找個(gè)地方建天文臺(tái)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(shí)代，我們的祖先就開(kāi)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(shí)，他是多么興奮。 這應(yīng)該是人類歷史上正式記錄的通過(guò)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的天文觀測(cè)! 從那時(shí)起，天文觀測(cè)一直是從地面通過(guò)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(cè)一直幫助著該學(xué)科的發(fā)展。 原因特別簡(jiǎn)單：

　　人類賴以生存的大氣層只是屏蔽了對(duì)地球生命有害的紫外線和大部分比光學(xué)波段更長(zhǎng)的紅外線。 大氣在更長(zhǎng)波長(zhǎng)的電磁輻射中變得透明，使我們可以與人造衛(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(cè)的主要信息來(lái)源。 從這個(gè)意義上說(shuō)，光學(xué)(包括紫外光和紅外光)天文觀測(cè)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(tái)設(shè)計(jì)的故事，首先要回答的問(wèn)題之一是：在當(dāng)今空間技術(shù)先進(jìn)的時(shí)代，為什么要在地面上建造觀測(cè)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(lái)天文學(xué)和物理學(xué)中的問(wèn)題時(shí)，大型設(shè)備和配套儀器必不可少。

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

　　回答這個(gè)問(wèn)題需要一點(diǎn)背景常識(shí)。 地面天文觀測(cè)是通過(guò)地球大氣層進(jìn)行的。 地球大氣中的物質(zhì)成分會(huì)吸收來(lái)自天體的信號(hào)。 場(chǎng)地面上空的大氣越薄，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(huì)嚴(yán)重影響天文觀測(cè)。 當(dāng)然，夜空需要同時(shí)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(huì)扭曲來(lái)自天體的光。 這就是所謂的見(jiàn)。 視覺(jué)對(duì)于現(xiàn)代和未來(lái)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(zhǎng)，特別是天文臺(tái)設(shè)計(jì)中望遠(yuǎn)鏡的擴(kuò)建、探測(cè)設(shè)備靈敏度的提高以及對(duì)科學(xué)目標(biāo)的重視，城市燈光對(duì)天文觀測(cè)的影響已經(jīng)變得無(wú)法接受。