如何用肉眼探索宇宙

伤我心太深

借助肉眼探索宇宙

实用天文学并不需要昂贵的望远镜。天文学家马克 汤普森给我们分享些如何在夜空中仅用肉眼就可以探索宇宙的建议。<O< span o

作者：马克 汤普森<O< span o

公元前200年，埃拉托色尼在计算地球到太阳的距离时，已经推算出地球的周长。<O< span o

几个世纪后，地球到月球的距离也为人所知，太阳被公认为是我们太阳系的中心，系内所有的行星都围绕着它旋转。<O< span o


让人难以置信的是，这些发现和其他类似的成果都诞生于1608年--第一台天文望远镜面世--之前的久远时代。在没有太空望远镜的条件下，早期的天文学家们只能凭借自己天然的光学仪器：人类的眼睛。<O< span o


与动物王国中所有动物们的眼睛比起来，人类的眼睛并不是最高效的，但却具有令人惊叹的适应性。掌握些窍门和技巧后，你可以学到如何借助肉眼在夜空中观察更多的景象。<O< span o
The Naked Eye

肉眼<O< span o

在谈论夜里观察星空的方法之前，我们很有必要了解人的眼睛的工作原理。为了便于讨论，我们来谈谈眼睛的主要部位：晶状体，虹膜和视网膜（在那里我们可以找到视杆细胞和视锥细胞）。<O< span o


在眼睛最外层起保护作用的薄膜是角膜。光线通过这层薄膜后，就进入了虹膜。虹膜的工作机理如同照相机的光圈。天气晴朗时，虹膜将会变小以限制通光量。阴暗天气时，虹膜将会张大，尽可能的摄入更多的光线。<O< span o


光线穿过晶状体在位于眼球内后部的视网膜上形成物像。物像以脉冲的形式沿着视神经传入大脑。<O< span o


现在，我们已经大致了解了眼睛能看到物体的原理。我们着眼于它的原理来研究下夜空视物。<O< span o
Look, No Telescope!

看，不用借助望远镜！<O< span o

对天文学不是很了解的人，即便不借助望眼镜依旧可以观察到天空中令人惊叹的景象。你可能会注意到一点，在星空下，如果你第一次往某个地方看，过了一段时间，慢慢地你可以看到越来越多的星星。环视周围，你将会发现你看到越来越多的物体。这就叫做“暗光适应”。你的眼睛花上一个钟头就可以完全适应光线暗淡的环境。<O< span o


要做到暗光适应，必须要具备两个条件。第一，虹膜必须完全张开，这个过程需要几秒钟。第二，眼球内发生化学变化，加强眼球能看到微弱物质的能力，这个过程需要一个钟头。<O< span o


在这里我建议：晚上，当刚刚从亮堂堂的房间出来时，你需要给你的眼睛一些时间来完全适应夜空下的环境。你将会惊奇地发现，你能看到更多的东西。此外，我的建议，是如果必要的话，使用红色的手电筒给自己些额外的光线。暴露在强光的环境下，即使仅仅待上一秒，你的暗光适应也会被破坏掉。如果这样的情况出现的话，你不得不再花上一个钟头来调整了。<O< span o

如果适应了黑暗，这里还有一个小窍门让你看到更加微小的事物。这就要倚靠视网膜组织了。人的视网膜上面附有很多的光感受器，这类似于数码相机芯片的像素点。它们可以分为视杆细胞和视锥细胞两个大类。<O< span o

敏感的神经末梢周围<O< span o

视锥细胞聚集在视网膜的中央，被视杆细胞包围着。视网膜上大约有130,000,000个光感受器。在光线正常的条件下，视锥细胞（辨色能力强）负责感光，而视杆细胞（感光能力强而辨色能力弱）则负责成像。<O< span o


夜间，特别敏感的视杆细胞在眼睛视物占有主导地位—这就是为什么在昏暗的光线条件下我们很难看到事物的色彩。<O< span o


现在，当你在光线正常的条件下看某物，你直直地盯着，那个物体的影像直接形成于视网膜中央的视锥细胞，而没有成像于视杆细胞。这种现象有利于我们日常的生活。但是对于天文学家而言，对细微物质的察觉就成为一个难题。<O< span o


有时候，你可以能借助某种手段让敏感度高的视杆细胞取代视锥细胞的在视物中的主动地位，那将是一件美妙的事情。我们可以做到这一点，并称之为“倒视”。你需要做的是全神贯注地盯着你想看到的事物，那么物像就会形成于视杆细胞而不是视锥细胞-- 给你色彩缤纷、直观的物像。这虽然需要一定的技巧，但是通过练习你很快会掌握的。<O< span o


不幸的是，因为天空下，视杆细胞主要功能是让我们看到物体模糊和粗略的轮廓，它们的分辨色彩能力极其低下，所以我们很难再夜空下看到天体的颜色，除非行星和一些闪亮的星星。<O< span o


要展示天空的缤纷色彩，恐怕还是得借助摄像机等数码产品。尽管如此，采纳这些建议可以让确保你通过眼睛可以观察到很多东西，在夜空下等候时，可以让你看到令人惊叹的景观。<O< span o