Με την πρώτη ματιά, ο ήχος ενός ραδιοφώνου στο αυτοκίνητο και το σήμα από ένα μακρινό γαλαξία μοιάζουν εντελώς διαφορετικά. Κι όμως, βασίζονται στην ίδια θεμελιώδη φυσική: τα ραδιοκύματα.

Τα ραδιοκύματα είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όπως το ορατό φως ή οι ακτίνες Χ. Η διαφορά είναι απλώς στο μήκος κύματος και τη συχνότητά τους. Τα καθημερινά ραδιόφωνα (όπως αυτά που έχουμε στο αυτοκίνητο ή στο σπίτι) λαμβάνουν σήματα που μεταδίδονται από κοντινούς σταθμούς, σε συγκεκριμένες συχνότητες (συνήθως 88–108 MHz για το FM), μεταφέροντας μουσική ή ειδήσεις.

Στο διάστημα, τα πράγματα είναι λίγο πιο περίπλοκα. Ουράνια σώματα όπως άστρα, γαλαξίες, μαύρες τρύπες ή αέρια νέφη εκπέμπουν τα δικά τους ραδιοκύματα, και προκύπτουν από φυσικές διεργασίες, όπως ηλεκτρόνια που περιστρέφονται σε μαγνητικά πεδία ή άτομα που αλλάζουν ενεργειακή κατάσταση. Τα ραδιοτηλεσκόπια κατασκευάζονται για να ανιχνεύουν αυτά ακριβώς τα εξαιρετικά ασθενή σήματα.

Ποιες είναι λοιπόν οι διαφορές;

1. Τα επίγεια σήματα είναι ανθρώπινα κατασκευάσματα. Τα διαστημικά σήματα είναι φυσικά και συνήθως αρχαία^[1].

2. Τα ραδιοκύματα από το διάστημα είναι εξαιρετικά ασθενή, λόγω της απόστασης που χρειάζεται να ταξιδέψουν για να μας φτάσουν, απαιτώντας ευαίσθητους δέκτες και μεγάλα τηλεσκόπια.

3. Τα καθημερινά ραδιόφωνα χρησιμοποιούν περιορισμένο εύρος. Η ραδιοαστρονομία καλύπτει τεράστιο φάσμα συχνοτήτων.

4. Τα επίγεια σήματα μετατρέπονται σε ήχο. Τα αστρονομικά σήματα μετατρέπονται σε δεδομένα: εικόνες, φάσματα ή καμπύλες φωτεινότητας.

5. Τα ραδιοτηλεσκόπια χρησιμοποιούν μεγάλες παραβολικές κεραίες για να συλλέξουν σήματα. Το σχήμα του “πιάτου” επιτρέπει ακριβή εστίαση και κατευθυντικότητα, ενώ το μεγάλο μέγεθος αυξάνει σημαντικά την ευαισθησία. Αντίθετα, τα καθημερινά ραδιόφωνα λαμβάνουν ισχυρά τοπικά σήματα με μικρές κεραίες.

Και όμως, όλα είναι μορφές της ίδιας ακτινοβολίας.

Αξιοσημείωτο είναι ότι με ραδιοκύματα μπορούμε να ανιχνεύσουμε και φαινόμενα μέσα στην ατμόσφαιρά μας. Όταν ένας μετεωρίτης εισέρχεται στην ατμόσφαιρα, αφήνει πίσω του ένα ιονισμένο ίχνος που μπορεί να αντανακλά ραδιοσήματα από μακρινούς πομπούς, σαν ένας καθρέφτης. Με αυτή την τεχνική, που λέγεται meteor scatter, μπορούμε να εντοπίσουμε μετεωρίτες ακόμα και τη μέρα ή με συννεφιά, χρησιμοποιώντας μόνο μια κατάλληλη κεραία και έναν δέκτη.

Είτε λοιπόν ακούς μουσική, είτε μελετάς ένα μακρινό γαλαξία, είτε ανιχνεύεις έναν μετεωρίτη που πέφτει στη Γη, χρησιμοποιείς το ίδιο εργαλείο: ένα ραδιόφωνο συντονισμένο στο αόρατο φως του σύμπαντος.

[1]: Καθώς οι περισσότερες αστροφυσικές πηγές βρίσκονται πολλά έτη φωτός μακριά μας (από χιλιάδες ως πολλά εκατομμύρια), παίρνει μεγάλο χρονικό διάστημα για να μας φτάσουν στη Γη.