失去暗夜的我们,要如何看到灿烂星空?| 赛先生天文-资讯-知识分子

失去暗夜的我们,要如何看到灿烂星空?| 赛先生天文

2019/01/06
导读
真正的星空其实距离我们并没有那么遥远

(图源:国家天文台陈颖为)


1994年美国洛杉矶大地震之时,位于震中的加利福尼亚州北岭地区的电力完全被切断。凌晨四点,从家中冲到户外的市民们,多年以来第一次看到黑暗的夜空。在随后的几个小时里,天文台和洛杉矶广播电台接到了数百个电话,询问地震是否和天上突然变亮的星星有关系。很多人指出他们在天空中看到了异像:一条银白色的云带。“不,先生,那是银河。是的,它一直在那里。” 天文台的工作人员回答道。


撰文 | 李然

编辑 | 韩越扬


迢迢牵牛星,皎皎河汉女。

纤纤擢素手,札札弄机杼。

终日不成章,泣涕零如雨。

河汉清且浅,相去复几许。

盈盈一水间,脉脉不得语。

——无名氏《古诗十九首.其十》


银河和星空在人类历史的长河里,一直属于所有人的共同记忆。也许很多人终其一生也未看见过覆盖地球表面四分之三的海洋,但每个人都有同等的机会去观察比海洋更加宽广无垠的天空。夕阳斜下后的晴夜里,闪烁星星布满天空,它们都是和太阳系一样的世界。


历史上,几乎所有的文明都把自己最精彩的故事和这片星空联系起来。这样做有一个显而易见的好处——星空的变化非常有规律,北半球的人总是可以在每年的冬天看到天空中猎户座,而在夏天看到最为明亮的银河横亘夜空。如果你将牛郎和织女的故事讲给你的孩子听,那么20年后,他可以在同一个夏夜里,在银河下将这个故事传递他的孩子。 


在数千年的人类文明中,夜间照明并不对夜空中的星星造成实质性的威胁。灯烛昂贵,人们在夜幕降临后早早安睡,也许会在午夜1-2点钟醒来一次,补充一点食物,在壁炉边交谈,甚至在户外绕两圈,查看一下畜栏,抬起头来,看看星空灿烂,明天大概又是一个好天。


失去暗夜

不过在1882年,一切终于发生了改变。这一年,在曼哈顿的珍珠街,托马斯·爱迪生将两间公寓改装成了一个发电站。煤炭在地下室燃烧,加热蒸汽,推动发电机,通过预先铺设的八万英尺长的电线,两千盏灯泡照亮了珍珠街附近四分之一平方英里的千百家庭,包括J.P.摩根的办公室。这些灯泡被抽成真空,来自亚洲的竹丝在通电后发出温暖的黄色亮光,这样一个灯泡可以持续发光1200小时。这是电灯第一次作为一种实用照明工具,大规模地进入普通人家。


 图1. 1882年6月21日,《哈泼斯周刊》(Harper's Weekly)报道爱迪生的珍珠街照明项目。


爱迪生的发明永远地改变了世界。科学给地球带来了夜间的光明,城市生活变得更有趣,被照亮的街道和社区也变得更加安全。现代都市人的生命因为夜间照明的存在而被大大延长。七八点钟,黑夜降临,对于很多人来说,一天中真正有意义的时刻刚刚开始:到繁华的商业街购物,和朋友聚会,去酒吧小酌,看一场戏剧。甚至很多现代的职业只有在夜晚才开始。


但与此同时,城市照明遮蔽了人类望向宇宙的视线。从没有遮挡的电灯中发出的光线,会在地球大气和地面间多次反射。当我们在城市中观察夜空时,这些光线也会进入我们的眼中。我们会发现城市的夜空变得非常明亮,而本来应该在天空中闪耀的星座变得暗淡难辨。在北京的市区,人们只能看到像金星木星这些全天最亮的天体。对于普通人来说,夜空不再引起他们的注意。


失去黑暗,我们究竟失去了什么?答案也许很微妙。和人们想象的不同,小时候没有观察星空的机会,并不会阻挠学生选择天文学专业,成为职业的天文学家。相当多我敬佩的前辈天文学家,甚至不认识除了北斗七星以外的其他恒星。但可以确定的是,失去黑夜使得普通人的文化中缺少了对宇宙的直观感受。无法在星空下直接感受宇宙浩渺的人们,只好借助好莱坞的科幻电影建立宇宙的直观概念。这样的宇宙极其精彩,充满了英雄史诗,却缺少真实感。例如,群星间那种令人敬畏的距离感,在电影中因为超级英雄的时间表太紧而常常被忽略。


我们很难评价这样的改变是否会对人类造成深远的影响。不过,我想要提醒读者,真正的星空其实距离我们并没有那么遥远


开启观星之旅

距离北京仅仅150公里的兴隆县城,坐落着中国北方最重要的光学天文观测中心——“兴隆天文台”(封面图)。中国最大的光学望远镜LAMOST就坐落于此。


和其他建造于城市郊区的天文观测站一样,兴隆观测站也受到城市照明的影响。周围的北京、承德、唐山,包括兴隆县城的照明,都对兴隆的观测造成一定影响。所以,北京方向靠近地平线的天空在夜晚隐隐发红。但兴隆观测站附近仍然是天文爱好者最理想的观星地点之一。在特殊天象,例如彗星出现的时候,大量的爱好者会申请使用兴隆的公共天文平台进行摄影。兴隆观测站也向很多新媒体平台提供天象直播服务。


即使是北京这样的大都会地区,周围依然存在着很多像兴隆观测站一样适宜观察星空的场所。例如,人们可以在经过1-2个小时的驾驶后,找到一片城市灯火较少侵袭到的农家院,开始第一次观星之旅。


对于新手,该如何开始第一次星空观察之旅呢?


· 准备篇


在我读书的时候,户外观星需要做很多准备工作。首先,我们需要用星盘查看夜晚能够观察到的星座,然后打印诺顿星图上相关的详细星空图,并且记忆四等以上亮星的位置。但现在,手机APP极大地简化了这个工作。我常常使用一款叫做“星图”的APP。利用手机的陀螺仪和GPS提供的信息,当你举起手机,它的屏幕上就会自动显示出这个方向上星空的样子和著名天体的名字。


如果你是第一次观察星空,我建议你白天先在星图APP上熟悉你要在夜晚观察的星空。你应该从星座的最明亮的一等星和二等星开始记忆。这些亮星构成的几何形状将成为你在夜空中的指路牌。APP显示的默认图像会为你连接这些亮星,不过你应该试着关闭软件中的所有辅助指示,看看是不是还能够从中找出星座的形状。


· 器材篇


和很多人想象的不同,观察星空不需要(至少开始不需要)昂贵的单筒天文望远镜。商店里1000元左右的廉价天文望远镜往往伴随着狭小的视场,糟糕的成像质量,以及摇晃的支架,足以打消许多观星者对天空的热情。相比之下,一个价格只有一半的双筒望远镜可能是更好的选择


比起沉重的单筒望远镜,双筒镜更容易携带,也就意味着你更容易在出游的时候将它带在身边。而且,双筒望远镜的视野远比单筒镜要大,这让你更容易在观察星空时找到自己的目标。双筒望远镜极为适合观察月球、双星和疏散星团这样的目标。在冬季,猎户座的大星云和金牛座的昴星团都是非常适合观察的目标。


几乎所有真正的天文爱好者都会购买一架双筒望远镜。我自己拥有一架尼康生产的7x50双筒望远镜,是在打折的时候购买的。


这里的数字7表示望远镜的放大倍数。初次观察天空的人,有时会希望选择更高放大倍数的望远镜。但高放大倍率往往意味着更小的视场, 这会让你一次能够看到的恒星数目减少,也会让你更难找到你想要寻找的天体。


50表示的是望远镜的物镜直径是50mm。一般来说,望远镜的镜片口径越大,意味着你能够收集到的星光更多,能够分辨的天体细节也更多。但物镜大于50mm的双筒望远镜会过于沉重,无法长时间手持。 


如果可以的话,我建议你携带一张可以铺在地上的防潮垫:配合温暖的衣物,你可以放松地平躺下来,自然地观察星空。这样不会加剧你在办公室里变得僵硬的颈椎的负担。有的人会使用气垫床,如果你驾车出行的话,这也是一个好选择。


· 新手指南


冬季虽然寒冷,但确实是观察星空的好季节,因为天上会有更多明亮的恒星。你需要选择月亮不那么明亮的夜晚,靠近农历朔日的几天一般是最好的观察时期。


第一次观察冬季星空,我建议你从猎户座开。这是冬夜里最明亮的星座,面朝南方,你会很容易在夜空中找到它。和天龙座或者长蛇座这种牵强附会的形态不同,猎户座真的很像一个星空中的人形。


你会首先观察到组成猎户腰带的三颗间距几乎相同的恒星。天空中很少有三颗恒星如此明亮,聚集而且排成一条直线。之后你会注意由四颗亮星组成的猎户躯干。如果你的视力不错,你会发现其中有一颗显得红一些。


你没有看错,那就是参宿四,一颗年老的红超巨星,它已经演化到了恒星生命的晚期,颜色比年轻的恒星要红得多,它也比类似质量的年轻恒星大得多。如果参宿四处在太阳的位置上,水星,金星,地球和火星都会被它吞噬,它的外沿可能会接触到木星。 也许有一天它会壮烈地爆发,在夜空中它将灿烂如满月。


参宿四是夜空中的第九亮星,在冬夜里,它和全天最亮的天狼星以及小犬座的南河三组成了一个几乎等边的大三角形。观星爱好者常常将其称作冬季大三角,是我们在冬夜夜空中记忆星图的支点。


我们先不要急着去看其他星座。猎户座最精彩的地方在于腰带三星附近、与其几乎垂直的三颗星。这三颗星一般被称作宝剑三星,象征着猎户腰间的武器。这时候,你的双筒望远镜就可以派上用场了。在双筒望远镜中,你可以看到猎户座宝剑中实际上有着一个小小的恒星集团,似乎笼罩着一些云气。这里是全天最璀璨的一个恒星制造工厂——猎户座大星云。


在哈勃望远镜的视场里,猎户座大星云是一张由彩色云气和暗色尘埃网编织出的“创世图”。在双筒望远镜里,人眼无法分辨星云的色彩,但也能获得足够的乐趣。 观察猎户座大星云的时候,你需要有些耐心,让眼睛适应暗光环境。你可以不时地将视线移动到视场的边缘,慢慢地,你会发现更多的细节出现在望远镜中。 


图2. 天文爱好者摄影作品——猎户座,by Mouser(图源:wikipedia)


在观览了猎户座星云后,你可以将目光移向明亮的黄道星座——金牛座。 猎户座在天空中的姿态好像正在迎战这头金牛。你会首先观察到金牛座最亮的恒星毕宿五,它是金牛的一只眼睛。在猎户座腰带和毕宿五的延长线上,你会看到一团的明亮恒星,这就是昴星团。昴星团是冬季天空最美丽的疏散星团,包含很多年轻的蓝色恒星,在冬夜中第一眼看去像是一个小小的宝石袋。经过一段时间的凝视后,视力好的人可以分辨出其中的6-7颗恒星。这也是一个非常适合双筒望远镜观察的区域,在双筒望远镜的视野里,你可以看到额外的几十颗恒星聚集于此。


如果你坚持在双筒望远镜里看完昴星团和猎户座星云,我猜你已经冻得发抖了。是回到屋里取暖,还是继续在夜空中探索,全凭你自己决定。但相信我,一旦你完全凭借自己一个人,找到昴星团和猎户座星云,并且欣赏了它们的美丽,寒冷就不会成为阻挠你观察夜空的因素。你将会发自内心地爱上这片暗夜,你将义无反顾地一次次来到这片夜空下,探索无限的宇宙。


图3. 哈勃望远镜拍摄的猎户座大星云(图源:NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team)

往期回顾

· 把太阳系的时间胶囊带回家 | 赛先生天文

· 收集宇宙化石,重现恒星侏罗纪 | 赛先生天文

· 引力来自量子信息吗?| 赛先生天文

· 给我一把尺子,我可以测量宇宙 | 赛先生天文

· 想一起探索科学么?公众科学了解一下!| 赛先生天文

· 观天辨方向,你一定不如屎壳郎! | 赛先生天文

· 黑洞是如何“吃大餐”的? | 赛先生天文

· 宇宙中的“大螃蟹”是何时诞生的?| 争议


参考读物

[1]《电的科学史》 克雷格.罗奇

[2]《我们如何走到今天——重塑世界的六项创新》史蒂文·约翰逊

[3]《夜观星空》特伦斯·迪金森

参与讨论
0 条评论
评论
暂无评论内容
《赛先生》微信公众号创刊于2014年7月,创始人为饶毅、鲁白、谢宇三位学者,成为国内首个由知名科学家创办并担任主编的科学传播新媒体平台,共同致力于让科学文化在中国本土扎根。
订阅Newsletter

我们会定期将电子期刊发送到您的邮箱

GO