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中国哪里可以看到“整个宇宙为你闪烁”?

来源: admin 2023-5-28 11:53:10 显示全部楼层 |阅读模式
本文来自微信公众号:[color=rgb(39, 40, 45) !important]地道风物 (ID:didaofengwu),作者:风物菌,编辑:麦嘉豪,图片编辑:王家乐,地图编辑:程远,审稿:马劲(本文特约采访专家,北京天文馆)、Mickey,头图来自:《三体》

从《流浪地球2》到《三体》电视剧,这个春节档无疑是科幻迷的狂欢盛宴。

三体的故事源自探索地外文明,而电影《流浪地球2》最震撼的场景之一,是里面出现的一张真实照片。面对全人类的共同危机,李雪健饰演的周喆直向联合国展示了探测器“旅行者”1号飞向太阳系边缘时拍摄的地球照片,一个孤零零的小白点,悬在太阳系当中。与浩瀚星河相比,画面上的小白点丝毫不起眼,但所有人都知道,那是承载我们全人类的家园。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]地球在宇宙中,就像一个孤零零的小白点。图/NASA官网 制图/鱼一条


这些科幻影视作品给所有观影观众们带来震撼的同时,也让人思索:半人马座是否真的有生命?外星人会是什么样子的?黑洞的背后是什么?以及……

大气层之外的广袤宇宙,究竟是一个怎样的世界?

浩瀚天穹,究竟藏着多少未解之谜?

中国最大的“红岸基地”,不在北方?

在最近大热的《三体》电视剧中,有许多关于天文观测站的描述。比如,汪淼在北京近郊的射电天文观测基地看到了“整个宇宙为你闪烁”的画面,再比如,叶文洁最早接收到三体人发出信号的红岸基地。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]汪淼用3k眼镜看到“宇宙为他闪烁”,漫天星海有节奏地闪着绚烂的橙红色光芒。图/《三体》


根据剧中的设定,红岸基地位于内蒙古海拉尔,而现实中的北京射电天文观测基地则位于密云水库北岸的群山之中,电视剧《三体》中的红岸基地,也是在这一带的山地里搭景。那么,现实中是否有类似的观测基地,它又位于哪里呢?

在中国西南,全世界最大的球面射电望远镜“中国天眼”,就坐落在贵州的群山之间。中国天眼学名500米口径射电望远镜(FAST),它的发射面积相当于30个足球场,根据最新消息,FAST目前已发现740余颗脉冲星。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]贵州平塘打岱河天坑群,镶嵌于天坑之中直径500m米口径的世界最大球面射电望远镜。摄影/李宁


众所周知,贵州是一个“天无三尺晴”的地方,很多时候白天都看不见太阳,夜晚自然也很少能看到星星,“中国天眼”设置在这里,会不会影响它的工作呢?

答案是否定的,FAST对天体的观测是以无线电接收技术为手段,大部分波段的射电波不受太阳光影响,也可以穿越厚厚的云层,因此FAST可以全天候接收来自宇宙的电磁波信号。

对于射电望远镜来说,只有一个影响因素是致命的。

1998年,澳大利亚帕克斯天文台接收到了一段神秘的电磁波信号,被传为“外星人的低语”,因为这段诡异的信号不仅十分微弱、断断续续,而且会准时在每天的午饭时间出现,好像有外星人专程来地球蹭午饭。2015年,经过仔细排查,才发现这是一个充满戏剧性的误会,诡异电磁波信号其实来自于天文台内的微波炉。

没错,这个致命的原因就是人类活动造成的电磁波干扰,所以射电望远镜最理想的设置环境,是远离城市的荒野地带,这样能给射电望远镜提供一个纯净的电磁环境,天气因素并不重要。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]中国主要的天文观测站,都分布在这些地方。制图/程远


贵州人口稀少、群山环抱,而且在黔南长期发育形成喀斯特地貌,塑造了天然的洼地形态,选址地点的地形犹如几双摊开的手掌,喀斯特丛峰如同手指,托举起了巨型射电望远镜这个大圆盘。喀斯特地质也如多孔的海绵,雨水会快速下渗,不会形成积水浸泡观测设备。

事实上,几乎所有的天文观测台都会设立在较为偏远的地区。因为光污染、空气污染、大气透明度、一年中晴朗天数等等因素,都会影响天文观测工作的展开。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]内蒙古锡林浩特明安图观测基地,草原深处的天眼。摄影/石耀臣


观测星空,首先要避免空气的消光作用,空气越稀薄的地方,就越适合天文望远镜的工作。

在《流浪地球》原著小说中,主角和加代子第一次使用天文望远镜观测太阳时,两人开着飞行汽车飞到了距离地面5000米的高度。而在现实中,天文爱好者观察天体,也经常爬上海拔2000米以上的高峰。

既然空气越少,越适合观测,那么完全没有空气的外太空自然就是设置观测站的首选。从美国的哈勃太空望远镜,到中国空间站的“巡天”空间望远镜,太空望远镜充当了人类的观察宇宙的眼睛。

除了太空中的眼睛,中国人在地面上也在积极架设天文观测站。比如《三体》电视剧里面提到的北京密云观测站、新疆乌拉斯台观测站等等。中国还有一批新的天文观测站正在建设当中,最有代表性的在被誉为“世界最佳观星地点”、海拔4200多米的青海冷湖观测基地,那里有一台6.5米口径光学望远镜正在架设当中,在精度上可媲美空间望远镜。

这些浓缩了人类智慧的天文观测站,正在逐步地为我们解开宇宙的奥秘。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]荒野地带是射电望远镜最适合的所在,图为内蒙古明安图观测基地和北京密云不老屯天文台。 图1摄影/杨文杰 图2摄影/刘运泽


普通人怎么拍出梦幻夜空?请查收这份星空拍摄指南!

探索星空是专业天文学家孜孜以求的事业,精益求精体现了严谨的科学精神。星空的魅力不仅仅吸引着专家学者,普罗大众也有欣赏星空之美的权利。那么对于普通人来说,如何方便地外出观星呢?

[color=rgb(153, 153, 153) !important]北半球最好认的星座,你能认出来吗?摄影/沙特牛仔


对于普通的观星和天文摄影爱好者来说,由于观测设备多为小口径的天文望远镜和普通相机。想要拍摄出一张效果十足的星空图片的条件,地点最重要。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]天文爱好者正在野外参加梅西耶天体马拉松比赛。摄影/沙特牛仔


适合观星的地点都有着一些共性,海拔高、空气稀薄、远离城市的灯光干扰等等,具备这样条件的地方大多分布在我国的边远地区,多见于北方,南方适合观星的地点则集中在几处高山地带。

被称为世界屋脊的青藏高原,是距离星空最近的地方。可可西里广袤无垠的无人区几乎不存在光污染的情况,平均4000多米的海拔把空气干扰降到了最低,抬头仰望让人有一种“手可摘星辰”的感觉。我们国家的西藏阿里天文台,和正在建设的青海冷湖观测基地正位于此。


[color=rgb(153, 153, 153) !important]青藏高原被称为“世界第三极”,是最接近天空的地方,也是世界上最佳的观星地点。西藏阿里天文台暗夜公园。 摄影/特克里


但对于个人爱好者来说,这些地方不仅十分遥远,交通、电力都是问题,而且还有高寒缺氧的问题,对于城市居民十分不友好。

退而求其次的话,云南和甘肃两省也属于理想的观星地带。这两个省份并不缺乏海拔3000米以上的山峰,而且基础设施完善、光污染较少。每年都会有大量的人驱车到祁连山区、云南西部等地拍摄星空。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]现代灯光几乎无处不在,只有远离城市,才能看到星河璀璨的画面。图1:甘肃兰州兴隆山银河星空。 摄影/张自荣;图2: 云南大理鸡足山。 摄影/特克里


这两省也各有各的问题,云南每年从4月到9月都处于雨季,一年中适合拍摄星空的天数相对较少;而以甘肃为代表的西北各省区,则大多数会有沙尘天气,影响了大气透明度。

对于北方和中西部的天文摄影爱好者来说,“登高望远”是一个不错的选择。北京西北方向两面环山,最高峰东灵山海拔2300多米,北部燕山山脉海拔1000米以上的山峰数量众多。许多坐标北京的爱好者们都会有一种体验,上山之前因为雾霾的遮蔽,天空都是灰蒙蒙的;上到半山腰的时候豁然开朗,满天星斗闪烁,仿佛整个宇宙就在眼前。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]星空下的北京司马台长城。摄影/杨东


山脉不仅可以减少空气污染对于拍摄星空的干扰,而且还能一定程度上阻挡地面的光源。同样,西安附近的秦岭、成都附近的邛崃山,都是城市居民可以选择的星空拍摄圣地。

东南沿海地区的大城市却很少有这样的条件,广东、浙江、山东全境没有海拔2000米以上的山峰。上海全市最高的山还不到百米,观星爱好者们不得不登岛到最边缘的崇明岛东滩湿地公园观星。广东北部的南岭山区,福建龙岩的双髻山、天公山等地,相对远离城区,都是当地最好的星空拍摄地。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]福建龙岩初溪,土楼群与银河。摄影/卢鸣浪


但考虑到沿海地区空气中丰富水汽给星空观测带来的障碍,有条件的话驱车去西部拍摄,是更优选择。

好奇心和探索欲,是人类走出地球摇篮的动力源泉

人类为什么要仰望星空,持不同观点的人可能有不同的答案。

在刘慈欣作品《朝闻道》中,外星人认定人类文明发展的标志性事件,是37万年前一个原始人的仰望星空。这个原始人对宇宙产生出了充分的好奇,文中写道:

当生命意识到宇宙奥秘的存在时,距它最终解开这个奥秘就只有一步之遥了。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]青海冷湖,水鸭子敦雅丹群,看流星划过夜空。摄影/杨文杰


最晚在商朝的时候,中国人就开始观察日月盈仄等天文现象。中国记录天文最有趣的案例,是公元1054年观测到的超新星爆发。超新星爆发在银河系中平均每300年发生一次,刘慈欣《流浪地球》《超新星纪元》等作品都以此作为背景设定。

根据《续资治通鉴长编》等史料的记载,当时的宋朝人将这颗超新星命名为“天关客星”。它闪耀了23天,将黑夜照得如同白昼一般,随后消失在夜空当中。

700多年后,法国天文学家查尔斯·梅西耶发现了蟹状星云。后来的科学家们根据星云的膨胀速度和大小推测,它是11世纪一次超新星爆发的产物,与天关客星爆发时间和方位都相吻合。古今天文学家们的智慧,在这一刻交汇。

星空,是人类永恒的话题。它是如此的深邃与辽远,总是激发着人们的好奇心与探索欲。从郭守敬、哥白尼,到尤里·加加林和阿姆斯特朗,以好奇为源动力的观察与探索,让人类和宇宙的距离越来越近。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]迄今为止,人类在太阳系内工作的各个星际探测器(部分)。制图/程远


伽利略发明天文望远镜后,天文观测进入到了新纪元,全民观星的时代来临。如今每年的三大流星雨、月掩行星等各种天文现象,都会吸引大量的天文摄影爱好者远赴各个观星位置拍摄。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]在四川甘孜子梅垭口贡嘎雪山,拍摄到的双子座流星雨。摄影/匡葳


梅西耶天体马拉松,是北半球天文爱好者的盛会。在每年的三月下旬,全天110个梅西耶天体都会出现在夜空当中,但是想要全部拍摄下来,就需要从傍晚到晨曦整夜紧盯地平线,守候着一个又一个即将出现的天体。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]在南半球和北半球,分别能看到这些星座。制图/鱼一条


苏联航天科学家齐奥尔科夫斯基曾说:地球是人类的摇篮,可人类却不能永远被束缚在摇篮里。对星空的好奇,是驱动人类走向星辰大海的第一步。

星空本身就有着无穷无尽的魅力,它就在那里,每一颗星星都是持续发光发热了几十亿年的恒星,它们的光芒穿越几十亿光年的距离,成为了我们夜空中的繁星点点。

[color=rgb(153, 153, 153) !important]星空下,孤独的巡天者。摄影/沙特牛仔


本文来自微信公众号:[color=rgb(39, 40, 45) !important]地道风物 (ID:didaofengwu),作者:风物菌,编辑:麦嘉豪,图片编辑:王家乐,地图编辑:程远,审稿:马劲(本文特约采访专家,北京天文馆)、Mickey

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