上海天文馆怎么逛?让天文人告诉你藏在内里的“小心思”

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作为上海新的文化地标,上海天文馆自完工以来,备受瞩目。

它也是现在全球修建规模最大的天文馆,占地面积约5.86万平方米,修建面积约3.8万平方米。从空中俯瞰,就像一座伟大的星际飞船停泊在口岸,独具特色的圆洞天窗、球幕影院和倒转穹顶组成怪异的“三体”结构,充满了神秘。

上海天文馆 上海天文馆官网 图

不外有人疑问,我对天文一无所知,天文馆设计师的那些“小心思”,到底有怎样的寄义?天文馆到底怎么逛,才气不落下“彩蛋”?

汹涌新闻私人地理栏目约请上海交通大学物理与天文学院在读博士研究生樊仕达,让“天文人”告诉你这些上海天文馆应该怎么逛。

汹涌新闻:您是天文专业的,从专业角度看,新完工的上海天文馆给您留下了什么样的初印象?

樊仕达:天文馆设计很棒,应用了许多新手艺,尤其是一些展览,给了我们更多身临其境的体验。

若是你仔细注意,会发现设计师在设计这座修建时,包罗了许多与天文学知识有关的“彩蛋”。好比馆内有一个大型的天象厅,就是8K球幕影院的所在地,形状是一个很大的球体,修建有一半悬浮于地面之上。天象厅球体上方有天窗,阳光透过天窗会在地上形成一个环状的投影。

8K球幕影院,形状是一个很大的球体,悬浮于地面之上。 上海天文馆官网 图

听说天窗的角度是凭证上海天文馆的地理位置和太阳高度,通过现实盘算来设计的,因此地上光斑的形状与位置会随着太阳的方位而改变,差异季节、差异时刻的形状都纷歧样。只有在夏至日的中午,圆环才会出现为完整的正圆,与地上的圆形图案完全重合,犹如日食一样。换句话说,天窗就像一个日晷,能随时捕捉到光影,纪录时间的流逝。

圆洞天窗配合特殊的地面铺装形成了一个浅易的日晷。 上海天文馆官网 图

汹涌新闻:上海天文馆怪异的圆洞天窗、球幕影院和倒穹顶三个圆形元素组成的“三体”结构,被人津津乐道,能否先容下“三体”在天文学中代表了什么?

樊仕达:这个“三体”和人人听说过的科幻小说《三体》纷歧样,它形貌的是真正天体物理学上关于天体运行的三体问题。

好比说,我们所说的天体运行二体问题,指的就是一个物体绕着另一个物体转,这稀奇容易明白,我们可以异常精准地去展望两个物体的位置。但若是这时刻有第三个或更多物体进来,基于引力或是其他的力举行基本运动的时刻,这个问题就会变得相当庞大。例如举行动力学模拟时,若将某个天体的初始条件,如质量、初始位置和初始速率等举行细微的改变,就会发现,在足够长时间的运动模拟后,盘算效果之间的区别会异常大。这就好比“蝴蝶效应” ,一个初始条件的细微差异,会引起后面伟大的转变,而且物体数目越多,我们就越难精准展望物体未来的运动轨迹。

太阳、地球和月亮的相互绕转,就是一个经典的三体问题。在太阳系中,除了太阳之外,引力最大的是木星,另外另有土星、海王星这些大行星,它们对许多小天体都有引力作用,即天体摄动,于是我们在现实盘算小行星的轨道时,会经常思量到这些大行星的摄动作用,这也涉及到三体或者说多体的问题。

从空中俯瞰蓝天白云下上海天文馆的“三体”结构。 视觉中国

汹涌新闻:您感受这次上海天文馆内观察仪器的设置上有什么亮点?

樊仕达:上海天文馆内现在有两座天文台,一座是望舒天文台,内里安置海内最大口径的科普光学望远镜,可以观察月亮、行星和夜空中的种种天体,但并不直接对民众开放使用,而是会定期举行一些观星类的流动,可以预约加入。

另一座是羲和太阳塔,内里放的是太阳望远镜。我咨询了天文馆的解说员,他说塔的二层是望远镜的所在位置,地上一层展厅对民众开放,民众可以在内里旅行望远镜实时拍摄的太阳影像。羲和太阳塔未来也会举行流动,好比民众可以自动提交观察申请等等。这些仪器都是异常专业的观察装备,确实可以知足许多星空兴趣者的需求,具有很大的科普意义。

羲和太阳塔 上海天文馆官网 图

汹涌新闻:这次馆内的主展区分为三个主题,划分是“家园”、“宇宙”和“征程”,三个区域划分带给您怎样的体验?

樊仕达:我小我私人以为,相对于已往海内的科技馆或天文馆,这次上海天文馆科技整个旅行蹊径,设计得异常完整,是一个循序渐进的历程。而且设计得也很科学,基本上只要随着路标走,就能完整地逛完,不会让你走转头路。

伟大傅科摆 樊仕达 图

从一楼大厅进去,我们最先看到的是一个从天顶垂下的伟大傅科摆,在它背后就是“家园”展区的入口。“家园”展区从最基本的户外观星的感受最先,讲述我们的地球是若何降生、若何演化和生长的历史,以及它在太阳系、在宇宙中的职位。告辞地月系,就来到了太阳系,包罗一些大行星、小行星以及陨石展区等等,再往后就拓展到银河系。接着就进入了“宇宙”展区,这个展区主要讲述宇宙的演化历史,以及更大尺度上相对深奥的天文学知识,好比引力、时空等等。

“家园”展区内的太阳。 视觉中国 图

脱离“宇宙”展区,就是“征程”展区。这里展现的是天文学的生长历程,从古代人类怎么探索天空,一直到人类发射探测器的历史以及我国航天科研成就。

展厅内有许多古代天文学家的手稿和著作,稀奇是展出了牛顿著作《自然哲学的数学原理》的英文版初版,异常珍贵。另外另有我国的嫦娥五号探测器、玉兔二号月球车等模子,都是1:1制作,而且可以举行操作演示,开馆那天还新增了嫦娥五号带回的月壤样本。今年4月在文昌航天发射场升空的天和焦点舱1:1模子也在这里展出,观众可以走进去,旅行内里的装备。

“征程”展区的嫦娥五号探测器、玉兔二号月球车等模子 樊仕达 图

“征程”展区的最后,就是那张1990年由旅行者1号拍摄的著名地球照片――《昏暗蓝点》,以此作为总结。然后通过一个螺旋向下走廊,我们又回到了最初的起点,整个蹊径形成一个完整的闭环。

“征程”展区出去后,通往一楼的螺旋走廊。 樊仕达 图

汹涌新闻:从专业角度来看,展区中有哪些让你印象深刻的部门?

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樊仕达:我印象最深的是“家园”展厅里的光学天象厅。整个天象厅的设计很有意思,球形外墙自己就是一块大屏幕,模拟出地球的样子,而且通过视频来演示地球的转变。进入内部后,解说员通过人工操作向我们演示星星的东升西落,模拟观星的效果。

由于馆内的走廊都是螺旋向上的,以是当我们走出“家园”,继续向二楼走去,这时停下脚步,回望天象厅,你会发现眼前的情景异常震撼,似乎身处太空俯视地球一样平常,继续往上走,到了三楼,再从上往下看,又给人一种更新的视觉体验。之后还会经由天象厅的另一半,那里又是一个夜晚的地球。

“家园”展区外部直径20米的天象厅外层被投影成地球的形态。 上海天文馆官网 图

“宇宙”展区里有许多的让人眼前一亮的创意。好比说有一个互动空间,通过墙上和地上的网格状的光线来示意时空场,若是有人踩上去的话,线条就会扭曲,这就演示了广义相对论基本原理――引力场是时空的弯曲,其曲率与物体质量相关。

另外一个展厅内的月球模子也很有意思,运用了VR手艺,观众可以通过装备操作,领会月球上差其余位置的地形和我国发射的月球探测器。

通过墙上和地上的网格状的光线来示意时空场。 樊仕达/视觉中国 图

我以为上海天文馆的一个特点是,内里许多模子,包罗屏幕演示的图像,比例都异常大,以是更利便观众去体会宇宙那种众多无限的尺度。

值得一提的是,在已往海内天文馆的天象厅,观众一样平常是坐在牢靠的席位上,像在影戏院一样旁观球幕影戏,但上海天文馆天象厅的设计参考了许多外洋的案例,不仅配有解说员,观众还可以随意躺在地板上的懒人沙发上,模拟在户外观星的感受,加倍身临其境。

内里许多模子,包罗屏幕演示的图像,比例都异常大。 樊仕达 图

汹涌新闻:天文馆主要的职能之一就是科普教育。但怎么把科普真正地做到通俗易懂,吸引观众,需要天文馆事情职员许多的考量。您在这次体验中有什么感想吗?

樊仕达:我以为上海天文馆做得很好的一点是,展览的视觉效果很好。换句话说,纵然是小同伙,他可能看不懂先容的文字,但震撼的视觉效果也会吸引他。

其次是通过一些直观的体验来论述基本的科学原理。好比说在太阳系的展区,有一块展台上摆着许多苹果模子,这些苹果看起来巨细一样,但实在重量差异,你可以把它拿起来,通过感受它的分量,领会物体在差异星球上的重力。好比,在土星上的苹果稀奇重,然后在月球上的苹果就很轻。

另有一个演示陨石坑的装置,通过一台高速相机延续拍摄小球落在沙坑的历程,观众可以看到陨石坑是怎样形成的。而去年在我国青海发现的陨石坑现场,也被完整搬了过来,安置在整个展示区域内。

上海天文馆设有博士后流动站,有科研职员,事情职员也在科普内容上花了许多心思,有异常好的专业基础。馆内也表达了异常开放的意见网络意愿,约请游客去发现、反馈科普文字与数据上的纰漏之处。

一名小同伙在上海天文馆的一个宇宙星球互动装置前体验。 视觉中国 图

汹涌新闻:听说有针对差异观众群体设计了多条旅行蹊径?

樊仕达:所有蹊径都市经由最主要的“家园”、“宇宙”、“征程”三个展区, 然后在主蹊径的基础上,针对差其余人群,好比讨情侣蹊径,就会把球幕影院放在内里;亲子蹊径的话,会推荐一些专为儿童设计的互动特色展区。

汹涌新闻:听说您从高中最先就对天文很感兴趣,但那时刻还没有像上海天文馆这样的科普基地,你怎样去培育自己的兴趣?

樊仕达:我从小对大自然就很感兴趣,天文是其中一部门。到了高中,那时学校有天文社团,我出于兴趣就报名了。先生每周给我们上几节天文课,学校里也有一座天文台,天气好的时刻,先生会组织我们举行一些观察流动。那时刻对天文的热爱,现在想起来还挺疯狂,我们有时刻会午夜爬起来,偷偷跑到宿舍楼阳台上去看星星,暑假人人还会组织去野外山上露营。

可以说,天文学与其他学科纷歧样的魅力是,它形貌的内容虽然遥不能及,但确是一门你可以把书籍上学到的知识快速应用到现实中的学科,好比说你拿着星图对着天空找星星,会像挖到宝物般,发现星星确实就在那里。而当你学了更多的知识后,会意识到它们背后另有更多肉眼无法直接瞥见的天文征象,与令人震撼的大尺度结构,会浏览到这个天下的浩渺与神奇。

天文学是真正一门你可以把书籍上学到的知识快速应用到现实中的学科。 樊仕达 图

汹涌新闻:天文学一直是对照冷门的专业,但这几年随同着户外旅行、星空摄影的兴起,您是否发现天文兴趣者越来越多?

樊仕达:其着实已往十几、二十年来,天文学在海内一直异常小众,已往海内最少的时刻,只有两三所大学有自力的天文系,包罗业余的圈子里,人人就这么些人,都相互熟知。这几年,天文学在海内人气简直越来越高了,现在已经有二十多所学校开设天文系。

许多人会问,学天文出来干什么?确实,若是你想通过天文学科去就业,确实对照难题,主要的途径是继续在大学或者在科研院所做科研, 除此之外,不想做科研也以思量去上海天文馆这些地方做科普。

体验走入“黑洞”的感受。 视觉中国 图

汹涌新闻:您提到现在海内院校越来越注重天文人才的培育,就你考察,我国天文科研事业生长近几年的生长是怎样的?

樊仕达:由于天文观察数据经常受观察装备、地理位置和观察时间所限,而天文科研往往需要综合多种波段、多个时间的观察数据。以是天文科研上在国际上有一个条约,就是天文数据在获得观察数据一准时间后会像全天下公然,这个时间一样平常是一年半到两年。

我国天文学研究起步较晚,因此在很长一段时间,由于没有大型的射电望远镜、光学望远镜,天文台观察能力不够,就只能通过项目互助的方式使用其他国家的天文装备发生的数据,或使用已经开放的数据来做研究,自己生产的数据深度不足、波段笼罩有限。但这几年,随着国家对天文学科的重视,天文台建设越来越多,例如正在新疆阿里、青海建设的天文台。我们自己研发的观察卫星也将逐步发射上天,例如中国空间站的巡天望远镜设计、HUBS X射线成像卫星等。等这些装备都投入运转之后,我们的科研职员就可以拿到更多的一手的数据,对我国天文学生长来说一定会有划时代的转变。

“祝融”号火星车模子。 视觉中国 图

汹涌新闻:在天文科普事业上,我们还能做的有哪些?

樊仕达:我以为最主要的问题是,许多人缺少真正观星的时机。以前我上大学的时刻,我和同砚组织过“路边天文”的流动,就是让兴趣者把自己的望远镜拿到路边,让老国民免费看太阳、月亮和行星,你会发现人人都很感兴趣,例若有些人平时用肉眼看月亮,以为上面坑坑洼洼的,但用望远镜看,会发现月球上的环形山是那么惊艳,在目镜里看到木星的四颗卫星确确实实地在那里,会以为异常神奇。以是除了书籍之外,现实旁观的效果也很主要。

许多人缺少真正观星的时机。 樊仕达 图

实在天文研究的周期很长,许多时刻我们的科研功效都是为下一代“天文人”做铺垫,包罗前面提到的大型射电望远镜、观察站,它们建设周期都稀奇长,需要五年、十年,甚至五十年。以是有时刻先生会开顽笑跟我们说,你们现在起劲事情,起劲搞科研,这些装备虽然你们这代人享受不到,但几十年后的“天文人”一定会用到。

以是在天文馆看到那些前来旅行的小孩子,我就会想,他们中的有些人,或许就是未来的天文事情者。

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