第七章-这里有世界上最先进的天文台

幸运的是,我们参观了另外一个超级天文台Very Large Telescope,简称VLT,这是目前世界上最强大的可见光望远镜。

在计划来智利北部的时候,对我来讲,第一想看到的其实并不是壮观的沙漠极旱之景,而是位于沙漠地区的一个超级天文台Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,简称ALMA。其中文翻译是“阿塔卡玛大型毫米/次毫米波阵列”。身为一名科学和工程技术从业者,能够亲眼看到这些伟大的人类工程作品,绝对是最让我兴奋的事情。但此天文台只在星期六和星期天的早上对公众开放,我们逗留在San Pedro的时间无论如何调整,也无法安排上这趟超级天文台的“朝圣之旅”,最后只能非常遗憾地错过了。

幸运的是,我们参观了另外一个超级天文台Very Large Telescope,简称VLT,这是目前世界上最强大的可见光望远镜。没错,此君的名字就是这么直白,中文翻译“甚大望远镜“,不过这起码比苹果iphone6刚开始的广告语“比更大还更大”好一些吧。这个天文台位于Antofagasta以南约120公里的Paranal山顶,海拔2635米。而之前所说的ALMA位于San Pedro以东约50公里,海拔5000米的Chajnantor高原上,是目前世界上最强大的无线电望远镜。

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这个两个超级天文望远镜同处于阿塔卡玛沙漠地区,相距大约7个小时的车程。为什么它们都选址在智利北部荒凉的沙漠地区呢?很简单,就像我们肉眼观星一样,晴夜无云、没有其他光干扰,我们便能很好地看到星星了。智利阿塔卡玛沙漠地区,常年气候干燥、降雨极少、人烟稀少几乎没有光污染;同时还有一个重要的原因,在南半球能够观测到在北半球无法看到的天体,例如银河的中心部分。所以,这里是世界上最佳的观星地点之一。除了这两个天文台以外,还分布着很多大大小小、各种专业或业余的天文台。更加令人激动的是,未来世界上最大的可见光/近红外线望远镜The European Extremely Large Telescope,简称E-ELT,将建在离VLT大约20km的Armazones山顶上,目前正在施工,计划2024年可以落成。

上面谈及到的这几个超级天文台的建造和运作都离不开一个机构-European Southern Observatory,简称ESO,中文翻译“欧洲南方天文台“。VLT和正在建造的E-ELT是由ESO建设和运作,智利提供土地;而ALMA由ESO代表的欧洲方、美国国家无线电天文台代表的北美方、日本国立天文台代表的东亚方和智利作为土地提供方的国际间合作建造和运作,后来台湾中研院也加入。ESO于1962年成立,到目前为止有16个成员国,包括奥地利、比利时、巴西、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、意大利、荷兰、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国。顾名思义,此研究组织的宗旨在于在南半球建立先进的天文观测基地,探索宇宙的奥秘。

我们所参观的VLT每逢周六的早上十点和下午两点有ESO官方组织的导览,三个小时的参观完全免费。我们参加的是下午两点的。本来以为VLT的位置偏僻,来参观的人不会很多,我们提早了20分钟到,发现已有数十人在门口等候,还有两辆载着学生的大巴也在,可见大家对科学是热情高涨的。

参观的第一站是VLT Residencia,给来访学者们起居生活的地方。由于天文学家工作日落而作日出而息,参观之时正是他们的睡觉时间,我们必须保持安静。这个建筑的设计可是获了大奖的,很是特别。头顶一片圆弧,中央一片片绿意葱葱的热带植物,能够在沙漠地区看到绿色的花园是多么的舒服。这里各种设施齐备,如游泳池、餐厅、图书馆等,共有108个房间。不就是Paranal山一百零八好汉么。

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稍作停留后,我们便驱车前往山顶参观望远镜。下车第一感觉是风很大。海拔2635米,四周没有任何阻挡物,风直直地刮过来。可是,按照向导的说法,当下的风在这个山顶根本就不算风。VLT主要包括四个单元望远镜和四个小的可移动辅助望远镜。主要单元分别以马普切(Mapuche)语命名为Antu、Kueyen、Melipal和Yepun。意思为太阳、月亮、南十字和维纳斯。马普切是智利中南部的原住民,此命名想法来自一名智利北部17岁女孩,我想这是表达对本土文化的尊重吧。每一个单元望远镜的结构是一样的,主体直径8.2米的镜面。每个单元望远镜除了可以独立工作以外,还可以通过地下光学通道连接起来成为一个巨大的干涉仪。简单讲,就是更强大的观测装置,精度为个体单元单独工作时的25倍。

那是怎样的效果呢?如果在月球上放置汽车头灯,通过地球这边的巨大的干涉仪可以看得到。这是多么巨大的数码照相机啊。因为这个“巨大的数码照相机”,很多天文物理的科研论文得以产生。它的使用机制是这样的,成员国和智利的研究人员可以申请使用望远镜观测,然后ESO评估申请项目,给出特定的观测时间。目前,ESO旗下的天文台每年能接到超过2000份的申请,远大于可观测的时间。那我们这些非成员国的人可以申请吗?可以,但成员国的研究会被优先选择。

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跟随着向导的脚步,我们来到控制室参观。这里设置就如大学里面的办公室一般,有工作人员和科学家正对着电脑工作或者讨论问题。每一个望远镜有各自的控制区,满眼尽是电脑屏幕,不时看到屏幕上的图像变化或者数字跳动。像我们这些非工作的外人就在里面随意的闲逛着,键盘鼠标就随手可及,他们也不担心我们会乱操作。向导也说了,想拍照可以随便拍照,没有什么秘密的东西。非常感谢ESO的大方和毫不保留,能让每个感兴趣的人学习当前最新的天文科技。“如果我偷偷敲几下键盘修改几个参数,会有怎样的影响?” 我心想着,“是不是宇宙的奥秘就被我解开了?哈哈。不是很多科学发现的故事都是意外而来的么?”

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最后一站是重头戏,我们进入望远镜里面参观。从外面看,这些望远镜就是一个个巨大的方盒子;在里面看,是精密的机械结构和仪器,就如进到科幻小说的场景一样。各种机构设计、用料选择、整齐简洁的管线排布尽现眼前,这是一种艺术之美。这些工艺,我真想待更久去欣赏。向导比划着为我们讲解望远镜是如何工作的,工程师此时也正在旋转穹顶作调试。看着转动的穹顶,彷佛是脚下的平台转动一样,缺失了参照物,凭着感官已经分不清楚到底哪里在旋转了。不知不觉中我想象起它工作时的场景,夜幕降临,朝天之门慢慢打开,缓缓转动观测之巨眼,凝视神秘的夜空,尝试洞察宇宙的奥秘,这是神圣而庄严的仪式。站在这里,这种神圣将我包围。

天空是最遥远而神秘的领域,从古人夜观天象到现在先进的天文台,我们一直尝试去更多地了解宇宙,了解我们生存的这个世界。科学不断去尝试提供假设、证明,解释我们能观察到的物理世界,一点一点地扩大我们的认知范围。然而,我们尚未能认识的世界有多大?我们已经在这条路上走了多远?而这条路是否有终点?

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不从宇宙大爆炸、暗物质等物理学层面去科学地探讨宇宙,看看日本漫画大师手塚治虫的经典漫画《火鸟》中的《未来篇》是如何阐述宇宙观的:我们宇宙不过是组成另一个宇宙的基本粒子;而这个宇宙,也是组成再另外一个宇宙的基本粒子;如此一直重复下去。也记得曾经看过的一部电影的最后一幕:宇宙世界不过是一个小男孩书桌抽屉里的空间。以为宇宙很大,人类很小,其实宇宙也可以很小,而人类可以很大。人类对未知宇宙的好奇、对未知世界的好奇,是对人类本身未知的好奇。认识宇宙、认识世界,其实本质也在于认识我们人类生命的意义,认识人类自身。

如果不来到天文台这样的科学研究基地,在平时生活的常规里,我们很容易忘记高楼之外的浩瀚宇宙,以及我们已有认知之外更广阔的天地。感谢ESO免费开放天文台,给予我们这些门外汉走入望远镜内部的机会,我们也需要更多的机构这样去做普及。比我们更幸运的是那些坐大巴来的孩子吧,在他们成长之时得以了解普通学科外的领域。让孩子们的触角更广阔,他们长大后会有更宽广的视野,更纯粹的兴趣和热情。

如果对ESO感兴趣,可以去他们的官方网站:www.eso.org。 所有资讯的分享都很详尽。