Гроте Ребер (22 декабря 1911 г. – 20 декабря 2002 г.) был американским пионером радиоастрономии , которая объединила его интересы в любительском радио и любительской астрономии . Он сыграл важную роль в исследовании и расширении пионерской работы Карла Янского и провел первый обзор неба в радиочастотах. [1]
Его радиоантенна 1937 года была второй, когда-либо использовавшейся в астрономических целях, и первой параболической отражательной антенной, использовавшейся в качестве радиотелескопа . [ 2] В течение почти десятилетия он был единственным в мире радиоастрономом. [3] [4]
Ребер родился и вырос в Уитоне, штат Иллинойс , пригороде Чикаго , и окончил Технологический институт Армора (ныне Иллинойсский технологический институт ) в 1933 году по специальности «электротехника». Он был радиолюбителем (позывной W9GFZ) и работал на различных производителей радио в Чикаго с 1933 по 1947 год.
Когда в 1933 году он узнал о работе Карла Янски , [5] [6] [7] он решил, что это именно та область, в которой он хотел бы работать, и подал заявление в Bell Labs , где работал Янски.
Летом 1937 года Ребер решил построить свой собственный радиотелескоп на заднем дворе в Уитоне, штат Иллинойс . Радиотелескоп Ребера был значительно более продвинутым, чем у Янски, и состоял из параболической тарелки из листового металла диаметром 9 метров, фокусирующейся на радиоприемнике на высоте 8 метров над тарелкой. Вся конструкция была установлена на наклонной стойке, что позволяло направлять ее в разных направлениях, но не поворачивать. Телескоп был завершен в сентябре 1937 года. [8] [9]
Первый приемник Ребера работал на частоте 3300 МГц и не смог обнаружить сигналы из космоса, как и второй, работавший на частоте 900 МГц. Наконец, его третья попытка на частоте 160 МГц увенчалась успехом в 1938 году, подтвердив открытие Янского. В 1940 году он добился своей первой профессиональной публикации [8] в Astrophysical Journal , но Ребер отказался от исследовательского назначения в Йеркской обсерватории . [10] Он сосредоточил свое внимание на создании радиочастотной карты неба, которую он завершил в 1941 году и расширил в 1943 году. Он опубликовал значительный объем работ в эту эпоху и был инициатором «взрыва» радиоастрономии сразу после Второй мировой войны . Его данные, опубликованные в виде контурных карт, показывающих яркость неба в радиоволнах, впервые раскрыли существование радиоисточников, таких как Лебедь А и Кассиопея А. В течение почти десятилетия с 1937 года он был единственным в мире радиоастрономом, и эта область знаний получила распространение только после Второй мировой войны, когда в нее вошли ученые, накопившие большой объем знаний во время военного развития радиолокации [3] [4], начав с проекта «Диана» .
В это время он раскрыл тайну, которая не была объяснена до 1950-х годов. Стандартная теория радиоизлучения из космоса заключалась в том, что оно было вызвано излучением черного тела , светом (радио является невидимой формой), который испускается всеми горячими телами. Используя эту теорию, можно было бы ожидать, что будет значительно больше света высокой энергии, чем света низкой энергии, из-за присутствия звезд и других горячих тел. Однако Ребер продемонстрировал, что верно обратное, и что существует значительное количество радиосигнала низкой энергии. Только в 1950-х годах синхротронное излучение было предложено в качестве объяснения этих измерений.
Ребер продал свой телескоп Национальному бюро стандартов , и он был установлен на поворотном столе на их полевой станции в Стерлинге, штат Вирджиния . В конце концов телескоп попал в Национальную радиоастрономическую обсерваторию в Грин-Бэнке, Западная Вирджиния , [11] и Ребер руководил его реконструкцией на этом месте. Ребер также помог с реконструкцией оригинального телескопа Янски.
Начиная с 1951 года, он получил щедрую поддержку от Исследовательской корпорации в Нью-Йорке и переехал на Гавайи. [12] В 1950-х годах он хотел вернуться к активным исследованиям, но большая часть этой области уже была заполнена очень большими и дорогими приборами. Вместо этого он обратился к области, которая в значительной степени игнорировалась, а именно к среднечастотным (гектометровым) радиосигналам в диапазоне 0,5–3 МГц, вокруг диапазонов вещания AM. Однако сигналы с частотами ниже 30 МГц отражаются ионизированным слоем в атмосфере Земли, называемым ионосферой . В 1954 году Ребер переехал в Тасманию , [12] самый южный штат Австралии, где он работал с Биллом Эллисом в Университете Тасмании . [13] Там, в очень холодные, длинные зимние ночи ионосфера, после многих часов экранирования от солнечного излучения основной массой Земли, «успокаивалась» и деионизировалась, позволяя более длинным радиоволнам проникать в его антенную решетку. Ребер описал это как «счастливую ситуацию». Тасмания также предлагала низкий уровень искусственного радиошума, что позволяло принимать слабые сигналы из космоса.
В 1960-х годах он установил ряд диполей на пастбище для овец в Деннистоуне, примерно в 7,5 км (5 милях) к северо-востоку от города Ботвелл, Тасмания , где он жил в доме собственного дизайна и конструкции, который он решил построить после того, как купил партию болтов на местном аукционе. Он импортировал балки из пихты Дугласа 4x8 прямо с лесопилки в Орегоне, а затем высокотехнологичные окна с двойным остеклением , также из США. Болты скрепляли дом. Оконные стекла образовывали обращенную на север пассивную солнечную стену , нагревательный мат, окрашенный в черный цвет, ямчатые медные листы, из которых нагретый воздух поднимался за счет конвекции. Внутренние стены были облицованы отражающей рифленой алюминиевой фольгой. Дом был настолько хорошо теплоизолирован, что духовка на кухне была практически непригодна для использования, потому что тепло от нее, не имея возможности выйти, повышало температуру в комнате до более чем 50 °C (120 °F). [ необходима ссылка ]
Его дом так и не был достроен. Он должен был иметь пассивное устройство хранения тепла в виде теплоизолированной ямы, полной долеритовых камней, внизу, но хотя его ум был острым, его тело начало подводить его в последние годы, и он так и не смог передвигать камни. Он был очарован зеркалами и имел по крайней мере одно в каждой комнате. У него был один из усилителей от главного фокуса его первого телескопа, вероятно, того, который использовался на частоте 900 МГц. Он имел компактную конструкцию точка-точка и использовал два термоионных клапана RCA типа 955 «acorn» . Все резиноизолированные провода в нем погибли, а резина была жесткой и рассыпчатой. Он питал этот усилитель и все свои более поздние приемники в Деннистоуне от батарей, чтобы избежать помех, попадающих в оборудование по силовым кабелям.
Ребер не был сторонником теории Большого взрыва ; он считал, что красное смещение было вызвано повторным поглощением и переизлучением или взаимодействием света и других электромагнитных излучений темной материей низкой плотности на межгалактических расстояниях, и в 1977 году он опубликовал статью под названием «Бесконечная, безграничная, стабильная Вселенная», в которой изложил свою теорию. [14] Ребер поддерживал объяснение «Усталого света» для связи красного смещения с расстоянием . [15]
В последние дни за ним ухаживали в окружной больнице Ouse, примерно в 50 км (30 милях) к северо-западу от Хобарта , Тасмания, где он умер в 2002 году, за два дня до своего 91-го дня рождения. Его прах находится на кладбище Bothwell Cemetery, сразу за Нью-Норфолком в Тасмании, а также во многих крупных радиообсерваториях по всему миру:
