贝尔电话实验室工程师卡尔·古特·扬斯基最初只是在寻找减少短波无线电静电的方法，却在 1932 年发现了来自外太空的无线电波。然而，扬斯基的意外发现很快催生了射电天文学，此后，射电天文学带来了从宇宙微波背景辐射到宇宙中暗物质存在的颠覆性启示。这项科学现在正处于 21 世纪复兴的边缘，有望带来更伟大的发现，而引领这一复兴的不是传统的大型射电天线，而是由小型天线组成的庞大而强大的阵列。
阵列最初由英国射电天文学家于 1946 年开发，利用多个间隔一定距离的射电望远镜，“合成”一个孔径等于最远元件之间间距的单个望远镜。最著名的例子是自 1980 年以来一直在运行的位于新墨西哥州索科罗附近的甚大阵列 (VLA)，它有 27 个安装在 Y 形配置的铁轨上的有源射电天线（另一个天线作为备用）。该仪器的角分辨率可以通过简单地移动天线靠近或远离来调整。“VLA 曾经并且仍然是地球上最强大和最灵活的射电合成成像望远镜，”资深 VLA 研究员里克·珀利说。“但自那时以来，技术和科学发展方向都发生了巨大变化。”
特别是，VLA 正在向数字化转型，成为扩展甚大阵列 (EVLA)，它使用更先进的计算机和电子设备，这将大大提高该设施的分辨率、灵敏度和数据容量。与任何阵列一样，EVLA 的核心是相关器，即处理、比较和组合来自天线信号的超级计算机系统。“你不能只是去无线电小屋买一堆 PC，然后配置它们来做这种事情，”EVLA 项目经理马克·麦金农解释说，相关器由加拿大国家研究委员会赫茨伯格天体物理研究所的不列颠哥伦比亚团队设计和建造。它将处理高达旧 VLA 相关器 80 倍的带宽，并同时处理更多的数据通道。
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工程师们还升级了信号从天线碟形天线到相关器的路径，使用全数字光纤取代了旧的模拟波导。碟形天线正在获得新型、极其灵敏的数字接收器，提供从 1 到 50 吉赫兹的连续频带覆盖。所有这些升级将使 VLA 的能力至少提高 10 倍，使其原则上能够探测到来自木星的手机通话那么微弱的信号。
凭借国家科学基金会以及 VLA 的加拿大和墨西哥合作伙伴提供的 1 亿美元资金，研究人员已经完成了数字数据线的安装，并在今年 5 月之前升级了 28 个天线中的 16 个；到 2010 年初，新的相关器应该可以启动并运行。“我们预算充足，进度正常，并且没有多少天文项目可以提出这样的声明，”麦金农自豪地说。“在很大程度上，我们将在 2012 年完成这件事。”
与此同时，下一代射电天文观测站正在成形。阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列 (ALMA) 正在智利北部阿塔卡玛沙漠的安第斯高原上建造。海拔 5000 米的高海拔地区将使 ALMA 的 12 米宽碟形天线（至少 50 个）能够探测大气倾向于滤除的近红外较短射电波长。两辆巨大的定制 28 轮重型运输车将用于移动天线，以使阵列具有一定的可重构性。在没有成本问题（已经接近 10 亿美元）、技术问题和政治需求的情况下，ALMA 应该在 2012 年左右准备就绪。
“这两台仪器将改写射电天文学，”珀利预测道。其他新的、规模较小的项目——例如欧洲的低频阵列和北加州的艾伦望远镜阵列——也承诺帮助照亮射电天文学的未来。“很难准确预测这些东西会带来什么样的科学，”珀利说。“最好的东西是你意想不到的东西。”卡尔·扬斯基本人通过意外发现为科学做出了巨大贡献，对此无疑会表示同意。
注意：本文最初以“新的射电天空”为标题发表。