#新浪科技#新冠疫情中天文学家与星空的“社交距离”新浪科技2020-08-14 14:31:210阅
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图1/6尽管天文学观测已经变得越来越自动化 ， 新冠肺炎疫情的出现已经使大多数望远镜停止运行 ， 包括洛杉矶格里菲斯天文台的望远镜新浪科技讯 北京时间8月14日消息 ， 对专业的天文学家来说 ， 观测星空可能早已不必再手动调整望远镜 ， 但在新冠肺炎疫情的影响下 ， 一些天文台不得不关闭 ， 这给天文学研究带来了阻碍 。
天文学家很珍惜在工作中所遇见的美 。 我们可能会花很多时间钻研数据 ， 研究如何用数学和物理的语言来描述宇宙 ， 但与此同时 ， 我们也得到了独一无二的机会 ， 可以去世界上最黑暗——也最远离光污染——的角落进行研究 。 在造访某个偏远的天文台期间 ， 大多数天文学家都忍不住要在繁忙的观测日程中花上几分钟 ， 在周围的环境里喝上一杯 。
我们特别喜欢日落 。 当夜幕降临时 ， 看着地球慢慢地旋转远离我们最近的恒星 ， 使我们有一个安静的时刻 ， 来欣赏自己所处的这颗星球的广阔和色彩 。 可以想象 ， 在今年三月之前的任何一个夜晚 ， 全球各地的天文学家都会抽空站在山顶的望远镜旁 ， 停下他们的工作 ， 欣赏天空的简单之美 。
悲剧的是 ， 在过去的几个月里 ， 这种共同的仪式几乎消失了 ， 连同望远镜本身一起被抛弃了 ， 因为世界各地的天文台都因新冠肺炎疫情暂时关闭了 。
研究级望远镜是一种稀有而珍贵的物品 ， 只有在非常极端的情况下 ， 才会让一台望远镜闲置几个晚上 。 乍听之下 ， 关闭天文台并远离山顶的决定很是奇怪 ， 毕竟我们把望远镜都设置在十分偏僻的地方 ， 研究的是数十亿光年之外的东西 。 天文学研究似乎是社交距离最远的一项工作 。 那为什么还要关闭天文设施呢？
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图2/6印度新德里的一台有几百年历史的天文仪器 ， 表明天文学一直以来都是在偏远的地方开展工作首先 ， 管理这些偏远的科学前哨需要现场支持人员 ， 以及当地社区成员的努力 ， 他们的安全事关重大 。 一些望远镜仍然需要天文学家亲自维持运行 ， 意味着他们可能需要穿越数千公里的距离 ， 这在如今的疫情背景下颇令人担忧 。
然而 ， 不可否认的是 ， 比起一个世纪前 ， 甚至是十年前 ， 如今的天文学研究更加自动化 ， 天文学家越来越远离手动操作 。 在20世纪早期 ， 天文学家的工作场所就是望远镜 ， 这一点毫不夸张 。 大多数天文望远镜使用巨大的曲面镜来捕捉从夜空落下的光线 。 主反射镜的大小是望远镜的主要特征：越大的反射镜可以收集和聚焦越多的光线 ， 使我们能够研究较暗和较远的物体 。 在长达数十年的时间里 ， 使用世界上最大、最好的望远镜进行观测 ， 就意味着要爬进镜片上方狭窄的空间 ， 摆弄玻璃照相底板 ， 并在漫长寒冷的夜晚一直弯腰在照相机前拍摄 。 天文学家可以通过目镜来手动引导望远镜 ， 与头顶上运行的星星保持同步 。
在玻璃底板上收集数据 ， 以及用肉眼来操纵望远镜听起来可能很原始 ， 但正是这些观测带来了天文学历史上一些最具突破性的发现 。 1912年 ， 哈佛大学的天文学家亨丽爱塔·斯旺·勒维特（Henrietta Swan Leavitt）利用秘鲁一台望远镜的感光板观测结果 ， 发现了一种叫做造父变星的奇特变星 。 这是一种非常明亮的变星 ， 其变光的光度和脉动周期有着非常强的直接关联性 ， 可以用来精确地测量宇宙空间中的巨大距离 。 11年后 ， 埃德温·哈勃（Edwin Hubble）在美国加州威尔逊山天文台2.5望远镜拍摄的一张感光板照片中也发现了造父变星 。 图片中显示的是当时所谓的“仙女座星云” 。 但是 ， 哈勃进行了新的距离测量 ， 揭示了这个星云实际上就是仙女座星系 ， 而且在我们的星系之外还存在着无数其他的星系 。 这改变了我们对宇宙的认知 。 恒星化学和宇宙膨胀的发现 ， 成为证明爱因斯坦广义相对论的第一批证据 ， 而所有这些都要归功于感光底片和天文学家们在山顶望远镜上花费的大量时间 。
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图3/62004年 ， 天体物理学家从基特峰国家天文台2.1米望远镜的温暖房间里按下按钮 ， 打开了望远镜圆顶到了20世纪70年代 ， 电荷耦合器件（可以存储数据的光敏硅芯片）等新技术的发展使电子学成为天文台观测的重要组成部分 。 天文学家们不再需要在寒夜中 ， 独自在相机前颤抖；现在 ， 他们可以在所谓相对“奢华”的温暖房间里 ， 在电脑、灯光和最重要的暖气陪伴下进行观察 。 在天文学家感到更加舒适的同时 ， 望远镜的功能也更加强大：电荷耦合器件对光线的敏感性远远高于照相底片 ， 而它们储存的数据量也非常庞大 ， 以简洁的0和1的形式提供新发现 ， 而不是难以解读的玻璃感光图像 。 通过使用这些设备 ， 加上20世纪望远镜的镜片尺寸不断增大 ， 天文学家得以研究宇宙中那些更加黯淡的物体 。 当他们探测到来自可见宇宙最边缘的光线时 ， 就可以有效地回溯过去 。 这项技术使我们的工作更容易、更高效 ， 也标志着天文学研究方式的根本转变 。
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