Amikor a csillagászok optikai távcsőről beszélnek, gyakran megemlítik a tükör méretét. Ennek oka az, hogy minél nagyobb a tükör, annál élesebb a kilátás az ég felé. Ezt feloldó hatalomnak nevezik, és a fény tulajdonsága, diffrakció. Amikor a fény áthalad egy nyíláson, például a távcső nyílásán, akkor az hajlamos szétszóródni vagy diffrakciót mutat. Minél kisebb a nyílás, annál inkább terjed a fény, így homályosabb lesz a kép. Ez az oka annak, hogy a nagyobb távcsövek élesebb képet készíthetnek, mint a kisebbek.
A diffrakció nem csak a távcső méretétől függ, hanem a megfigyelt fény hullámhosszától is. Minél hosszabb a hullámhossz, annál több fény szóródik egy adott nyílásméretnél. A látható fény hullámhossza nagyon kicsi, kevesebb, mint egy méter milliárd hossza. A rádiófény hullámhossza ezerszer hosszabb. Ha olyan éles képeket szeretne elkészíteni, mint az optikai távcsövek, akkor rádióteleszkópra van szüksége, amely ezerszer nagyobb, mint az optikai. Szerencsére ilyen nagy rádióteleszkópokat építhetünk fel az interferometria néven ismert technikanak köszönhetően.
Nagy felbontású rádióteleszkóp felépítéséhez nem szabad egyszerűen építeni egy hatalmas rádióedényt. Szüksége lenne egy tálra, amely több mint 10 kilométer. Még a legnagyobb rádióedény, a kínai FAST teleszkóp, csupán 500 méter. Tehát ahelyett, hogy egyetlen nagy edényt építne, tucatnyi vagy száz több edényt épít, amelyek együtt tudnak működni. Kicsit olyan, mintha egy nagy, nagy tükörnek csak a részeit használná az egész helyett. Ha ezt egy optikai távcsővel tenné, a kép nem lesz olyan fényes, de szinte ugyanolyan éles.
De ez nem olyan egyszerű, mint sok kis antennaedény felépítése. Egyetlen távcsővel a távoli tárgyakból származó fény belép a távcsőbe, és a tükör vagy a lencse az érzékelőre fókuszálja. A tárgyat egy időben elhagyó fény ugyanabban az időben érkezik az érzékelőhöz, tehát a kép szinkronban van. Ha van egy sor rádióedénye, amelyek mindegyikéhez saját detektor tartozik, akkor a tárgyodból származó fény hamarabb eléri az antennadetektorokat, mint mások. Ha csak összes adatát összevonná, akkor zavarodás lenne. Itt jön be az interferometria.
A tömb minden antenna ugyanazt az objektumot figyeli, és mint ők, mindegyik nagyon pontosan megjelöli a megfigyelés időpontját. Így több tucat vagy száz adatfolyammal rendelkezik, mindegyik egyedi időbélyeggel. Az időbélyegekből az összes adatot szinkronizálhatja. Ha tudja, hogy a B tál egyetlen 2 mikrosekundumot kap az A tál után, akkor tudja, hogy a B jelet 2 mikrosekundummal előre kell tolni, hogy szinkronban legyenek.
A matematika ehhez nagyon bonyolult lesz. Annak érdekében, hogy az interferometria működjön, meg kell ismernie az egyes antenna-antenna-pár közötti időeltolódást. 5 ételhez, amely 15 párból áll. De a VLA-nak 27 aktív étele van, vagy 351 pár. Az ALMA-nak 66 étele van, ami 2145 párból áll. Nem csak, hogy amikor a Föld forog, a tárgy iránya eltolódik az antenna antennáihoz képest, ami azt jelenti, hogy a jelek közötti idő megváltozik, amikor megfigyeléseket végez. Mindezt nyomon kell követnie a jelek korrelációjához. Ezt egy speciális szuperszámítógéppel végezzük, amelyet korrelátornak nevezünk. Kifejezetten arra tervezték, hogy ezt az egy számítást elvégezze. A korrelátor lehetővé teszi, hogy tucat antennaedény működjön egyetlen távcsőként.
A rádióinterferometria finomítása és fejlesztése évtizedekbe telt, de a rádiócsillagászat általános eszközévé vált. Az interferometria a VLA 1980-as megalapításától az ALMA első fényének 2013-ig történő átadásától kezdve rendkívül nagy felbontású képeket adott nekünk. A technika annyira erős, hogy az egész világon távcsövek csatlakoztatására használható.
2009-ben a világ rádiós megfigyelőközpontjai megállapodtak abban, hogy együtt dolgoznak egy ambiciózus projekt mellett. Interferometriát használtak a távcsöveik kombinálására, hogy egy virtuális távcsövet hozzanak létre, amely olyan nagy, mint egy bolygó. Az Event Horizon teleszkóp néven ismert, és 2019-ben ez adta nekünk az első képet egy fekete lyukról.
Csapatmunka és interferometria segítségével most tanulmányozhatjuk az univerzum egyik leginkább titokzatos és extrém tárgyát.
