找個地方建天文臺有多難?

　　晝夜交替，四季輪回，可能是人類較早感知的自然現(xiàn)象。 甚至在遠(yuǎn)古時代，我們的祖先就開始用一雙肉眼探索和想象滿天繁星。 400多年前，望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明超越了人眼。 可以想象，當(dāng)伽利略看到木星和環(huán)繞木星的四顆大衛(wèi)星時，他是多么興奮。 這應(yīng)該是人類歷史上正式記錄的通過望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的天文觀測! 從那時起，天文觀測一直是從地面通過地球大氣層向太空看的方式，直到人類將望遠(yuǎn)鏡送出大氣層。

　　由于自然原因，我們現(xiàn)在所了解的光波段天文觀測一直幫助著該學(xué)科的發(fā)展。 原因特別簡單：

　　人類賴以生存的大氣層只是屏蔽了對地球生命有害的紫外線和大部分比光學(xué)波段更長的紅外線。 大氣在更長波長的電磁輻射中變得透明，使我們能夠與人造衛(wèi)星進(jìn)行通信。 宇宙中可以看到的天體(恒星或由恒星組成的更大尺度的天體)發(fā)出的大部分能量都在光帶內(nèi)。 盡管我們現(xiàn)在所知的大部分宇宙并不是我們可以看到的未知物質(zhì)(暗物質(zhì)或暗能量)，但我們看到的這一小部分天體充當(dāng)了示蹤劑，是天文觀測的主要信息來源。 從這個意義上說，光學(xué)(包括紫外光和紅外光)天文觀測是現(xiàn)代天體物理學(xué)研究中不可缺少的手段。

　　講述天文臺設(shè)計(jì)的故事，首先要回答的問題之一是：在當(dāng)今空間技術(shù)先進(jìn)的時代，為什么要在地面上建造觀測設(shè)備?

　　答案也很直接：由于技術(shù)限制，我們不可能將超大型設(shè)備送入太空，而在探索現(xiàn)代和未來天文學(xué)和物理學(xué)中的問題時，大型設(shè)備和配套儀器必不可少。

　　為什么對大型望遠(yuǎn)鏡設(shè)施的地點(diǎn)如此挑剔?

　　回答這個問題需要一點(diǎn)背景知識。 地面天文觀測是通過地球大氣層進(jìn)行的。 地球大氣中的物質(zhì)成分會吸收來自天體的信號。 場地上空的大氣越薄，吸收越少。 因此，我們需要去海拔高的地方。 選址也需要遠(yuǎn)離人造光源，因?yàn)榇髿庵懈鞣N因素產(chǎn)生的散射會嚴(yán)重影響天文觀測。 當(dāng)然，夜空需要同時晴朗，否則我們根本看不到星空。 此外，地球的大氣是不穩(wěn)定的。 沿著望遠(yuǎn)鏡視線的不規(guī)則大氣湍流會扭曲來自天體的光。 這就是所謂的見。 視覺對于現(xiàn)代和未來的大型設(shè)備非常重要。

　　隨著城市現(xiàn)代化程度的提高和人口的增長，特別是天文臺設(shè)計(jì)中望遠(yuǎn)鏡的擴(kuò)建、探測設(shè)備靈敏度的提高以及對科學(xué)目標(biāo)的重視，城市燈光對天文觀測的影響已經(jīng)變得無法接受。

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