觀星進(jìn)化史

太空僧

古代觀星問天意

觀星是人類最古老的行為之一。在百萬年前遠(yuǎn)離篝火的山洞口，人類的祖先就開始抬頭仰望星空，思考和理解所看到的閃爍。幾乎在所有遠(yuǎn)古文明中，那些自以為掌握天空奧秘的祭司、薩滿、巫師之類的神職人員，都將觀星作為窺見自然“神力”的窗口。

在我國古代，觀星不僅是可以預(yù)測戰(zhàn)事、占卜兇吉，關(guān)乎國運(yùn)的重要活動，更是幫助民生、利耕助農(nóng)的利器。古時候的人們只能靠測日觀星來判斷農(nóng)時更替，所以君王會培養(yǎng)一批觀測天象的官員（如秦漢的太史令、明清的欽天監(jiān)），并建造專門用于觀星的樓臺。

不過，古代的統(tǒng)治者很看重天象的解釋權(quán)，平民若不經(jīng)允許擅自觀察解釋星象，是非常嚴(yán)重的罪行。天文學(xué)被當(dāng)成皇權(quán)的工具，這極大地限制了天文學(xué)的發(fā)展。與之相對的是，17世紀(jì)開始，隨著望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明和航海業(yè)的發(fā)展，西方的觀星技術(shù)迅速提升，建立了更多更先進(jìn)的天文臺。

三千多年前，周文王為了祭天而筑靈臺，后來靈臺便演變?yōu)橛脕碛^測天象的高臺建筑。

兩千多年前，漢代在靈臺邊擴(kuò)筑明堂辟雍，東漢的張衡改進(jìn)的銅鑄渾天儀就安放在靈臺上，不僅用于觀察天象，還進(jìn)行歷法修訂和氣象預(yù)測。

740多年前，天文學(xué)家郭守敬于元初督造的登封觀星臺，是我國現(xiàn)存最古老的天文臺。

明清兩代，皇家天文臺設(shè)在北京古觀象臺，那里至今仍保存有珍貴的古代天文儀器，如簡儀、渾儀等。北京古觀象臺的連續(xù)觀測時間近500年，積累了大量天文學(xué)資料，見證了中國古代天文科學(xué)的發(fā)展歷程。

現(xiàn)代觀星挑地址

目前，世界級天文觀測臺址大都位于西半球，美國、智利、英國、意大利都有非常好的天文臺址。這背后除了歷史原因外，還因為現(xiàn)代天文臺選址有極其嚴(yán)苛的環(huán)境要求。

要求一：海拔。海拔越高，天文臺上方影響觀測的大氣越稀薄，大氣折射的影響越少，觀測精度越高。因此很多天文臺址都選在高海拔的山上。比如位于夏威夷的希洛莫納克亞山天文臺，建在夏威夷的最高峰頂。

要求二：氣候。云雨天氣非常影響天文觀測，特別是紅外波段的觀測，因為水蒸汽會阻擋大量的紅外線。而寒冷的地方往往有更加干燥的空氣，除了高原和高峰，南極也是不錯的選擇。氣候穩(wěn)定還體現(xiàn)在沒有過大的風(fēng)和湍流，高山頂通常位于大氣湍流以上，所以影響較小。

要求三：沒有光污染。無論是自然光還是人造光，都會影響對微弱物體的觀測。自然光源主要指的是極光，美麗的極光是天文學(xué)家最不希望看到的東西。人造光源主要來自附近的城市、漁業(yè)和采礦業(yè)等。

要求四：空氣透明度。高海拔的沙漠不算特別好的天文臺選址地，因為沙漠附近的空氣中彌漫著大量沙塵。除此之外，有些礦產(chǎn)區(qū)也會有粉塵污染。比如西班牙的拉帕爾瑪天文臺，除了受火山灰影響，還會受到非洲撒哈拉沙漠的影響。

做到了以上幾點(diǎn)，在天文臺上看到的星星才不會“眨眼睛”。此外，天文臺選址還要考慮地震、電磁環(huán)境等因素，保證天文觀測設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。全球各地的天文臺選址無不精挑細(xì)選，力求在最佳環(huán)境中捕捉宇宙的微弱信號。

東方觀星看冷湖

很長一段時間以來，東半球都沒有能與夏威夷和智利等地相媲美的臺址。為了縮小與西方的差距，我國科研工作者數(shù)次深入寒冷干旱的青藏高原、新疆帕米爾高原和橫斷山區(qū)，以期尋得優(yōu)良的臺址。

2017年底，我國天文學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)了一片潔凈之地，十分合適于暗夜中瞭望星空，這處極其優(yōu)良的世界級天文臺址的名字叫“冷湖”。

冷湖位于地球上最高的高原——青藏高原之上，具體是在柴達(dá)木盆地西北邊緣的青海冷湖鎮(zhèn)賽什騰山的山頂附近，海拔在4200米到4500米之間。在它周圍是廣闊的低于3000米的低海拔地區(qū)，氣候極其干旱，地表氣候和溫度都非常穩(wěn)定。經(jīng)過三年的監(jiān)測，該地區(qū)白天和夜間的晴朗天數(shù)占比非常高，具備良好的大氣透明度，有效降低了大氣湍流對觀測的影響。總結(jié)下來就是高海拔、云量小、空氣干燥、大氣稀薄，視寧度好。同時，這里地處偏遠(yuǎn)，人口稀少，光污染極低，純凈的黑暗夜空非常有利于深空探測。而且冷湖這里地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，電磁環(huán)境優(yōu)良，可以與智利、夏威夷和加那利群島最好的臺址相媲美，僅次于南極洲的觀測條件，是中國乃至全球天文觀測的理想場所。

另外，由于冷湖附近之前曾是油田，雖然現(xiàn)已廢棄，但當(dāng)年為十萬人口鋪設(shè)的交通基礎(chǔ)設(shè)施尚存，敦煌機(jī)場和貨運(yùn)火車站都非常近，公路運(yùn)輸也非常方便。

目前，冷湖天文基地的建設(shè)如火如荼，許多重要的天文觀測設(shè)備正在開工。以前，如果某個重要的天文學(xué)事件正好發(fā)生在西半球的白天、東半球的夜晚，由于東半球缺少世界頂級天文臺，那么人類也許將錯過這個重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，而冷湖在未來將彌補(bǔ)這種遺憾。

未來，冷湖將躋身國際一流天文觀測基地行列，這里孕育著中國天文學(xué)未來的希望。