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天文为什么重要? 精选

已有 7959 次阅读 2016-5-30 23:23 |个人分类:翻译|系统分类:海外观察

文:Marissa Rosenberg et al.  莱顿天文台、欧洲南方天文台

翻译&简化:唐晓可

译者的话:谢谢IAU此文,让我晓得自己行业的作用,美好图景也分享给大家。

【介绍】

很长时间以来,天文学家和其他科学家们都相信他们的工作对社会的重要性是显而易见的。但是在金融紧缩的困难时期,连最明显有益处的科学项目都要接受非常仔细的审查。人们对像天文这样的很少在短时间内带来有形收入的“蓝天研究”不容易理解和支持。但是大量例子,如下所述,将展示天文学研究是如何通过不断奋进争取超出目前水平的仪器、操作工序和软件来对技术、经济和社会产生贡献的。

【技术转移】

从天文到工业

天文学和工业之间的最有用的技术转移的例子中包括成像和通信的发展。例如,一种叫做“柯达工艺胶片”的胶卷被医学界和工业界的光谱学家、工业的摄影师和艺术家广泛应用,这最初是太阳天文学家为了能记录太阳表面结构的变化发明的。后来在个人照相机、网络摄像头和移动电话上普及的电荷耦合装置(CCDs)也是1976年在天文上首先应用的,并且它的发展归功于NASA决定运用超敏感CCD技术在哈勃空间望远镜上。在通信领域,射电天文学家提供了大量有用的工具、装置和数据处理方法。许多成功的通信公司最初是射电天文学家创立的。计算机语言FORTH最初是发明来用在Kitt Peak 36英尺望远镜上的,后来为一个超级赚钱的公司(Forth Inc.)提供了基础。现在它为联邦快递在全球提供追踪服务。其他天文技术用于工业的例子不枚胜举,其中“交互式数据语言”IDL、“图像压缩和分析设备”IRAF就是这些应用中的佼佼者,甚至探测引力波的技术专利也被一家公司拿来赚钱了。

从天文到航空航天

航空航天和天文分享它大多数的技术,特别是望远镜和仪器硬件、成像和图像处理技术。

航空航天和天文本来就有很深的渊源,天文技术应用的例子更是信手拈来:

1、对星星的观测和恒星大气模型被用来区分火箭羽流和宇宙天体。同样的方法现在被研究用于早期预警系统。

2、对天空中星星分布的观测,曾被用来指向和校准望远镜,现在同样被用在航空航天工程。

3、全球定位系统(GPS)卫星依靠天文目标,比如说类星体和遥远的星系,来确定精确的位置。

从天文到能源

天文的方法如IDL等不但可以用来寻找新的化石燃料,还可以评估新的可再生能源的概率。

1、一家澳大利亚的公司,叫Ingenero,建立了直径达16米的太阳能电板,而造电板的石墨合成材料正是因轨道望远镜阵开发的。

2、在X射线望远镜中设计用来对X射线成像的技术,现在被用来监控等离子体聚变。如果聚变有可控的可能性,那它将是一直寻找的安全、清洁能源。

【天文和医学】

天文怎么可能和医学扯到一块?!其实是没有矛盾的,这两门学科都需要高分辨率、准确和精细的图片。也许这两种研究间知识转移最有名的例子就是孔径综合技术,这是被射电天文学家Martin Ryle发展起来的技术。这个技术被用于计算机断层摄影术(也称为CTCAT扫描仪),磁共振成像(MRIs),正电子发射断层扫描(PET)和许多其他医学成像工具。明明直觉上不相关的两门科学却能举出更多技术转移应用的例子。比如一些图像处理编程语言、关于清洁工作空间的一系列技术以及最初开发用来控制望远镜仪器温度的小热传感器来照顾新生婴儿,甚至用来处理在太空拍摄的卫星图像的软件现在帮助医学研究人员建立一个简单的方法来实现大规模筛查老年痴呆症。

【日常生活中的天文学】

有很多人们日常生活中遇到的事物都是天文技术衍生出来的。也许最常见的就是无线局域网(WLAN)了,这本来是1977John O’Sullivan发明的锐化射电望远镜得到的图像的一种方法,用在了无线信号上。其他在日常生活中的应用,像有X射线、γ射线的基本上都从天文衍生出去的,还有测光谱、测光强的仪器都用到过生活中了。

   天文学在文化中也扮演很重要的角色,像霍金的畅销书《时间简史》售出了上千万本,卡尔萨根的电视连续剧“宇宙:个人航行”,在60多个国家超过5亿人观看。

【天文和国际合作】

科技的成就可以给任何一个国家带来巨大的竞争优势,国家也引以为豪。但也许更重要的是科学可以使国家在一起,鼓励合作和创建一个研究人员可以穿行在国际各大设施工作的恒定流向。天文学就是这样一门特别适合全球协作的科学。我们需要世界不同地方的望远镜才能看到整个天空,并且全球合作也可以分担昂贵的科研经费。迄今为止,所有的国家天文合作都是和平的。特别要提到的:

位于智利的欧南台(ESO),包括14个欧洲国家和巴西。

美国的光谱仪由日本火箭发射到太空。

一些主要的合作像NASA/ESA 哈勃空间望远镜。

ALMA项目是一个欧洲、美国、加拿大、日本、台湾等的全球合作。

Anyway,我们是个大家庭。

【天文学,人类和历史】

人类甚至在开始记录历史之前,就已经对太空发生了浓厚的兴趣。人们抬头望望天来决定什么时候种植,安全航海和回答“从哪里来、到哪里去”的问题。学习天文开拓我们的视野,引导我们到达那些问题的答案和给出我们在宇宙中所处的位置。当哥白尼声称地球不是宇宙的中心的时候,它在宗教、科学和社会引起一场哥白尼的革命来适应新的世界观。天文学总是对我们的世界观有一个显著的影响。

早期文化中用众神的名字来识别天上的星星,并把它们在天空中的运行预言即将发生的事情。我们现在也许把这个叫做“占星术”,远离现代天文学可信的事实和昂贵的仪器,但这段历史还是可以给现代天文学一些提示的。例如,这些星座的名字:仙女座(安德洛墨达),希腊神话中束缚的少女;或英仙座(珀尔修斯)(我的Perseus分子云,哇咔咔)一个拯救了她的半人半神。最近的一个关于天文学对我们世界观影响的例子是研究表明组成我们身体的材料是和组成星星一样的。我们在恒星、气体和周围尘埃中发现的基本元素是和组成我们身体的元素一模一样的!我们和宇宙之间的这种联系触及到我们的生活,它所激发的敬畏之心可能是天文学提供的美丽图片在我们今天的文化中如此流行的原因。

 天文学目前还有很多未解之谜。目前的研究正在努力理解这些问题:“我们存在了多久?”,“宇宙的命运是什么?”还有可能是最有趣的:“宇宙是多么独特啊,一个略有不同的宇宙曾经可以支持生命吗?”天文学也是每天在刷新纪录,确立最远的距离、质量最大的天体、最高温度和最猛烈的爆炸。

美国天文学家卡尔萨根写了本关于人类未来的书《淡蓝色的点》,书中他向我们展示一个从天文学到社会最简单和最鼓舞人心的贡献:“有人说天文学是很谦卑的,在这里容我再加以一些塑造人格的体验。也许没有比这张从远处拍摄我们的微小世界照片更好的示范(指小小的地球),去展示人类自大想法的愚蠢。对我来说,这强调了我们应该更加亲切和富同情心地去对待身边的每一个人,以及要更加保护和珍惜这淡蓝色的点,这个我们目前所知唯一的家。”

愚蠢的人类,很多天文事件可以引起我们世界的重大改变,记得通古斯大爆炸吗?记得寒假时俄罗斯陨石撞击吗?记得2012预言吗?更多细节请看原版:http://www.iau.org/public/themes/why_is_astronomy_important/

欢迎关注天文,讨论天文!

13年的翻译拙作一篇,慢慢更新动态,向钱磊师兄学习。



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