天文学家:为璀璨星空清除障碍

作者: Laura Dattaro

来源: http://www.symmetrymagazine.org/article/clearing-a-path-to-the-stars

发布日期: 2017-09-18

文章探讨了光污染对天文学研究的严重影响,以及天文学家和地方政府如何合作减少光污染的措施。

坐落于美国洛杉矶县圣加盖博山的威尔逊山天文台,在天文学领域有过几次重大的突破性发现。它成立于1904年,曾两度拥有地球上最大的望远镜,首先是1908年的60英寸海尔望远镜,再是1917年的100英寸胡克望远镜。1929年,埃德温·哈勃在这里发现了宇宙正在膨胀这一事实,从而彻底地颠覆了人们对宇宙的理解。然而,这样的辉煌并没有维持多久。

随着洛杉矶市的茁壮成长,天空中的光芒和亮度也随之增加,造成了所谓的光污染。城市光芒盖过了来自遥远昏暗的天体发出的微光,使深空宇宙学的研究变得完全不可能。1983年,自成立以来就拥有威尔逊山天文台的卡内基协会终于将其放弃,并选择在智利建造望远镜。天文台的执行董事Tom Meneghini说:“他们决定如果想要在天文学方面做出更好、更深、更有突出性的研究,那就必须将天文台搬去一个更黑暗的地方。

”除了给天文学家制造难题之外,光污染也会伤害甚至杀死野生动物,造成能源浪费并引发全球性的人类疾病。在这一问题上,天文学家做的是努力说服地方政府采取更好的照明条例,包括要求安装防止光线渗入天空的灯具。随着照明的行业标准逐渐从钠灯转向发光二极管(即LED),因为LED有着更持久更节能的特性,既节省成本又有益于环境,许多城镇已经开始重新审视他们的照明系统。

但并不是所有的LED都是一样的,不同的灯泡释放出的颜色也不同,这又会对应于不同的温度。温度越高,颜色越蓝。节能蓝光LED的发明对世界有着重大的意义,它的发明人也因此获得了2014年的诺贝尔物理学奖。但对于天文学家而言,这种蓝光确是极不受欢迎的,同理可参考白天的天空颜色也是蓝色:蓝光比其他任何一种颜色都更容易被散射。

在今年一月举办的一年一度的美国天文学会(AAS)研讨会上,天文学家John Barentine分享了一些城镇解决光污染的故事。Barentine是国际暗天协会(IDA)的项目经理,该协会成立于1988年,旨在防治光污染。他举例了美国亚利桑那州的凤凰城。亚利桑那州是减少光污染的佼佼者。由IDA认可的美国的十个“暗天空区”中有四个在亚利桑那州。

史密斯学院的天文学教授James Lowenthal说:“你可以站在弗拉格斯塔夫市中心,抬头就能看到银河系。”尽管如此,它仍不能免受光污染。亚利桑那州的大峡谷国家公园就是由IDA指定的国际暗天公园,但是,Barentine说,在清澈的夜晚,这里的地平线会被位于274公里之外的拉斯维加斯照亮。2015年,凤凰城开始测试更换约10万个LED路灯,他们预计每年可因此节省280万美元的能源费用。

但是他们使用的是高温蓝光LED,这将会使得整个城市暴露在恶劣的白光下。当地的IDA努力将安装延迟了六个月,让市议会有时间加强对光污染的认识,并听取天文学家的忧虑。最后,得到的结果超越了IDA的“最佳期望”,他们选择了工作时温度远低于IDA所建议的最高温度的灯。

这是一个让研讨会上的人听了备受鼓舞的故事,因为这一重大决定是小部分人的坚持,或许一个200万人口的城市里可能只有10个这样的人,但它的结果却影响深远。只在书面上颁布法令并不一定能实际解决问题,一个反面例子就是马萨诸塞州的北安普顿市,尽管它也颁布了与凤凰城类似的法令,但却没有足够的建筑检查员来监督执行。对许多城市而言,对抗光污染的最大挑战就是说服人们,让大家相信这确实是一个问题。

美国国家光学天文台(NOAO)的科学家Connie Walker表示,这对于说服从未在清澈的夜空见过璀璨明亮的星星和银河系的孩子来说尤其困难:“因为我们很难教会别人一些他们从未拥有过的、已失去的东西是什么。”Walker现在致力于将光污染变成下一代从小就必须关注的问题,就如同1950年代的接受不能乱扔垃圾教育的孩子一样。

除此之外,NOAO还开展了一项公民科学计划,名为“夜晚的地球”,鼓励任何人在其所在的区域中测量亮度,再将测量结果上传到一个数据库。迄今为止,这一活动已收集了来自180多个国家的超过16万条观测资料。这一计划已经开始产生效果了。例如在俄克拉荷马州的诺曼,一群高中生在业余天文学家的协助下,用“夜晚的地球”的数据来对描绘他们镇子上的光污染。他们将结果移交给市议会,两年内,该镇采取了了更严格的照明条例。

Walker说:“光污染是我脑中最严重的危害,因为它使我们的天文台置于危险之中。我们真的应该开始专注于下一代望远镜了”。

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