知识窗

人类的眼睛很喜欢做一件事，那就是“仰望”。动物们很少有兴致看天，它们要么着脚下的青草，要么盯着眼前的猎物。只有人类对群星闪烁的天空充满了好奇，也因此造出许多神奇的天文仪器。 最牛天文仪器——浑仪 说到这儿，你第一个想到的一定是望远镜。不过，在望远镜出现之前的1000多年里，地球上最牛的天文观测仪器却是一个环套环的奇特仪器——浑仪。 早在东汉时期，中国人就设计出了浑仪。它由两个圆环组成，一个叫赤道环，另一个叫赤经环。赤道环不能动，赤经环可以旋转。赤经环上有一根“望筒”(别误会，这不是望远镜，只是普通的筒管而已)。观测时，望筒绕着赤经环的中心转动，对准要观测的恒星，然后就可以根据赤道环和赤经环上的刻度来确定这个恒星在天空中的位置了。值得一提的是，赤道环上的周天刻度刚好是365．25度，没想到古人对于天文的测算竟如此的精确，实在令人佩服!浑仪在古代只有中国人掌握。西文出现类似的工具要比我们晚1000多年呢。可以说，中国古代天文历法学一直都在领跑世界天文学，这其中，浑仪功不可没。 删繁就简——简仪 此后，人们又给浑仪增加了几个新环。这样一来，它就能观测太阳、行星、月球等其他天体，功能越来越丰富。到了元代，天文学家郭守敬精简了浑仪的结构，保留了它的功能，发明出更加简单好用的“简仪”。至此，除北极星附近以外，整个星空几乎被古人一览无余。 节气测量仪——圭表 浑仪和简仪就像GPS定位一样，可以测定天体的位置。可是，人们观测天文还有另一个目的，那就是测算时间。什么时候该播种，什么时候该换季，并不是凭冷热感觉去做的。古代中国人有自己的“节气预报员”——圭表。 古人发现，在地上插一根杆子，根据杆影就能判断时间，这根杆子叫“表”。后来又发现，正午时刻，表的影子总是投向正北，于是又用石板刻成尺子，铺在地上，把表垂直插在板上，这就是“圭”。于是，就有了由垂直的“表”：和水平的“圭”共同组成的测时仪器——圭表。 除了测一天的时间，圭表还可以准确地测定二十四节气，特别是冬至和夏至的准确时刻，同时也能知道一年的长度——两次同样长短的表影之间大至相隔365天——哈，设计圭表的人实在是太牛了! 望远镜传奇 下面，让我们来放眼一下西方。1609年，天文学家伽利略用自制的望远镜第一次观测了星空。人类的天文观测终于进入了一个崭新的阶段。此后，开普勒追赶潮流，也开始研究望远镜。他制作的望远镜比伽利略的视野更宽阔。后世的一位天文学家制作了8台开普勒望远镜，用它们甚至清晰地看到了太阳黑子! 和前两们学者利用折射原理制作望远镜不同，牛顿发明了反射望远镜。反射望远镜的镜片大，看得远。牛顿用它观测到了木星的卫星和金星的盈亏现象。1917年，美国加利福尼亚州的威尔逊天文台建成安装了一台镜片直径为2.54米的望远镜，人们用它发现了宇宙正在不断地膨胀! “带电”的望远镜 20世纪，一种“带电”的望远镜问世了。它看上去像一口大锅。真要探究起来，雷达还是它家的“亲戚”呢! 宇宙中的天体都会发出各种无线电波，也就是各种辐射、射线。射电望远镜通过接收这些辐射信号，就能得到遥远的天体的各种信息，再将这些信息转化成科学家看得懂的图形就OK啦! 和光学望远镜相比，射电望远镜的观测精度更高，而且不受天气影响，能够全天候工作。因为它没有镜片，制造工艺也比光学望远镜容易得多。 世界上最大的射电望远镜建造在波多黎各，名叫阿雷西沃。它的直径超过300米，简直像一座巨型火山口!阿雷西沃的主要任务是监测可能撞向地球的小行星，它可是咱们地球的“带电门将”哦! “大锅”矩阵，威力无穷 单台射电望远镜再大也有个极限。科学家们想出了一个妙招：让望远镜“列阵迎敌”。 把N个射电望远镜在一个地方排列整齐，这就形成了射电望远镜矩阵。这样做的好处是既能达到巨型望远镜的观测水 准，还没巨型望远镜造价那么高。 美国的艾伦望远镜矩阵一口气造了42个射电天线，矗立在旧金山以北480多千米的哈特·克里克高原上。这里空气干燥，非常利于观测。它第一个任务是观测几十亿颗恒星，并重点追踪其中的100万个……乖乖，光是听听这些“天文数 字”，就够令人咋舌了吧! 太空外长“眼睛” 哈勃太空望远镜恐怕是人类有史以来最著名的天文仪器了。1990年，哈勃望远镜被送入太空，1993年正式开始工作，拍回了无数精美的天体照片。虽然哈勃望远镜的主镜片直径只有2．4米，但因为身处外太空，完全不受大气等因素干 扰，“视力”要比地面上的望远镜强得多。不过“哈勃”年龄大了，经常出状况，为了接替“老哈”，最新型的“詹姆斯·韦伯”太空望远镜很快就会升空。这家伙的镜片直径是“哈勃”的3倍，由6块六边形镜片组成。它将被发射到距地球150万千米的地方，那个地方始终处于地球的阴影中，可以从最佳角度观测茫茫宇宙。 从古至今，天文学家们已经设计出如此奇妙繁多的天文仪器。不知道未来的天文仪器该是个什么样子，那就需要你长大以后，用双手和智慧去创造啦!

刘海洋 周木子