一个天文学家的夜空漫游指南 - (EPUB全文下载)

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书籍内容：

我对夜晚爱得深沉。
这种感情如同人们对祖国、对情人的爱，
似一种本能，深深扎根，难以克制。
我的感官全部活跃起来：
凝视着她的模样，呼吸着她的芬芳，聆听着她的寂静，感受黑暗轻抚我的肌肤。
 
白昼粗暴而喧嚣，让我疲惫又厌倦。
 
我挣扎着从床上爬起来，乏弱无力地穿衣，
带着满心懊恼出门，挪动半步已经筋疲力尽，
只言片语亦似千斤负荷，即便浅浅思绪也难承其重。
 
而当日头西落，一种难以名状的喜悦就悄然袭来，浸润我的全身。
我苏醒过来，焕发出生机。
地上的影子渐渐拉长，我也感觉重获新生，
更加年轻、力壮、机敏、愉悦。
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居伊·德·莫泊桑
《夜》
献给我的夫人
以及所有凝视宇宙的人
PART ONE 夜幕降临
天空广袤辽远，云集璀璨万千，
空间蓄积于此，世界绵延无边。
我们离他太远，无法被他构建，
我们离他太近，避不开他的视线。
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赖内·马利亚·里尔克
《献给夜的诗》
 
我现在身处太平洋中央的夏威夷岛上。不过跟明信片上的画风不同，并没有细细的沙滩和棕榈树伴我左右。放眼望去，土地干涸，寸草不生，这番景象倒更像月球表面。我们现在位于莫纳克亚山（Mauna Kea）的山顶，这座死火山是地球上观测宇宙的最佳地点之一，它上次喷发已经是5000年前的事了。站在海拔4207米的山顶，垂直来看我们已经攀登了大气层高度的40%，天空纯净无比。这里空气干燥而稳定，没有光污染，也不会受其他来自城市的负面因素干扰。
天文学家们都很了解这一点。来自11个国家（法国是其中之一）的天文工作者们在山顶架起了13台天文望远镜。其中有2台凯克望远镜，它们的镜面直径达10米，是现今口径最大的望远镜之一。一台望远镜的性能主要由它在一段时间内所能捕捉的光子的数量决定。因此，望远镜的镜面直径越大，单位时间内能捕捉的光就越多。莫纳克亚山是当代天文学观测最重要的基地之一，在这里观测到的天文物理学发现数量众多、世界领先。现在，规模更大的TMT望远镜
[1]

的建设蓝图已经逐渐清晰起来。这一前所未有的超大直径可以显著增强TMT望远镜捕捉宇宙中光线的能力，其性能可达到凯克望远镜的9倍。这样一来，科学家就可以观测到宇宙中亮度更低（也就是距离更远）的天体，时间的尺度可以扩大到约130亿年，差不多回溯到大爆炸之后的第一个10亿年。有了TMT望远镜，我们就可以像观看电视直播一样观测第一代恒星与星系的诞生。
莫纳克亚山顶上的望远镜越来越多，这引起了当地环保联盟的反对。反对的理由多种多样：保护环境、保护地质、保护某些昆虫的栖息地。传统信仰也牵涉其中：莫纳克亚山是神祇的栖息地[“克亚”（Kea）实际上是“瓦克亚”（Wakea）的简称，意思是“天空之神”]，这一圣地应当保护起来，不能随便让人进入。在任何情况下，科学都不应该窃据自然的馈赠。不过天文学家也用自己的方式向天空之神敬献了贡物：观测宇宙当然有着精神层面上的深刻含义。
然而现在，我的思绪离那些是非争议还有十万八千里。太阳正缓缓向地平线贴近，背后是一片深邃的蓝天。
云端之外
Par-delà les nuages
湛蓝的苍穹一望无边，没有一丝云彩的痕迹。空气稳定而静谧。神祇保佑，天气晴好，这一夜将很适合观测。这十分难得，因为从我工作的弗吉尼亚大学夏洛茨维尔分校一路赶到夏威夷岛，真可谓跋山涉水，历尽艰辛：先是坐一整天的飞机，穿越六个时区；刚下飞机就得马不停蹄地驱车好几小时，前往位于海勒坡哈库（Hale Pohaku，夏威夷语“石头房子”的意思）的接待中心，那里也是天文学家们的临时宿舍。中心海拔高度2800米，天文学家们至少要在那里待够一整天，等身体适应了缺氧的环境之后，才能继续攀登1400米，到达莫纳克亚山顶峰。所以，在正式开工的前一天就必须到达。这趟夏威夷之行还有另外一项准备工作：获得在莫纳克亚峰顶停留三晚的许可。这套手续真可谓长路漫漫。每6个月，美国国家航空航天局（NASA）会向天文学家们发布招标计划，鼓励大家提交科研方案，充分利用现有的望远镜资源。这些方案随后会汇总到专家委员会那里进行研究和评估，最后只有四分之一的项目能够入选。如果想要使用更高级的设备，比如分辨率极高的哈勃空间望远镜，竞争会更加激烈，5份甚至6份方案中才能有一份脱颖而出。
我的研究课题是星系的形成与演化。我主要集中精力研究矮星系——它们的体积和质量都不大——因为在我看来，矮星系是宇宙最基本的组成部分，就像质子和中子是原子核最基本的组成部分，原子又是物质最基本的组成部分一样。在引力作用下，矮星系会聚拢在一起，形成更大的星系，正是这些大型的星系形成装点天空的巨大星系，如银河系。矮星系拥有许多年轻、炽热、质量较大的恒星，这些恒星们发着蓝光，熙熙攘攘地挤在矮星系这个恒星形成区里，所以就有了蓝致密矮星系这样的称呼。
晴好一夜
Une bonne nuit
研究蓝致密矮星系的计划获批之后，宇航局会提前几个月安排具体的观测日期。日期的选择要考虑目标星体在天空中的位置，还要协调需要使用的观测设备。早早地把观测日期确定下来，我也就能从容地安排日程。
暮色中的莫纳克亚天文台。我使用的望远镜在图片右下角。
日夜交替
是世间最动人心弦的
现象之一。
有那么一小段时间，
太阳已经隐匿在
地平线以下，
被点亮的天空
尚未完全熄灭。
这观星的一夜
一定分外美丽。
 
不过始终有一个不确定因素：没人能提前知道，分配给你观星的那几晚天气状况到底如何。这就使得观星之旅在周密安排之余多了点碰运气的成分：如果运气不错，夜空晴朗，就能收获满满地打道回府；如果天气状况不佳，这几晚就算白费了，只能空手而归。
于是又得第二年从头再来，重新递交申请，巴望着方案这次还能获批（由于每年参与竞争的项目都不一样，评审委员会的组成也会有调整，所以根本无法保证今年的申请明年还能通过），另外还得祈祷新年新气象，这次能碰上好天气。
这次观星之旅，我得到了幸运女神的垂青。天空开阔无云，一定会是晴好一夜。在我眼前展开的这幅画卷颇具超现实主义色彩：黢黑的背景里，火山喷发造就的锥形地质结构四处耸立在这片不毛之地上，没有 ............

书籍插图：

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