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“光污染”對我們觀測星星有什么影響？城市里新出現(xiàn)的燈光是減輕了污染還是加重了污染？鈉蒸氣燈真的有用嗎？水銀蒸氣燈是如何影響我們透過大氣觀測天體的能力？與過去50年相比，現(xiàn)在想通過現(xiàn)有天文臺獲得良好的觀看條件有多難？有沒有努力克服這個問題？是否有矯正透鏡可用，像修正哈勃望遠鏡一樣？在這個具體問題下，你認為在地面上的可見光望遠鏡的未來是什么？

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光污染干擾我們對太空的研究有兩種途徑。第一種很簡單，即沒被屏蔽的燈光會向各個方向發(fā)散，包括垂直向上。這使天空發(fā)亮，就像白天的太陽使天空發(fā)亮一樣?，F(xiàn)在，夜間的天空雖然不像白天那樣明亮，但城市光線給天空造成的光亮增加了，已足以使人們難以看到天較暗的天體。有時當我們想給非常暗的天體拍照，可天空太亮，總是看不清。要想緩解這個問題，你可以遮蔽你所在街道周圍的燈光，這樣大部分的燈光只會向下照射。這才是你需要的照射方向。通過屏蔽燈光，你既可以減少光污染，又可以減少燈泡提供同樣地面照明效果所需要的能量，從而節(jié)能！

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城市燈光干擾天文學的第二種途徑更隱蔽一些。通常，天文學家要獲取一個物體的光譜，把將望遠鏡中的光分解成各種顏色的光譜。當你拍攝像星系這樣的熒光物體的光譜時，你會看到光譜不是平滑的，而是由許多條線組成的。 每一條線都是某種化學物質(zhì)存在的獨特指標。 通過研究這些線的強度，天文學家可以推斷出他們觀察到的物體的化學成分和溫度。通過觀察這些線的紅移（它們往光譜的紅色一側(cè)移動了多遠），天文學家可以確定物體移動的速度。 光譜學可能是天文學家工具箱中最有價值的工具。 遺憾的是，城市的燈光破壞了光譜。 看看下面的圖片。

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這是由位于帕洛瑪（Palomar）的200英寸望遠鏡拍攝的大力神座星系的光譜圖。紅色在左邊，藍色在右邊。穿過中間的明亮水平線是我們那天晚上觀察到的星系的光。 你看到的垂直的亮線不是來自該星系：它們是來自圣地亞哥的水銀蒸氣燈的線！來自星系的線相對于星系的光線實際算暗的，但它們很難找到（試試！）因為他們被掩蓋在城市明亮的線條中。

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水銀蒸氣燈在整個光譜范圍內(nèi)都有大量的光譜線，會干擾從紅外到紫外線的天文觀測。這就是為什么天文學家鼓勵使用鈉蒸氣燈的原因。鈉蒸氣在整個光譜中只有兩條線！因此，如果城市使用鈉蒸氣而不是水銀整齊，我們分析天文光譜就更容易了。現(xiàn)在，有些光譜我們已經(jīng)無法從帕洛瑪觀察到了，因為水銀蒸氣燈太亮了。

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遺憾的是，我們還沒有哪一種矯正鏡頭可以用來過濾這些光污染。我們用來過濾掉不想要的光的過濾器同時也都會過濾掉我們想要看到的光。要改善還得依靠城市本身，讓居住在天文臺附近的居民自愿使用有屏蔽的鈉蒸氣燈。

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帕洛馬目前所處的局勢變得相當嚴峻。如今，這城里的燈光可以通過山脈的縫隙直接看到，這意味著城市的光會直接進入望遠鏡，甚至不會先經(jīng)過天空的反射。許多觀察者已經(jīng)放棄了對西南天空中的天體的觀測，因為這個方向上的光污染太糟糕了。圣地亞哥市曾經(jīng)要求在城市街道上使用鈉蒸氣燈，減少帕洛馬爾的光污染，但隨著城市的發(fā)展，這項法律也失效了。 隨著城市的發(fā)展，水銀燈用得越來越多，帕洛馬的污染越來越嚴重。一些用帕洛馬觀測的人員估計，如果事情繼續(xù)這樣發(fā)展下去，那么大約十年后，帕洛馬將對深空天文學毫無用處。

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然而，陸基天文學仍然有希望。帕洛馬受到嚴重的光污染是因為它靠近南加州的人口稠密地區(qū)。而其他望遠鏡，如夏威夷的凱克望遠鏡，都表現(xiàn)得非常好。這些天文臺的附近沒有明亮的城市燈光干擾美好的夜間觀察。在未來幾十年的某一天，帕洛馬可能不得不退役（如帕薩迪納附近的威爾遜山望遠鏡），然后到更偏遠地點放置望遠鏡。例如，康奈爾大學正遠離一切城市的智利阿塔卡馬沙漠中安裝新望遠鏡。其他望遠鏡正在偏遠的山頂、島嶼甚至南極建造。

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邁克爾·拉姆在2015年11月21日編輯：除了像前面提到的光學望遠鏡之外，射電望遠鏡也遇到了同樣的問題。污染我們視野的不是光學光源，而是各種無線電源，如手機、無線互聯(lián)網(wǎng)發(fā)射器、GPS衛(wèi)星等，它們都阻礙了我們對天體無線光源的觀測。在某些情況下，它們甚至可以讓我們完全觀測不到光源，這就是為什么我們也要在遠離各種干擾的偏遠之地建設射電望遠鏡的原因。

作者: Dave Kornreich

FY: Colleen.

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