艾米莉里維斯克

[編輯]地球上有75億人，只有不到5萬人是專業(yè)天文學(xué)家。

天文研究聽上去既浪漫又天真，如《超時(shí)空接觸》中的朱迪 · 福斯特，一邊戴著耳機(jī)，一邊聆聽外星人的信號(hào)；《天地大沖撞》中的伊利亞 · 伍德，通過一臺(tái)強(qiáng)大到明顯不現(xiàn)實(shí)的家用望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)到一顆足以摧毀地球的彗星。電影中的天文學(xué)家成為人們想象的對(duì)象，擁有主角光環(huán)的天文學(xué)家仿佛只要瞪大眼睛瞧個(gè)一兩分鐘，就能攥著幾小段完美無缺的數(shù)據(jù)，飛奔去拯救世界。

同時(shí), 觀星是一種簡(jiǎn)單原始的人類活動(dòng)。隨著科技的發(fā)展，世上最好的望遠(yuǎn)鏡為我們拍下了無數(shù)動(dòng)人心魄的太空景象：群星璀璨的全天畫卷、如風(fēng)車般盤旋的旋渦星系、如彩虹般絢爛的氣體云……但照片背后的故事卻鮮為人知，比如它們從何而來，為什么要拍它們，怎么拍到的，從中又窺見了什么宇宙奧秘？

華盛頓大學(xué)天文學(xué)教授艾米麗·萊維斯克在《最后的觀星人：天文探險(xiǎn)家的不朽故事》中帶領(lǐng)讀者踏上天文朝圣之旅，探訪遍布世界各地的天文臺(tái)，從智利的安第斯山脈，到亞利桑那州的懸崖，再到夏威夷的大島。那些站在世界之巔的大型望遠(yuǎn)鏡背后，除了有攝人心魄的星辰和深邃黑暗外，還有人類凝望星空的有趣、熱烈、輝煌的故事。

經(jīng)出版社授權(quán)，本文摘錄其中若干片段，一起追隨科學(xué)家的腳步，前往地球上最偏遠(yuǎn)的角落，了解天文臺(tái)不為人知的故事。

《最后的觀星人：天文探險(xiǎn)家的不朽故事》；[美] 艾米莉·萊維斯克（著），張玫瑰（譯）；北京聯(lián)合出版公司；光塵；2022年7月1日

天文臺(tái)的存在提出了一個(gè)有趣的難題：它們是高科技云集的科學(xué)活動(dòng)中心，擁有世上最大的設(shè)施、最先進(jìn)的工程，但是只有在荒無人煙的地方，才能發(fā)揮最大的功用，這不可避免地將某些望遠(yuǎn)鏡和靠它們工作的人置身于極端惡劣的自然環(huán)境中。莎拉·塔特爾是一名天文學(xué)家，她的研究?jī)?nèi)容包括望遠(yuǎn)鏡儀器建造，她曾很好地概括道：“我們拿到這些高精度科學(xué)儀器，然后對(duì)它們‘百般折磨’。”

天文臺(tái)站大多建在偏遠(yuǎn)開闊的山頂上，即使是風(fēng)和日麗的時(shí)候，普通人也難以到達(dá)，如果加上極端的山地天氣，就算是鐵打的望遠(yuǎn)鏡也吃不消?？屏_拉多州的邁爾旺布爾天文臺(tái)（Meyer-Womble Observatory） 位于落基山脈之中的埃文斯山上，海拔14148英尺（約4312米）。2011年冬天，風(fēng)速高達(dá)每小時(shí)95英里的大風(fēng)侵襲了這座天文臺(tái)。從當(dāng)年十月到次年五月，通往埃文斯山頂峰的道路全封閉了，這期間沒人上過山，也沒人知道山上的情況，直到天文臺(tái)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭被風(fēng)吹歪了，丹佛大學(xué)的天文學(xué)家才意識(shí)到不對(duì)勁。那年冬天，當(dāng)?shù)匾幻巧竭\(yùn)動(dòng)員正好在埃文斯山訓(xùn)練，為攀登珠穆朗瑪峰做準(zhǔn)備，他拍到的照片以及后來的調(diào)查結(jié)果顯示，大風(fēng)將罩著望遠(yuǎn)鏡的22英尺高的圓頂吹裂了（丹佛大學(xué)花了多年時(shí)間在討論更換圓頂和處理承包商問題上，后來由于缺乏足夠的支持，只能拆除圓頂室，移走望遠(yuǎn)鏡，故事慘淡收尾）。

邁爾旺布爾天文臺(tái)（Meyer-Womble Observatory）的圓頂在2011年被大風(fēng)吹裂。

即使是溫和的風(fēng)，有時(shí)也會(huì)成為隱患。阿帕奇天文臺(tái)坐落在新墨西哥州南部平原的薩克拉門托山脈中，距離白沙國(guó)家公園僅20英里，那里盡是連綿不絕的白色沙丘。大風(fēng)會(huì)將美麗的石膏白沙吹入圓頂，劃傷精心研磨過的望遠(yuǎn)鏡鏡面。加那利群島的望遠(yuǎn)鏡也曾遇到類似的問題，即一種名叫“卡里瑪”(Calima）的霧霾天氣，那是從東邊吹來的強(qiáng)風(fēng)，會(huì)將撒哈拉沙漠的沙塵吹到距離摩洛哥海岸100英里的加那利群島上空。

在崇山峻嶺上，惡劣的冬季天氣和強(qiáng)烈的暴風(fēng)雪也十分兇險(xiǎn)。當(dāng)突如其來的暴風(fēng)雪呼嘯而至，天文學(xué)家如果不及時(shí)下山，就會(huì)被困在山頂上。如果有冰雪堆積在圓頂上方，圓頂便無法開啟，甚至?xí)?gòu)成隱患，因?yàn)橐坏┐蜷_結(jié)冰的圓頂，碎裂的冰塊可能掉進(jìn)室內(nèi)，砸中望遠(yuǎn)鏡的鏡面。阿帕奇天文臺(tái)的操作員坎迪斯·格雷（Candace Gray）回憶道，他曾在暴風(fēng)雪中旋轉(zhuǎn)3.5米望遠(yuǎn)鏡的圓頂，利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)慢慢吹落積雪。安·博斯加德的除雪方法更接地氣，她告訴我她曾跟幾個(gè)同事一起騎著全地形車，到莫納克亞山頂上的88英寸（約2.2米）望遠(yuǎn)鏡所在地，帶著鐵鍬和冰鎬爬上圓頂，清理上面的積雪。

阿帕奇天文臺(tái)，位于美國(guó)新墨西哥州南部的薩克拉門托山頂?shù)囊粋€(gè)天文臺(tái)。這個(gè)天文臺(tái)由屬于天文物理研究聯(lián)盟（ARC）所有，并由新墨西哥州立大學(xué)（NMSU）管理。 維基百科 圖

既然建在世界之巔，免不了要承受暴風(fēng)雨的一大風(fēng)險(xiǎn)：雷擊。在山峰上建高樓，基本上是在主動(dòng)邀請(qǐng)雷電來劈它，我有好幾位同事曾親眼看到閃電擊中天文臺(tái)宿舍或其他輔助性建筑，就連著名的威爾遜山修道院也被閃電襲擊過。伊麗莎白·格里芬回憶說，在一個(gè)風(fēng)雨交加的夜晚，她正在修道院里吃晚飯，一道閃電突然從天而降，將附近的一棵杉樹劈成兩半，接著化作一道弧形的光，登堂入室，貫穿食堂，震碎所有窗玻璃。

一天晚上，基特峰上雷電交加，戴夫·席爾瓦（Dave Silva） 正在2.4米望遠(yuǎn)鏡處進(jìn)行觀測(cè)，一道閃電“啪”地?fù)糁袌A頂，光是這一下就把他嚇得魂飛魄散（圓頂被閃電擊中并不是什么新鮮事，但是每個(gè)親身經(jīng)歷過的人都說，閃電擊中圓頂時(shí)會(huì)發(fā)出震耳欲聾的巨響），更要命的是圓頂室還停電了。戴夫跑到圓頂室的電氣柜前，用力拉開柜門，一團(tuán)濃煙噴涌而出，瞬間將他吞沒。被濃煙迷惑的他篤定地想著火了，便火急火燎地跑去搬救兵，幾個(gè)坐在山頂附近喝咖啡的夜班工作人員一聽說著火了，全都欣然起身前去救火，打發(fā)百無聊賴的夜晚。后來才發(fā)現(xiàn)，圓頂室并沒有起火，只不過電氣柜里18英寸長(zhǎng)的電線全燒光了，只余幾縷黑煙殘留于世。

基特峰國(guó)家天文臺(tái)（Kitt Peak National Observatory）位于美國(guó)亞利桑那州圖森市西南90公里的基特峰峰頂，海拔為2096米，是美國(guó)國(guó)家光學(xué)天文臺(tái)（NOAO）的一部分。 維基百科 圖

1976年的一個(gè)傍晚，魯?shù)稀な柕略趤喞Ｄ侵莸幕羝战鹚股剑∕ount Hopkins） 上觀測(cè)，一場(chǎng)暴風(fēng)雨即將來襲，山上只余兩人留守著。一個(gè)同事打來電話，問魯?shù)夏懿荒軒蛡€(gè)忙，將一棟建筑與主電網(wǎng)斷開連接，否則萬一它被閃電擊中，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)過載。未雨綢繆總是好的，魯?shù)袭?dāng)然樂意幫忙。一想到暴風(fēng)雨還在3英里以外的地方，一時(shí)半會(huì)兒到不了，他便放心地往隔離開關(guān)柜走去。然而，那天晚上造訪霍普金斯山的閃電沒有擊中任何建筑，也沒有擊中與主電網(wǎng)相連的任何電力設(shè)備，而是擊中了他。

魯?shù)系耐碌攘撕芫枚紱]有收到他的回音，一種不祥的預(yù)感涌上心頭，便給山上的另一人打電話。經(jīng)過一番搜尋后，他在隔離開關(guān)柜里發(fā)現(xiàn)了一副遺落的眼鏡和一個(gè)手電筒，而魯?shù)蟿t不省人事地躺在地板上，靴子掉到了三米外。

幸運(yùn)的是，當(dāng)時(shí)山上正好來了一個(gè)曾是美國(guó)空警的觀測(cè)者，而且懂得急救知識(shí)。他摸了摸魯?shù)系氖滞?，發(fā)現(xiàn)他的脈搏微弱且不規(guī)則地跳動(dòng)著，趕緊拿來山上存放的氧氣瓶給他輸氧。林業(yè)局派了一架直升機(jī)過來，在狂風(fēng)暴雨中逆行，突破重重濃霧，緊急降落在山頂上能找到的唯一一塊開闊平地上，旋翼與山壁之間只有不到兩米的間隙。魯?shù)媳凰偷礁浇尼t(yī)院后，醫(yī)生們處理了他腿腳部的燒傷，沒過幾天就放他回去工作了。他在自己的網(wǎng)站上記錄了這次事跡，還調(diào)皮地寫道：“天文臺(tái)的工作人員在接下來的幾天里一直密切關(guān)注我，但是沒人發(fā)現(xiàn)我的智商有任何下滑，盡管我有時(shí)偷偷地裝傻?！?/p>

風(fēng)、雪和閃電都會(huì)對(duì)望遠(yuǎn)鏡造成破壞，不過山火才是天文臺(tái)最大的噩夢(mèng)。許多望遠(yuǎn)鏡架設(shè)在氣候干燥的山區(qū)，那里幾乎是山火的溫床。天文臺(tái)一般建在山頂或山頂附近，那里依然有不少樹木和灌木叢，極易發(fā)生火災(zāi)。加利福尼亞州南部和亞利桑那州的山火曾經(jīng)危及山上的許多天文臺(tái)，包括帕洛瑪山天文臺(tái)（山上的天文學(xué)家曾擠在200英寸望遠(yuǎn)鏡的圓頂室內(nèi)，只要山火一逼近，就會(huì)坐直升機(jī)撤離），還有梵蒂岡先進(jìn)技術(shù)望遠(yuǎn)鏡（Vatican Advanced Technology Telescope, VATT）。

帕洛馬山天文臺(tái)（Palomar Observatory），位于美國(guó)加利福尼亞州的洛杉磯東南方145千米的圣地亞哥郡，位于帕洛馬山脈海拔1706米的一個(gè)天文觀測(cè)臺(tái)。 維基百科 圖

山火給澳大利亞天文學(xué)帶來的損失尤為慘重。斯特朗洛山天文臺(tái)（Mount Stromlo Observatory, MSO）是一個(gè)多產(chǎn)的天文臺(tái)，擁有不少歷史悠久的望遠(yuǎn)鏡，有些從19世紀(jì)就開始服務(wù)于天文事業(yè)，還有許多先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)施，卻在2003年的堪培拉山林大火中毀于一旦。在那場(chǎng)大火中，斯特朗洛山天文臺(tái)痛失五架望遠(yuǎn)鏡，還有工作室、行政樓、宿舍樓。后來，澳大利亞藝術(shù)家蒂姆·韋瑟雷爾（Tim Wetherell） 受托，用望遠(yuǎn)鏡的殘骸創(chuàng)作了雕塑作品《天文學(xué)家》（The Astronomer），現(xiàn)矗立在澳大利亞國(guó)家科技館外。2013年，新南威爾士州沃倫本格國(guó)家公園遭遇山林大火侵襲，賽丁泉天文臺(tái)（Siding Spring Observatory, SSO）的所有人員被迫撤離，十多架望遠(yuǎn)鏡則滯留在山上。大火燒毀了山上的建筑，不過望遠(yuǎn)鏡幸免于難，很快又重新投入使用。

澳大利亞藝術(shù)家蒂姆·韋瑟雷爾用望遠(yuǎn)鏡的殘骸創(chuàng)作了雕塑作品《天文學(xué)家》。 維基百科 圖

除了荒漠山地的暴風(fēng)雨和烈火威脅之外，望遠(yuǎn)鏡大多架設(shè)在地震頻發(fā)的斷層線上，比如加利福尼亞、夏威夷、智利等，它們都位于環(huán)太平洋地震帶上，對(duì)那里的天文臺(tái)而言，地震已經(jīng)是家常便飯了。

每個(gè)去過智利的觀測(cè)者都會(huì)經(jīng)歷一兩次小地震。望遠(yuǎn)鏡有一個(gè)小怪癖，那就是它對(duì)地震極其敏感：觀測(cè)員需要精調(diào)細(xì)校，才能最終固定好望遠(yuǎn)鏡的指向，之后要盡可能地保持靜止，即使最輕微的震動(dòng)，也會(huì)反映到望遠(yuǎn)鏡的視野中，造成明顯的圖像抖動(dòng)。曾有一次，我記得自己正坐在望遠(yuǎn)鏡前，卻突然聽到操作員驚呼：“哦！地震要來了?！币粌擅腌姾?，整座樓輕顫了幾下，短暫卻明顯。接著，那顆用來引導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡的亮星，已經(jīng)從他眼皮底下溜走了，消失在電腦屏幕上的監(jiān)控窗口外。望遠(yuǎn)鏡敏感得令人難以置信，只要一有風(fēng)吹草動(dòng)，目標(biāo)天體就會(huì)跑出視野，這是它受到外界干擾的第一跡象。不過，望遠(yuǎn)鏡的魯棒性極強(qiáng)，足以抵抗這類干擾的影響。地面一停止顫動(dòng)，那顆亮星就重新回到相機(jī)的視野中心，大家也若無其事地恢復(fù)觀測(cè)。話說回來，在觀測(cè)員需要爬進(jìn)主焦籠進(jìn)行觀測(cè)的年代，有幾位加州的天文學(xué)家回憶道，他們?cè)谟^測(cè)過程中突遇地震，被困在主焦籠里好幾個(gè)小時(shí)。喬治·沃勒斯坦告訴我，消防隊(duì)是離加州最近的抗震救援人員，本著科學(xué)的原則，他們通常會(huì)先被派去搶救山上最大的望遠(yuǎn)鏡。

在某些地方，火山也會(huì)跑來摻和一腳。莫納克亞山上的望遠(yuǎn)鏡偶爾會(huì)受到一種叫“vog”的濃霧侵襲，由“volcano”（火山）和“smog”（煙霧）兩個(gè)單詞組合而成。夏威夷火山國(guó)家公園內(nèi)的火山裂縫有時(shí)會(huì)噴發(fā)出大量二氧化硫，與空氣中的水蒸氣結(jié)合生成弱酸性霧，導(dǎo)致望遠(yuǎn)鏡對(duì)環(huán)境濕度的耐受性降低。2018年5月，夏威夷最活躍的基拉韋厄火山發(fā)生大規(guī)模噴發(fā)，正好被莫納克亞山上的網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍攝到。幸運(yùn)的是，大風(fēng)將這次火山噴發(fā)產(chǎn)生的火山灰吹離了莫納克亞山，盡管火山煙霧多少會(huì)影響望遠(yuǎn)鏡的濕度耐受性，但是基本上還是能按原計(jì)劃進(jìn)行觀測(cè)活動(dòng)。

莫納克亞天文臺(tái)，坐落在美國(guó)夏威夷群島大島上的莫納克亞山頂峰上，是世界著名的天文學(xué)研究場(chǎng)所。圖為“昴”望遠(yuǎn)鏡、凱克I、II和NASA的紅外線望遠(yuǎn)鏡。 維基百科 圖

莫納克亞山距離夏威夷火山國(guó)家公園不到30英里，你肯定會(huì)想當(dāng)然地認(rèn)為，那里的天文學(xué)家一定有著史上最驚心動(dòng)魄的天文觀測(cè)故事，畢竟他們隔壁就是火山口。事實(shí)上，如果真要評(píng)“最佳火山觀測(cè)故事”，這個(gè)殊榮非道格·蓋斯勒（Doug Geisler）莫屬。

道格是華盛頓大學(xué)的研究生。1980年5月17日，他在華盛頓州中部的馬那斯塔斯山脊天文臺(tái)（Manastash Ridge Observatory） 度過了一個(gè)美妙的夜晚。那是他為博士論文采集數(shù)據(jù)的第一個(gè)夜晚，當(dāng)時(shí)他獨(dú)自一人留在山上，觀測(cè)銀河系中已存在億萬年的恒星。第二天破曉時(shí)，他結(jié)束了觀測(cè)，像往常一樣關(guān)閉望遠(yuǎn)鏡，合上蓋子，接著就返回附近的宿舍，好好睡一覺，晚上再來一次碩果累累的觀測(cè)之夜。

馬那斯塔斯山脊天文臺(tái)（Manastash Ridge Observatory）位于華盛頓州中部。 維基百科 圖

大約早晨八點(diǎn)半，遠(yuǎn)方傳來一陣低沉的轟鳴聲或隆隆聲，將才睡著幾個(gè)小時(shí)的道格吵醒。他看了看四周，發(fā)現(xiàn)毫無異樣，便又睡了過去。在夢(mèng)中，他夢(mèng)見了世界末日。

幾個(gè)小時(shí)后，他再次醒來，準(zhǔn)備迎接天文學(xué)家一天當(dāng)中的“早晨”—在正午時(shí)分悠閑地吃早餐，接著在晴空萬里的山上度過一個(gè)安靜的下午。但是，這次醒來的他立馬注意到四周有些不對(duì)勁：房間里漆黑一片，沒有一絲光線透過窗簾縫隙鉆進(jìn)屋里來。這讓他很驚訝，不知是自己不小心一覺睡到了晚上，還是外面突然就烏云密布了。他低頭看了一眼手表，指針指向的是正午，便決定起身去外面瞧瞧。

宿舍的門被推開了，露出外面的景象——無邊的黑暗遮蓋住本該艷陽高照的天空，空氣中彌漫著刺鼻濃烈的硫黃氣味，即使打著手電筒的光，也看不清3米以外的地方。和往常一樣，這是一個(gè)溫暖、寂靜、無風(fēng)的日子……唯獨(dú)不見日光。道格腦中冒出的第一個(gè)念頭是，不會(huì)是發(fā)生了核襲擊之類的史詩級(jí)災(zāi)難吧？他猜對(duì)了一半。

那天早晨，馬那斯塔斯山脊以西90英里的圣海倫斯火山（Mount St. Helens） 突然噴發(fā)，將超過15英里高的火山灰柱送入空中，成為美國(guó)歷史上最具破壞性的火山噴發(fā)事件。道格早些時(shí)候聽到的悶響，很可能來自威力相當(dāng)于26兆噸TNT炸藥的初始爆炸，或熾熱的巖漿令附近的水體瞬間汽化產(chǎn)生的二次爆炸?；鹕奖l(fā)后的幾小時(shí)里，盛行風(fēng)將大部分火山灰吹向東邊，遮蔽了道格所在天文臺(tái)的上空。

那天，身為一個(gè)專業(yè)素養(yǎng)極高的觀測(cè)者，道格雷打不動(dòng)地填寫夜間觀測(cè)日志，記錄望遠(yuǎn)鏡當(dāng)晚的使用情況，包括因天氣或技術(shù)原因損失的觀測(cè)時(shí)間，以及溫度、云層、天空狀況等細(xì)節(jié)。通常情況下，天文學(xué)家會(huì)時(shí)不時(shí)翻閱日志，幫助自己回憶某天夜晚的細(xì)節(jié)，天文臺(tái)的工作人員也會(huì)時(shí)不時(shí)翻閱這些記錄，追蹤任何潛在的問題。那晚，道格在山上留下的日志成為一段傳奇：

損失時(shí)間：6小時(shí)

原因：火山噴發(fā)（這理由是不是酷斃了？）

天空狀況：又黑又臭

我是此次核戰(zhàn)爭(zhēng)的唯一幸存者。我還記得自己聽到“轟—”的一聲巨響，接著就趕緊跑去打開收音機(jī)，大多數(shù)電臺(tái)居然還在播放音樂。我心想，都世界末日了，這些人怎么還在放靡靡之音？終于，我聽到雅基馬縣的KATS搖滾樂電臺(tái)說，圣海倫斯火山吹響了它的“號(hào)角”，這讓我松了一大口氣。到了中午2點(diǎn)左右，天文臺(tái)上空依然漆黑一片。到了傍晚，能見度才達(dá)到0.5英里。我蓋上了望遠(yuǎn)鏡和其他光學(xué)儀器。一些細(xì)小的灰燼從天窗的縫隙鉆了進(jìn)來，我想它們應(yīng)該構(gòu)不成威脅。每次觀測(cè)時(shí)，大家都巴不得天空全黑。今天倒是黑得徹底，卻觀測(cè)不了，造化弄人哪！

1980年5月18日，美國(guó)華盛頓州斯卡梅尼亞縣境內(nèi)的圣海倫火山發(fā)生重大爆發(fā)。這是美國(guó)歷史上死傷人數(shù)最多、經(jīng)濟(jì)損失最大的火山爆發(fā)。 維基百科 圖

火山和閃電是地球使用的一些較為極端的手段，提醒我們是在一顆極不穩(wěn)定的活躍星球上工作。在觀察天體的過程中，天文學(xué)家們很容易沉浸在宇宙科學(xué)之中，因而忘記了地球其實(shí)和我們觀測(cè)的對(duì)象一樣也在宇宙中不斷地運(yùn)動(dòng)著，火山噴發(fā)和電閃雷鳴只是它的地質(zhì)和天氣中再普通不過的一部分，甚至忘記了它是我們與其他眾多生靈共享的家園。

責(zé)任編輯：王昱

校對(duì)：張亮亮