天文學(xué)家說光污染已經(jīng)失控
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夜晚的天文地球。100年后會(huì)是說光失控什么樣子？鳴謝:NASA-NOAA
（神秘的地球uux.cn）據(jù)今日宇宙（埃文·高夫）：對(duì)全球光污染的擔(dān)憂正在增長。正如前幾十年所預(yù)測(cè)的污染那樣，天文學(xué)家注意到它對(duì)天文觀測(cè)的已經(jīng)影響越來越大。我們的天文人造光干擾了我們的科學(xué)，其中大部分并非絕對(duì)必要。說光失控
但是污染這不僅僅關(guān)系到科學(xué)進(jìn)步。人類能夠阻擋夜空提供的已經(jīng)驚奇、敬畏和沉思的天文機(jī)會(huì)嗎？
我們都見過地球夜晚的衛(wèi)星圖像，閃閃發(fā)光的說光失控互聯(lián)城市像一串串節(jié)日彩燈一樣被點(diǎn)亮。這些圖像向我們展示了我們的污染全球文明是如何成長的，我們是已經(jīng)如何取得進(jìn)步的，我們已經(jīng)變得多么先進(jìn)。天文但事實(shí)上，說光失控我們看到的污染也是光污染。我們開始為這種污染付出代價(jià)。
2023年1月，夜間地球組織發(fā)布了一篇基于10年夜空數(shù)據(jù)的論文。這些數(shù)據(jù)不是來自衛(wèi)星——這一點(diǎn)很重要，我們稍后會(huì)講到——而是來自遍布世界各地的公民科學(xué)家。
《環(huán)球之夜》發(fā)表了一篇研究文章，顯示夜空每年變亮10%。每年，越來越多的天空中最暗的恒星被街燈、交通燈和其他來源的天空輝光淹沒。對(duì)于地球上越來越多的人來說，天空中的星星越來越少，更不用說銀河大拱門了。
《環(huán)球之夜》收集了超過50，000次對(duì)夜空的個(gè)人肉眼觀察，他們要求公民科學(xué)家找到最暗的星星。經(jīng)過十年的努力，在這些觀測(cè)中可以看到的昏暗恒星的減少表明天空在穩(wěn)步變亮。
如果《夜間全球報(bào)》是一個(gè)戰(zhàn)斗口號(hào)，其他研究人員正在響應(yīng)。兩位研究人員發(fā)布了他們自己的簡(jiǎn)短論文，作為《環(huán)球晚報(bào)》的一種附錄。他們是來自西班牙圣地亞哥德孔波斯特拉大學(xué)應(yīng)用物理系的法比奧·法爾奇(Fabio Falchi)和西班牙獨(dú)立研究員薩爾瓦多·巴拉(Salvador Bara)。法爾基還隸屬于意大利光污染科學(xué)技術(shù)研究所。
衛(wèi)星數(shù)據(jù)描繪了一幅不那么令人擔(dān)憂的畫面，但衛(wèi)星有著不同的視角。他們只能測(cè)量到達(dá)他們的光，而且只能測(cè)量他們的儀器所調(diào)諧到的波長。但是到達(dá)它們的光不一定是從地球表面的人的角度來看淹沒天空的光。這就是為什么“夜間全球”努力避開衛(wèi)星數(shù)據(jù)，而支持遍布全球的公民科學(xué)家。
基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)，光污染將每年增加2%，但《環(huán)球夜景》的努力顯示，實(shí)際數(shù)字是10%。這是一個(gè)巨大的差異，這意味著光污染將在不到八年的時(shí)間里增加一倍。這個(gè)數(shù)字應(yīng)該會(huì)引起每個(gè)人的注意，但為什么會(huì)出現(xiàn)差異呢？為什么高科技衛(wèi)星拍不好？
“這種差異的部分原因可以解釋為這些衛(wèi)星無法探測(cè)到藍(lán)光，藍(lán)光是大約10年前開始在戶外使用的LED燈大量發(fā)射的，”兩位研究人員寫道。“這些衛(wèi)星也不能很好地看到主要水平發(fā)射的光，例如來自越來越多的超高亮LED廣告牌和照明建筑外墻的光。"
法爾基和巴拉敦促建造能夠克服這一弱點(diǎn)的下一代衛(wèi)星。據(jù)這對(duì)夫婦說，多波段靈敏度是必要的，因?yàn)椤啊嘟嵌缺O(jiān)測(cè)能力”。
他們不是唯一的。2020年，一組研究人員在一篇題為“夜間燈光遙感:回顧與未來展望”的論文中解決了這個(gè)問題作者之一是克里斯托弗·凱巴，他也是《環(huán)球之夜》的合著者。
在那篇論文中，作者同意Falchi和Bara的觀點(diǎn)，即我們需要能夠感知快速傳播的LED燈的衛(wèi)星。他們還指出，我們需要更好地理解光發(fā)射的角度模式。他們不會(huì)就此罷休。“也許最重要的是，”他們寫道，“我們證明，需要更高的空間分辨率和覆蓋從藍(lán)色到近紅外范圍的多光譜傳感器，才能更有效地識(shí)別照明技術(shù)，繪制城市功能圖，并監(jiān)控能源使用。”
太好了。詳細(xì)、可靠的數(shù)據(jù)是任何真正努力的一部分。但是我們已經(jīng)知道光污染正在增加。“人們、媒體和政治家習(xí)慣于將人造光的魔法屬性與道路安全和個(gè)人安全聯(lián)系起來，這似乎并不值得，”兩位研究人員指出。"因此，年復(fù)一年，越來越多的燈被安裝來照亮夜晚."
我們能做些什么呢？
人類心靈中的某種東西想要消除黑暗。我們想要舒適、安全、方便，以及一種幸福和繁榮的總體感覺。如果光線充足的區(qū)域可以打擊犯罪，創(chuàng)造安全沒有錯(cuò)，但是越來越亮是答案嗎？是否存在收益遞減點(diǎn)？不僅僅是為了我們，也是為了自然界？
法爾基和巴拉寫道:“地球上的生命是在白天有陽光、夜晚有星光和月亮的情況下進(jìn)化而來的。”。“如果我們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中引入人造光，使其水平超過自然條件下的水平，甚至幾千倍甚至更多，動(dòng)物的行為將隨之改變。”夜間照明的增加可能會(huì)破壞捕食者與獵物的關(guān)系，改變交配行為，甚至導(dǎo)致一些種群或物種滅絕。
不僅僅是觀星和自然界在為光污染付出代價(jià)。科學(xué)也受到了沖擊，因?yàn)槌鞘兄行母浇奶煳呐_(tái)正面面臨光污染問題。以洛杉磯附近威爾遜山天文臺(tái)的100英寸胡克望遠(yuǎn)鏡為例。
從1917年完工到1949年，它是世界上最大口徑的望遠(yuǎn)鏡。但是隨著光污染的增加，進(jìn)行有用的天文觀測(cè)變得越來越困難。光線熄滅了微弱的恒星圖像，而且情況越來越糟。最后，在1985年，為了直接應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的人造光問題，胡克望遠(yuǎn)鏡被封存了。
這不是一件小事。這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡處于良好的工作狀態(tài)，在確定銀河系外的距離、弄清螺旋星系的性質(zhì)、確定宇宙的膨脹以及其他科學(xué)工作中發(fā)揮了重要作用。威爾遜山天文臺(tái)的其他儀器仍在運(yùn)行，但胡克望遠(yuǎn)鏡的潛力被過度的天空輝光所抵消。
沒有一個(gè)有思想的人會(huì)說，他們希望物種走向滅絕，強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡在仍然有效的時(shí)候關(guān)閉。也沒有一個(gè)有思想的人希望減少觀天時(shí)間。但是這個(gè)問題的一個(gè)主要問題是我們的繁榮。隨著照明變得越來越便宜——led也越來越便宜——我們安裝了越來越多的燈，照亮了以前從來不需要的道路和街道。能做些什么？
例如，我們不太可能進(jìn)行一場(chǎng)大規(guī)模的拆除路燈的運(yùn)動(dòng)，但是人們已經(jīng)嘗試了其他的事情。法爾基和巴拉寫道:“過去幾十年，從地方到國家層面，很多地方都在嘗試控制光污染。”。這些嘗試都沒有成功，即使燈光指向地平線以下也是如此。“這種方法是不夠的，因?yàn)槿魏涡碌墓饩€，即使被屏蔽，在被打算照亮的表面反射后，也會(huì)給夜間環(huán)境增加污染，”他們解釋說。
相反，我們需要像對(duì)待其他形式的污染一樣，為照明設(shè)置上限。作者以美國的清潔空氣法案為例，該法案限制了致癌溶劑和有毒燃料添加劑等空氣污染物的使用。
人類活動(dòng)會(huì)影響自然，這是不言自明的。但這并不意味著我們可以戴上眼罩，接受現(xiàn)實(shí)。在一個(gè)遭受全球氣候危機(jī)日益惡化的世界里，光污染似乎不是什么大事。難道我們不能上網(wǎng)，甚至從地球的不同地方，更詳細(xì)地觀察天空嗎？當(dāng)然，但是電腦顯示器和坐在外面的天空下，凝視并讓你的大腦把一切都吸收進(jìn)來是不一樣的。這些活動(dòng)形成了我們反思的記憶，激發(fā)了我們內(nèi)心的某些東西。
脫離人類自然精神的天文學(xué)是一種貧乏的冒險(xiǎn)。如果沒有簡(jiǎn)單的觀星，以及它激發(fā)我們想象力、好奇心和敬畏感的方式，我們中的大多數(shù)人可能甚至不會(huì)關(guān)心天文學(xué)。