวณนี้ มันคือ correlator ที่ให้จานเสาอากาศนับสิบทำหน้าที่เป็นกล้องโทรทรรศน์เดี่ยว
มันใช้เวลาหลายสิบปีในการปรับแต่งและปรับปรุงการรบกวนทางคลื่นวิทยุ แต่มันได้กลายเป็นเครื่องมือทั่วไปสำหรับดาราศาสตร์วิทยุ จากการเริ่มต้นของ VLA ในปี 1980 จนถึงแสงแรกของ ALMA ในปี 2013 interferometry ได้ให้ภาพความละเอียดสูงพิเศษแก่เรา เทคนิคนี้มีประสิทธิภาพมากจนสามารถใช้เชื่อมต่อกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลก
ในปี 2009 หอดูดาววิทยุทั่วโลกตกลงที่จะทำงานร่วมกันในโครงการที่มีความทะเยอทะยาน พวกเขาใช้อินเตอร์เฟอโรเมทในการรวมกล้องโทรทรรศน์เพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์เสมือนที่มีขนาดใหญ่เท่าดาวเคราะห์ เป็นที่รู้จักกันในชื่อ Event Horizon Telescope และในปี 2019 มันทำให้เราเห็นภาพแรกของหลุมดำ
ด้วยการทำงานเป็นทีมและ interferometry ตอนนี้เราสามารถศึกษาหนึ่งในวัตถุที่ลึกลับและสุดขีดที่สุดในจักรวาล
