夏威夷群島由8個(gè)主要島嶼和124個(gè)小島組成,最大的一個(gè)島是夏威夷島,也叫“大島”,因火山噴發(fā)形成。群島的最高峰莫納克亞山就在大島上,海拔4205米,從海底到山頂,相對(duì)高差達(dá)10203米。
夏威夷島的原住民將莫納克亞視為心目中的神山,認(rèn)為山頂上居住著雪神波利亞富(Poliahu),只有部落酋長(zhǎng)和祭司被允許登上山頂。由于峰頂常常被白雪覆蓋,在當(dāng)?shù)卦∶竦恼Z(yǔ)言中,“莫納克亞”意為“白山”。
“白山”的寧?kù)o一直持續(xù)到1960年,這一年,智利發(fā)生了有儀器記錄以來(lái)震級(jí)最高的9.5級(jí)地震,釋放的能量影響上萬(wàn)公里,在大島的沿海城市引發(fā)了災(zāi)難性的海嘯。在重建工作中,大島商會(huì)執(zhí)行秘書(shū)長(zhǎng)偶然聽(tīng)到一位氣象學(xué)家朋友說(shuō),莫納克亞山頂?shù)奶鞖夥浅G缋释ㄍ?。他便想到,如果能在那里修建天文臺(tái),帶來(lái)的投資和所需的人力,必定會(huì)帶動(dòng)島上的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。
就此,莫納克亞屬于天文圣地的傳奇正式開(kāi)啟了……
無(wú)論是天文愛(ài)好者還是天文臺(tái),都常在城市的燈光下節(jié)節(jié)敗退。但夏威夷島地廣人稀,總面積約1萬(wàn)平方公里,島上居民不足20萬(wàn),在中國(guó)甚至不及一些縣城。更妙的是,這里存在著一個(gè)天然的遮光罩:高大的莫納克亞山擋住了赤道地區(qū)的東北信風(fēng),這讓莫納克亞?wèn)|側(cè)的城市常年覆于薄云之下,再加上當(dāng)?shù)貙?duì)燈光的控制,形成了良好的地面燈光條件。
莫納克亞山的高度和體量也注定其是一個(gè)世界級(jí)天文臺(tái)的最佳選址地。從大海向莫納克亞望去,大山仿佛一位擎天的巨人。莫納克亞的空氣稀?。鹤鳛榇髿鈱又须x地面最近的一部分,對(duì)流層的大氣密度遵循海拔越高、密度越小的原則,到了海拔超過(guò)4000米的山頂,其大氣密度只剩下海平面的一半!正是因?yàn)榭諝庀”?,大氣?duì)星光的遮擋就少了很多,我們看到的星空也就更加燦爛。
這個(gè)巨人還施了一手“空氣不抖”的好魔法:海拔2000米的半山腰存在一個(gè)逆溫層,像罩子一樣,擋住了低海拔空氣、水汽以及塵埃向高海拔區(qū)域的運(yùn)動(dòng),保證了山頂異常優(yōu)良的視寧度(望遠(yuǎn)鏡顯示圖像的清晰度),有助于天文觀測(cè)中對(duì)星光的精確定位,這對(duì)專業(yè)天文觀測(cè)非常關(guān)鍵。所以,莫納克亞的星星是“不太眨眼睛”的。
這里的降水因素更是有利,4205米的山體把陰雨和絕大部分水汽“踩在腳下”,濕度很低,晴夜的數(shù)量每年超過(guò)300個(gè)。另外,緯度偏低也是莫納克亞的優(yōu)勢(shì),地球是一個(gè)球體,理論上講,我們?cè)浇咏嗟?,能看到的星星就越多。這里的緯度大約是北緯19度45分,大部分的夜空都可以被收入眼底。
莫納克亞交通方便,從夏威夷州首府火奴魯魯坐飛機(jī)到大島不超過(guò)1個(gè)小時(shí),再坐汽車到天文臺(tái),也只用一個(gè)半小時(shí),平時(shí)山頂只留少數(shù)值班人員即可。
1967 年,夏威夷政府出資修建公路通向莫納克亞山頂,并配套了基礎(chǔ)設(shè)施,以吸引科研機(jī)構(gòu)修建望遠(yuǎn)鏡。1970年,第一架望遠(yuǎn)鏡完成裝配。從此,CFHT(加拿大-法國(guó)-夏威夷望遠(yuǎn)鏡)、NASA紅外望遠(yuǎn)鏡等一批天文望遠(yuǎn)鏡安家于此。
到目前為止,不足 2 平方公里的山頂,已經(jīng)建造了 13 個(gè)天文觀測(cè)站,覆蓋了光學(xué)、紅外、毫米波和亞毫米波波段,這也使得莫納克亞山成為全世界重量級(jí)天文望遠(yuǎn)鏡最為密集的區(qū)域,是當(dāng)之無(wú)愧的天文學(xué)“圣山”。
口徑是評(píng)價(jià)望遠(yuǎn)鏡的重要指標(biāo)之一,口徑越大,收集光線的能力越強(qiáng),越容易看到暗弱的星光?,F(xiàn)今世界上口徑超過(guò)8米的望遠(yuǎn)鏡,有4臺(tái)在莫納克亞山,包括2臺(tái)10米凱克(Keck)望遠(yuǎn)鏡,8米昴星團(tuán)(Subaru)望遠(yuǎn)鏡,北雙子座(Gemini-North)望遠(yuǎn)鏡。
在這里,你還會(huì)看到科幻電影中人類啟動(dòng)激光炮反擊外星人一般的場(chǎng)面,這是大型望遠(yuǎn)鏡的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)在工作,相當(dāng)于給望遠(yuǎn)鏡戴上一副眼鏡,借此實(shí)時(shí)修正大氣擾動(dòng)所造成的圖像畸變。
這些望遠(yuǎn)鏡在深夜仰望蒼穹,宇宙的秘密被它們一一揭開(kāi)。利用凱克望遠(yuǎn)鏡研究Ia型超新星時(shí),天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙的膨脹速度正在加快,并將此歸因?yàn)橐环N神秘的排斥力——“暗能量”,這一發(fā)現(xiàn)獲得了2011年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。通過(guò)測(cè)量銀河系中心恒星的運(yùn)動(dòng),天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)的約400萬(wàn)倍的黑洞,并因此獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。莫納克亞的望遠(yuǎn)鏡在探測(cè)和研究近地小行星(包括那些可能對(duì)地球造成威脅的小行星)方面處于世界領(lǐng)先地位。莫納克亞的天文望遠(yuǎn)鏡還通過(guò)發(fā)現(xiàn)一些迄今為止探測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的天體,看到了僅僅誕生6億年時(shí)宇宙的模樣。宇宙,有太多的未知之境。凱克望遠(yuǎn)鏡在投入工作約30年后,人們發(fā)現(xiàn),很多重要的發(fā)現(xiàn)并不在最初的任務(wù)清單上。
莫納克亞山也是天文愛(ài)好者的圣地。雖然山頂不允許愛(ài)好者和游客過(guò)夜,但他們可以在半山腰的艾米洛瓦天文中心,度過(guò)一個(gè)享受純凈星空的愜意夜晚。
從莫納克亞成為天文圣地的第一天起,原住民的信仰和天文觀測(cè)之間的沖突就產(chǎn)生了。在夏威夷島原住民的信仰中,莫納克亞的山頂是“眾神之地”。那里不僅是神的居所,也是好人靈魂最終去往的天堂。原住民認(rèn)為,在這座火山上建造望遠(yuǎn)鏡是對(duì)神的褻瀆。
為了避免沖突,莫納克亞的第一架天文望遠(yuǎn)鏡(僅測(cè)試用)被架設(shè)在了莫納克亞的第二高峰,而不是最高峰上。但矛盾還是因TMT望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃的到來(lái)而爆發(fā)了。TMT是“30米望遠(yuǎn)鏡”的簡(jiǎn)稱,由492塊直徑1.4米的六邊形鏡片拼接而成,口徑為30米,收集光線的能力是肉眼的1800萬(wàn)倍、牛頓制造的反射望遠(yuǎn)鏡的70萬(wàn)倍、莫納克亞10米凱克望遠(yuǎn)鏡的9倍。對(duì)系外行星辨識(shí)非常重要的視向數(shù)據(jù)的收集工作,凱克望遠(yuǎn)鏡可能需要1-3個(gè)小時(shí),TMT只需要幾分鐘。有了它,人類就可以看到宇宙更早的模樣,勾勒宇宙的結(jié)構(gòu),進(jìn)一步深入對(duì)黑洞、暗物質(zhì)與暗能量的研究,還可以直接看到圍繞其他恒星轉(zhuǎn)動(dòng)的行星……作為一個(gè)多國(guó)合作的項(xiàng)目,在建設(shè)之初,中國(guó)承擔(dān)其中望遠(yuǎn)鏡光學(xué)、激光引導(dǎo)星子、科學(xué)儀器等子系統(tǒng)的建設(shè),未來(lái)將被分配10%的使用時(shí)間。
2015年,TMT的正式開(kāi)工引來(lái)了大批抗議者,他們聚集于半山腰的十字路口長(zhǎng)達(dá)1個(gè)多月,美劇《權(quán)利的游戲》中的2位演員——“馬王”和“龍母”的扮演者也在社交媒體上加入了抗議行列。這不僅使得TMT的施工中斷,山頂其他望遠(yuǎn)鏡的正常觀測(cè)和維護(hù)也一度被迫停止。2015年12月,夏威夷最高法院還曾撤銷了TMT的建設(shè)許可。2019年,一次規(guī)模更大的抗議爆發(fā),有數(shù)千人參加,通往山頂?shù)牡缆繁徽紦?jù)數(shù)月。
有人認(rèn)為,TMT是在為莫納克亞天文臺(tái)曾經(jīng)忽略原住民文化的事實(shí)而買(mǎi)單。很多天文學(xué)家們也呼吁,不要用過(guò)激的手段對(duì)待抗議者們。事實(shí)上,天文學(xué)界一直沒(méi)有停止在二者間尋求平衡。TMT項(xiàng)目對(duì)夏威夷原住民釋放著善意,包括每年為夏威夷島上的科學(xué)和技術(shù)教育提供100萬(wàn)美元的支持;為當(dāng)?shù)厝颂峁?shù)百個(gè)就業(yè)崗位;艾米洛瓦天文中心內(nèi)也有很多關(guān)于原住民文化的展示,等等。
如今,夏威夷文化也得到了天文學(xué)界足夠的尊重:太陽(yáng)系5顆矮行星之一的妊神星,以夏威夷文化中主管繁育和生殖的女神哈烏美亞(Haumea)命名,它的2顆衛(wèi)星的名字源于哈烏美亞的2個(gè)女兒。2017年拜訪太陽(yáng)系的太陽(yáng)系外天體“奧陌陌”,其名稱來(lái)自夏威夷語(yǔ)“Oumuamua”,意為“遠(yuǎn)方信使”。2022年,當(dāng)?shù)卣疀Q定設(shè)立一個(gè)新的機(jī)構(gòu)來(lái)管理莫納克亞天文臺(tái),其11名成員除科學(xué)家、大學(xué)官員外,還把2個(gè)名額留給當(dāng)?shù)厝耸俊?/p>
莫納克亞天文臺(tái)已經(jīng)拆掉2架望遠(yuǎn)鏡,以實(shí)現(xiàn)對(duì)原住民的承諾。2024年5月,莫納克亞山上的霍庫(kù)克亞望遠(yuǎn)鏡 ( Hōkū Kea )被拆除,這是第一個(gè)被拆除的望遠(yuǎn)鏡。2024年7月,加州理工學(xué)院亞毫米波天文臺(tái)(CSO)被拆除。
很多莫納克亞山的傳說(shuō)與天文有關(guān)。在原住民的傳說(shuō)中,天上的大魚(yú)鉤把莫納克亞鉤出水面,而這個(gè)魚(yú)鉤正是88個(gè)星座中的天蝎座。
夏威夷被并入美國(guó)版圖之前,一位名叫大衛(wèi)·卡拉卡瓦 (David Kalākaua)的夏威夷君主對(duì)天文產(chǎn)生了濃厚的興趣,充滿改革精神的他甚至希望在夏威夷修建一座天文臺(tái)。
夏威夷的最后一位執(zhí)政君主利留卡拉尼女王(Queen Liliuokalani)在1897年寫(xiě)道,“古夏威夷人都是天文學(xué)家”?!坝^星師”也是夏威夷社會(huì)中最受人尊敬的身份之一。
事實(shí)上,正是強(qiáng)烈的探索精神驅(qū)動(dòng)著夏威夷原住民的祖先們?cè)谛切堑闹敢驴缭酱笱髞?lái)到這里。而對(duì)宇宙的探索,更是人類探索精神的集中體現(xiàn)。
(責(zé)編:劉婕)
莫納克亞(Mauna Kea),地球上相對(duì)高差最大的山峰,是世界級(jí)的天文觀測(cè)圣地,13個(gè)天文觀測(cè)站星星點(diǎn)點(diǎn)綴在山頂。但這里也是原住民心中的圣地和“天地交匯之處”,山頂?shù)耐h(yuǎn)鏡被他們認(rèn)為是對(duì)圣地的褻瀆。原住民的行為得到了廣泛的同情,他們的抗議也使得包括中國(guó)在內(nèi)的多國(guó)聯(lián)合建造的30米望遠(yuǎn)鏡(TMT)至今屢起波折。星空與信仰,兩種看似有著相同精神內(nèi)核的存在,卻發(fā)生了沖突。