深空观测台在哪

今天给大家说说用廉价设备目视升空版。本次目视观测均采用价格一千元的小黑和 eq 八手动观测，在视频中并没有用到任何 eq 八的自动功能，只是当做脚架使用。 首先，升空的观测效果一半取决于设备，另一半取决于环境，所以你们小区楼下或者楼顶的新手村可能就不太适合了。你得等待一个晴朗无云，雾霾无月并且老婆批准的夜晚， 带着设备去远离城市灯光的地方下这个深空副本。你可以下载一款叫做天文通的 app 去寻找这千载难逢的一页。首先，在观测前务必要调整好行星径和直行笔和主径的同轴。天黑后找一颗亮星，用低倍 墨镜对他进行对焦，对焦后使用星图 up 大致寻找目标的位置。新手可以从 m 加数字的梅西天体开始观测，由于真空目标基本上肉眼是不可见的， 所以需要通过心点跳跃的方式去寻找目标，就像下跳棋一样。哎，我找到了这个，然后我又找到了这个，最后，嘿，我找到了目标。 如果你想更从容的找到目标，一本观测指南是少不了的。比如这本猎户座左转 本书详细介绍的小望远镜可以观测到的几乎所有目标，同时用图片的方式展示的每一个目标的目视效果和寻找方法。没有观测条件的朋友也可以用本书云观测，需要的朋友可以点击下 望链接，价格有惊喜哦！在确定目标位置后，使用寻心镜或者指心笔把望远镜指向大概的位置。个人觉得指心笔更直观，而且更适合新手在使用低倍目镜通常在三十倍左右寻找到天体以后，再使用高倍的目镜来看看细节。 波声控电体的亮度很低，倍率尽量不要超过口径，比如小黑的口径是一百五十，所以倍率尽量控制在一百五十倍以内。今天我们用纯手动的方式目视了两个目标， 第一个是距离地球一千五百光年的 m 四十二，小黑可以清楚的分辨中央六核心和星云中央的结构。第二个目标更暗也更远，是距离地球一千两百万光年的 m 八十一星系。小黑可以看到一个 椭圆形的星系结构，目视的效果虽然远远不如摄影的效果，但是当几千万光年外的另一个星系的光微弱的呈现在你眼前的时候，那种震撼是无法在屏幕上所感受到的。 也带着你的设备去看看深空吧。关注我们下一期给大家说说天文摄影吧，拜拜！

我面壁者宁超要求跟三体世界对话。 刚才引发地球毁灭的宁超同志，位于东半球中国上海佘山观测基地。 在他面前的是一座口径六十五米、高七十米的射电望远镜。他的主反射面由一千零八块面板组成，下方还有一千一百零四台高精度速冻器，可以随时微调面板形状，从而精准捕捉宇宙中微弱的无线电波。 他的波长能覆盖从二十一厘米到七毫米，一共八个波段，相当于配了一套多焦距眼镜，能看到宇宙中很多天体的一举一动。 但他的势力依然有限。比如，如果想看清四点三光年外半人马座阿尔法星附近我们总兼职的办公室，那这口锅就不够用了， 得要多大的锅才行呢？一栋楼那么大，不够，一座山那么大，不够，一片海那么大，还是不够。我们要的是一整个地球大的锅， 这口锅要全人类来背。这不是科幻，人类已经在造了。位于上海的这座天马望远镜就是其中一个重要组成部分。在揭秘地球尺寸望远镜怎么造之前，我们先来搞清楚一个问题，如何提高望远镜的视力？ 想让望远镜看得更清楚，关键之一就是提升它的角分辨率。什么是角分辨率？简单理解就是能把两个紧挨着的点分辨清楚的最小角度。 打个比方，想像你和你的对象深情对视，此时他整个人会填满你的视线，相当于覆盖眼球一百八十度的视角。所以，恋人之间，我的眼里只有你。多数情况只是因为离得太近，不信你俩一对脸试试。 如果他离你十米远，这时张角差不多会缩小成十度。一百米远大概只有一度一千米，只剩下六分。一千里之外就变成了我送你离开天涯之外，你是否还在。 我们普通人没有千里眼，所以沉默年代就不应该太遥远的相爱，这不是文学表达，是有科学依据的。 距离一拉远，物体在我们眼中的张角会迅速变小。张角一小，我们就很难看清他，就像我们能轻松看清一张纸的正面，却几乎看不清他那薄如蝉翼的蔚蓝，不是侧面。 所以望远镜的角分辨率，就是指他能把两个紧挨着的点分辨清楚的最小角度。角分辨率越小，代表望远镜的视力越好。 那如何提升望远镜的角分辨率呢？根据光的波动性， rayleigh 判据弗里变换艾里般的半径惠根斯菲尼尔原理，进而恢复标量演示积分理论。贝塞尔函数第一类一阶函数第一个零点，可以轻松计算得出角分辨率。 c 塔约等于一点二二拉姆达除以 d， 这里那么大，代表观测的波长， d 代表望远镜的口径。所以望远镜的角分辨率和波长成正比，和口径成反比。也就是说，观测的波长越短，看得越清楚。 比如上海的天马望远镜，可观测波长在二十一厘米到七毫米之间。同一个天体，如果用七毫米的波去看，就比用二十一厘米的波清楚的多。 这和芯片制造领域的光刻机一样，用来刻电路的光，波长越短，刻的越细，制成越先进。比如现在最厉害的 euv 光刻机，用的就是十三点五纳米的硼子外光。 另外，天马望远镜属于射电望远镜，观测的是毫米到米级的无线电波。而像哈伯、维布这类属于光学望远镜，观测的是可见光和近红外等短波，波长只有零点三到一微米， 所以在口径相同的情况下，光学望远镜分辨率通常更高。但光学望远镜在地球上会受大气扰动影响，天文学上称作大气宁静度， 比如我们晚上看星星会一闪一闪，就是大气扰动的原因。所以光学望远镜想要达到最佳观测效果，最好的办法就是发射到太空，比如哈伯和围脖。当然，光学望远镜并不是我们这期要讨论的重点，还是回到地球看射电望远镜 除了波长外，要想提高望远镜的角分辨率，最简单直接的办法就是加大口径。目前世界上最大的单口径射电望远镜是位于贵州的 fast 中国天眼，直径达五百米。 五百米听上去已经很大了，但放在宇宙尺度上还是不够看光。从太阳跑到地球需要八分多钟，到最近的恒星要跑四点二年，跑出银河系要十几万年，触及到目前可观测的宇宙范围则要上百亿年。 所以我们需要更大口径的望远镜，最好是地球尺寸的望远镜。 现实中不可能真的造一个地球大的锅。怎么办？ 科学家们的解析思路是不做一个大锅，而是做一堆小锅，然后再把它们一个个连起来，最后等效成一个大锅。这项工程就叫 v l b i， 全称 very long baseline entropy， 中文翻译叫做渗长基线干涉测量。 接下来我们一个单词一个单词的来拆解。首先 very long 很好理解我们这望远镜口径， very long， very very long， 肾长肾长肾好肾好。 再来看 bassline， 基线其实就是距离，但在天文学语境中，它有一个更酷的名字，等效口径。 传统望远镜拼命做大口径，最多做到几百米。 vobi 望远镜不叫进单个望远镜的口径，而是把它们分散到不同地方，然后将这些小锅收到的信号缝合起来，最后通过计算等效成一口和地球一样大的大锅。 究竟如何等效呢？我们先假设地球是一口巨大的锅，这口地球射电望远镜长这样，接下来我们来打破这口大锅，变成很多小锅就成了，这样 也能凑合用。最后再加上补锅匠们的修修补补就变成了这样。哎，这不就是一个个独立的射电望远镜吗？但地球不是凹进去的，因此在等效时，我们需要在计算过程中补齐电磁波的路程差。 这时整个望远镜系统的等效口径就是相隔最远的。两台望远镜之间的距离从几百米一跃变成了地球的直径一万两千多公里。接下来还剩最后一个字母， interphyrometry 干涉测量，这是整个技术的魔法核心。 中学物理告诉我们，所有的波相遇时，波峰遇到波峰会叠加成更大的波峰， 波方遇到波谷则会互相抵消。 v l b i 的 聪明之处在于，它不是简单的把各地望远镜的数据应凑在一起，而是非常精准的记录同一个宇宙信号到达不同望远镜的微小时间差。 有了时间差，就相当于掌握了波的指纹信息，后面通过复杂的干涉与相关计算，就能反解出天体的照片。 这是问题又来了，光一秒钟能跑近三十万公里，两台望远镜的时间要是差了一秒，那在算法眼里等于位于差了三十万公里。这已经不是差之毫厘谬之千里，是差之毫厘谬出地球轨道了。 所以 v o b i 的 一个硬核难点就是时间一定要准，非常准，准到几百万年都不能差一秒。因此，这些射电望远镜需要装配人类目前最精准的时钟氢原子钟。 目前全世界能研制出氢原子钟的国家，比能造氢弹的国家还要少。 他的基本原理就是利用清源子内部自旋翻转那条固定不变的微波频率，在一个特殊的斜震腔里，使大量清源子发生同频受激辐射，对这条越千对应的微波进行相干放大， 这个被选择性增强的单一频率信号，就成了全世界最稳定的秒针节拍。清源子中的频率稳定度能达到时的负十六次方量级，相当于上千万年才误差一秒，大概需要从恐龙灭绝起开始计时。 相比之下，工匠先人的机械表每日误差在秒级两者之间差了百亿倍。虽说十块钱的电子手表跟一百万的劳力士时间都是一样转，但千元子中跟他们可不一样，他是真正掌管时间的神。 正因为有了这样变态精准的时间标志， v l b i 才能将分散在全球的望远镜当成一台同步到飞起的地球大望远镜来用，从而看到百亿光年外的天体。 这时有人可能会问，射电望远镜接收的又不是可见光，它是如何把接收的信号变成图像的呢？答案就是负离子变换。 要理解这个概念，需要引出一个关键词，频率。想象你在一个嘈杂的菜市场里，声音此起彼伏，频率范围都差不多，你很难从中听清某一个人的声音。 但如果这时来了一位女高音，高高飘起一声，你立马就能从人生背景里听出来。为什么？因为频率不一样， 声波如此，电磁波也一样。从无线电波、红外可见光此外到 x 射线、伽马射线，本质都是频率不同的电磁波。那我们如何从时间上的一团复杂信号转化到频率上清清楚楚的谱线图？ 这时候，数学工具登场了，复理液变换。在时域里，一个单一频率的信号是一条纯净的正弦波。在频域里，它对应的就是频谱上一个孤立的尖峰。复杂信号可以拆成一堆，不同频率、不同强度的正弦波叠加。 副列变换就负责把这堆正弦波拆出来，排成一列，形成频谱。我们的电话、五 g、 wifi， 其实都在默默完成同样的事，在发射端把声音等信号编码到特定频段里，传输到了接收端，再解码还原回来。 射电望远镜也是一样，他接收的是一堆混在一起的电磁波信号，通过一系列负离子变换、逆变换，再加上干涉阵列特有的二维负离子成像，最终把这些频率信息还原成我们能理解的图像，也就是宇宙照片。 顺带一提，负离子变换在不少高等数学教材里被放到最后一张，内容有点抽象，会用到许多微积分理论， 但钱学曾同志说了，人再笨，还能学不会微积分吗？所以在钱老亲自著写的教材工程控制论一书中，就跳过了复联变换，直接上升到适用性更广的拉普拉斯变换，高高的树上挂了。许多同学 就这样通过撒过全球原子钟对时傅里叶变换三步走战略，我们终于有了一台地球尺寸的超级望远镜。那么人类用它都做了什么呢？其中之一便是实现了人类历史上最伟大的凝视，看见黑洞。 科学家们很早就通过理论推导出黑洞的存在，却始终无法真正看见，因为黑洞本身并不发光，还被周围炙热的吸积盘光芒所淹没。无论是哈伯这样的光学望远镜，还是小机械的射电阵列，都只能看见亮圈，看不到黑洞。 直到二零一九年，由全球八台射电望远镜组成的 v l b i 阵列世界世界望远镜实现了高达二十微焦秒的分辨率，这相当于把一圈三百六十度分成两百亿份。 在这样前所未有的高分辨率下，我们终于看到五千五百万光年外 m 八七星系中心黑洞的真容，一圈橙色光环。 这圈光环并不是黑洞在发光，而是黑洞强大的引力把周围时空扭曲，光线被绕着他打转，有一部分幸运的逃离现场，跑到我们的望远镜里，就形成了那圈著名的橙色甜甜圈。 其实，早在爱因斯坦提出广义相对论后，科学家们就预言黑洞会使得光线弯曲，形成环形的黑洞外围影像，这个环被称为爱因斯坦环， 而人类拍的这张黑洞照片，正是对百年前科学家们的预言最直接、最震撼的时阵。 值得一提的是，这次黑洞照片背后复杂的数据处理与理论分析工作，中国科学团队深入参与其中，并且该项目全球发布会的六大主办城市之一就有上海，这标志着中国在 voci 领域的研究已经走到世界前列。 一九八一年，中国第一台具备 v o b i 观测能力的六米射电望远镜在上海落成，并于当年与德国合作，成功完成了我国首次 v o b i。 观测，这也成为了世界上第一次跨欧亚大陆的 v o b i 联测。 最后，一九八七年，上海佘山二十五米望远镜建成。一九九四年，新疆乌鲁木齐二十五米望远镜竣工， 两者相连，构成了长达三千两百四十九公里的中国第一条 vobi 长际线，并加入国际 vobi 网络，为探索太阳系的探测器提供支持。 进入二十一世纪，中国 vobi 网飞速发展，北京密云五十米，云南昆明四十米，上海天马六十五米射电望远镜相距建成并投入使用。 一直到二零二四年，随着西藏日喀则和吉林长白山两台四十米望远镜的建成，中国 vivo bi 网从原来的四战仪中心升级为六战仪中心，具备同时追踪两个目标的双网能力。 这张强大的地面测控网不仅负责探索更遥远的深空，也在支持当下中国航天事业的发展。他们为嫦娥号铺就奔月之路，为天问号照亮炭火征程。 而且，中国的 v u b i 网络不止建在地球，更是奔向了遥远的深空。二零二四年，鹊桥二号中继星成功发射，它搭载了适配 v u b i 的 先进系统，凭借其四点二米口径天线，成为悬浮在月球轨道的一个关键观测节点。 而未来的嫦娥七号任务，也将携带 v u b i 天线与专用设备，建立起月球轨道的宇宙观测站。 这些更遥远的太空之眼，将彻底打破地面基线的物理局限，把中国超长射电望远镜网络的尺度，从地表上的三千八百公里，一举拓展至地月之间的三十八万公里。 这不仅是一百倍距离的跨越，更是人类观测能力的一次维度革命。 未来，我们更憧憬在月球甚至火星上建设望远镜，将观测极限一举延长至数亿公里，这已超越一国之目标。它是人类作为一个整体，向宇宙深处发起的共同远征， 从搜寻脉冲星到捕捉黑洞影像，从微探测器导航到勾勒宇宙暗物质分布， v l b i 犹如一扇时空之门，他将人类的视野从身边的几百公里拓展至亿万光年之外，从方寸之地直抵浩瀚苍穹。 这些巨大的望远镜矗立在大地之上，在无边的寂静中凝神倾听来自宇宙深处的古老低语。他们试图为我们解答升值于人类文明源头的谜题，我们从哪里来？我们要到哪里去？

中国五个纯净星空观测点第一个，西藏阿里暗夜公园中国首个暗夜保护区，海拔五千一百米，空气稀薄，光污染近乎为零。设专业天文观测设施，可清晰观测银河核心区及深空天体，被誉为触手可及的星空剧场。 第二个，青海黑马河地处青海湖畔，环湖西路，视野开阔，海拔超三千二百米，光海低，夏季可赏银河拱桥，冬季繁星如肺，湖面倒映星空，景致绝美。第三个，宁夏腾格里沙漠中国第四大沙漠，沙海无银 光污染，近乎为零，星空纯净度高，气候干燥少云，银河如绸缎铺尘，沙丘流星雨，景象震撼，还能体验躺在沙棘追星辰的隐居。第四个，云南泸沽湖里格半岛位于滇川交界，海拔两千六百九十米，光污染低，空气澄净， 湖山环抱间，星空倒映湖面，宛如银河坠湖。夏秋可见银河拱桥悬垂半倒，冬春繁星密集红木。第五个，贵州平塘天眼，周边一托世界最大单口径射电望远镜，周边设无线电镜，末区光污染极少，星空纯净璀璨，可尽情领略宇宙浩瀚。

这里就是天地的正中心，世界上最古老的天文台。位于河南登封的观星台，由元代天文学家郭守敬主持建造。观星台由台体与石龟两部分构成，台高九点四六米， 北壁凹槽直通顶端。石龟六称量天尺长三十一点一九六米，沿子午线平铺，用于精确测量日影长度。郭守敬通过再次的观测数据，编制出受实力， 其测算的回归年周期与现代科学结果仅差二十六秒，比欧洲同类历法早三百年。他以砖石为骨，一九四四年遭日军炮弹轰击，却如钢铁脊梁般未被击倒。这座古老的科技丰碑，仍向世人昭示着中国古代天文学的卓越智慧。

如果要问地表最强科学产出最多的光学望远镜是什么？那答案毫无疑问是盛大望远镜，简称 vlt。 在 这次春节智力研学活动当中啊，我们将登上帕拉纳尔天文台，实地探访这座由四台八点二米望远镜构成的超级战列。 vlt 由欧洲南方天文台建造于智利帕拉纳尔山顶，四台巨大的望远镜以马普切雨中的太阳、月亮、天空、大地分别命名。 之所以称它是地表最强啊，不仅是因为它巨大的镜面，更在于它搭载的两大前沿技术。先讲讲自适应光学系统， 每到夜晚， vlt 会向天空发射激光，制造人造星星。通过这样的方法呢，实时监测并纠正大气扰动，它的变形镜每秒可调整数千次，让望远镜的成像精度逼近理论极限。之 再聊聊它的干涉测量技术。当四台望远镜通过地下光路联合观测的时候，它的分辨率就相当于一台口径超过一百米的超级望远镜。 凭借这些技术， vlt 长期居于全球地面望远镜的科研产出榜首，贡献了一系列里程碑式的成果。 比如说精确追踪银河系中心恒星绕黑洞运行的过程，验证了爱因斯坦广义相对论在强引力场中的预言。再比如，观测宇宙早期星系中的一氧化碳分子， 测量一百一十亿年前宇宙微波背景的温度，在稀外行星大气中发现水钠这些成分， 以及揭示恒星演化末期的尘埃形成机制。这些研究呢，推动了人类对宇宙本质的理解。 这一次，我们带来的不仅是参观，更是一次科学前沿级的体验。站在帕拉纳尔的山巅，看四座银白色望远镜在湛蓝的天空中沉默处立，你会真切的感受到 眼前即是人类探测宇宙的最高水平，而你正站在这个高度的门口。