3月2日，我慕名前往上海天文館，乘地鐵到龍陽路，同站換乘16號線，從起點站一直乘到終點站滴水湖，出站再步行一段路，全程花了整整兩小時，才到達上海天文館入口處。<br> 眼前的上海天文館，其獨特的建筑設(shè)計已然是一道風景線。<br><div><br></div> 上海天文館，位于浦東臨港新片區(qū)滴水湖畔，2021年7月17日正式開館，為目前全球建筑面積最大的天文館，是集教育、研究、收藏、展示、交互功能為一體的科普基地，通過高仿真場景模擬手段，采用增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、生物識別等技術(shù)手段，融合視、聽、觸的感官體驗，構(gòu)建沉浸式宇宙空間體驗環(huán)境。<div><br></div> 上海天文館主建筑以優(yōu)美的螺旋形態(tài)構(gòu)成“天體運行軌道”，獨具特色的圓洞天窗、倒轉(zhuǎn)穹頂和球幕影院這三個圓形元素構(gòu)成“三體”結(jié)構(gòu)，共同詮釋天體運行的基本規(guī)律。（上圖為網(wǎng)絡(luò)圖片）<div><br></div> 主建筑外的景觀區(qū)域還設(shè)計了三組螺旋形的綠化帶，從主建筑向外自然延伸出去，象征著星系的旋臂，并與外圍的“星空之境”公園自然銜接，和諧地形成了一個以星空為主題的城市綠地公園，充分體現(xiàn)了建筑與生態(tài)的有機融合。（上圖為網(wǎng)絡(luò)圖片）<div><br></div> 這座高10米、直徑11米，由12個鏡面不銹鋼橢圓球體組成的雕塑，坐落于天文館室外中心區(qū)域，名為《引力》。其奇特之處，在于移步換景——在不同光線、不同方位、不同視角下，視覺接收到的信息是不一樣的，如同浩瀚無邊、奇詭云譎的宇宙。<div><div><br></div></div> 進入天文館內(nèi)，整個大庭在視覺上沒有任何柱體，空曠如蒼穹，頂端的倒穹頂 “收集”著陽光，照亮室內(nèi)，并形成美麗的光影。周圍環(huán)繞的螺旋坡道，猶如天體軌道。<div><br></div> 大庭內(nèi)，引人注目的是懸吊在大庭頂部的傅科擺，垂直的小球不斷的搖擺，看似每次擺動的方向一樣，但仔細觀察還是有點變化，時間稍長，就會看到擺球擊倒周圍樹立的欄桿（見照片下方）。擺動方向為由東向西的、緩慢而持續(xù)的旋轉(zhuǎn)，從而印證了地球的自轉(zhuǎn)。<div> （1851年，法國物理學家萊昂?傅科在大廳拱頂上懸掛了一個擺長67米、擺錘重28千克的巨大單擺。觀察發(fā)現(xiàn)，單擺每次擺動的方向都會稍稍偏離原軌道，這說明擺平面和地球發(fā)生了相對運動，從而有力地證明了地球在自轉(zhuǎn)。為紀念萊昂?傅科，將這套實驗裝置命名為傅科擺。）</div><div><br></div> 從三樓往下看，可見一條720度螺旋形的長坡道，從頂部三層一直延展至一層。<div><br></div> 照片的上部就是所謂的“倒置穹頂”，這也是上海天文館獨特的設(shè)計亮點之一。許多建筑的屋頂會做成向上隆起的穹頂，而上海天文館的這個屋頂，卻是一個倒過來的穹頂。從高空中俯瞰上海天文館主展區(qū)，那個最大的圓就是倒置穹頂。<div><br></div><div> </div> 這是位于B1層的壯觀景象，外徑30米的球幕影院球體建筑，有一半懸浮于地面之上，依靠球體側(cè)面的6個支撐點與下方的混凝土殼體相連。這里也是絕佳的拍照景點。<div><br></div> 這件在不停旋轉(zhuǎn)中展現(xiàn)光影變化的藝術(shù)裝置，名為《朔弦晦望》，是美國藝術(shù)家安東尼?豪在中國的首件雕塑。它以中國農(nóng)歷中的月相命名，將衛(wèi)星（月球）、行星（地球）、恒星（太陽）的動向（運動本身及其光芒）抽離出來，將其表現(xiàn)為一種全新的動感雕塑。<div><br></div> 現(xiàn)場的文字表述為：晦朔合離，可謂之月，月之盈虧，而成弦望，銀光旋動，光影流轉(zhuǎn)，朔弦晦望，終始相巡。<div><br></div> 步入“家園”展區(qū)，我們最熟悉的地球、月球和太陽以巨大的尺度出現(xiàn)在眼前，令人震撼。<div><br></div> 曾經(jīng)以為是世界的中心，如今只是宇宙的一隅。曾經(jīng)以為是唯一的太陽，不過是億萬恒星的一顆。那顆藍色彈珠，也早已模糊成了暗淡藍點。我們離家遠行，探索未知。但不論走出多遠，這個小小的角落，都是我們的家園。<div><br></div> “家園”展區(qū)有一個光學天象廳，整個天象廳的設(shè)計很有創(chuàng)意，外部直徑達20米的球形外層為一塊大屏幕，被投影成地球的形態(tài)，交替展現(xiàn)從太空中看地球的景象，以及反映地球45億年地質(zhì)演化史的短片，這是游客打卡拍照的最佳場景之一。<div><br></div> 而進入天象廳內(nèi)部，腳下是模擬的綠色草坪，觀眾可隨意躺在懶人沙發(fā)上，抬頭觀看由國際上最先進的光學天象儀投射的璀璨星空，通過聽講解以及聲光電效果，了解相關(guān)的天文和宇宙知識。放映過程中內(nèi)禁止拍照，觀看時間約8分種，真是意猶未盡。<div><br></div> 在球形天象廳模擬的地球旁邊，是巨大的月球模型，其大小與“大地球”的比例關(guān)系正是真實的地球和月球的比例關(guān)系（地球直徑12740千米，月球直徑3476千米，地球直徑是月球的3.67倍），其表面特征則是根據(jù)嫦娥探月等航天探索獲得的真實數(shù)據(jù)進行構(gòu)建的，細節(jié)幾可亂真。<div><br></div> 炙熱燃燒的“太陽”，觸手可及。游客們爭相在這太陽前拍照留念。<div><br></div> <div><br></div><div><br></div> 模擬太陽、地球、月球的運行軌跡。<div><br></div> 地球是一顆不發(fā)光的行星，表面一半能被太陽照亮。照亮的那一面處于白天，稱為“晝”；照不到的另一面處于晚上，稱為“夜”。地球不停地自轉(zhuǎn)，被太陽照亮的區(qū)域不斷變換，形成晝夜交替。地球的自轉(zhuǎn)軸并不垂直于繞太陽公轉(zhuǎn)的平面，造成不同緯度地區(qū)的晝夜時長不同。赤道地區(qū)的晝夜時長相等；而在南北兩極會發(fā)生長時間處于白天或黑夜的現(xiàn)象，這便是極晝和極夜。其它地區(qū)夏季晝長夜短，冬季晝短夜長。<div><br></div> 地球緣何有四季更替？原來黃道面（地球繞日公轉(zhuǎn)的平面）和赤道面存在一個23°26'夾角，導致地球繞太陽公轉(zhuǎn)過程中，太陽直射點在南北回歸線之間做周期性移動，春、夏、秋、冬四個季節(jié)交替出現(xiàn)。春分、秋分時太陽直射赤道，南北半球光照接近；夏至時太陽直射北回歸線，北半球為夏季，南半球為冬季；冬至時情況與夏至相反。<div><br></div> 圖示“日全食”、“日環(huán)食”，清晰明了。<div><br></div> 展廳內(nèi)，以模型、視頻、圖片、文字等多種方式，介紹太陽核聚變的原理。<div><br></div> 月球是怎么形成的呢？目前科學家普遍認為是源于一次劇烈的撞擊。大約40 億年前，一顆火星大小的天體與地球發(fā)生撞擊，產(chǎn)生了大量的碎片。這些碎片散落在地球周圍，繞地球旋轉(zhuǎn)，在自身引力的作用下，緩慢地匯聚在一起，形成月球。除此之外，月球的起源還有“分裂說”、“捕獲說”、“同源說”等不同觀點。 1. 大約45億年前，一顆像火星大小的天體撞擊了地球。<div><br></div> 2. 這次撞擊熔化了兩個天體，并將碎片拋入太空。<div><br></div> 3. 大部分噴出的物質(zhì)在地球周圍形成了一個碎片盤。<div><br></div> 4. 圓盤中的碎片逐漸合并成更大的物體。<div><br></div> 5. 巨大的碎片融合在一起，形成了月球。<div><br></div> 6. 最終形成了今天的地球和月球。<div><br></div> 中華問天<br> 從歷法授時、科學啟蒙，到悟空慧眼、嫦娥天問，這同一片星空，守望著中華天夢，千載傳承，無遠弗屆。<br><div><br></div> <div><br></div><div><br></div> 從崇拜天人合一的中國，到描繪天界神話的古埃及、古希臘……各民族不約而同參悟的星空密碼、隱喻神話流傳千載。至今，當我們仰望星空，敬畏與困惑同時浮上心頭。而每一寸星光閃爍的天空，都似一座行走的殿堂，等待著與我們相遇。<br> 在“家園”展區(qū)入口處豎立著幾座星座圖，這是其中之一“天蝎座”。<br><div><br></div> 以下為一組古希臘、印度、瑪雅神話的圖片。 <div><br></div><div><br></div> 神秘的巨石陣。位于英格蘭南部威爾特郡的巨石陣，是歐洲著名的史前文化遺址。早期文明修建石陣的目的，可能兼具原始歷法和祭祀功能。石陣的位置、高度、凹槽等設(shè)計，可能和觀測太陽位置確定時間的功能有關(guān)。<div><br></div> 地球上的隕石都來自哪里呢？太空中散布著無數(shù)碎片，小到100微米左右的塵埃，大到10米以內(nèi)的巨石，我們稱之為流星體。當流星體高速飛入地球大氣層時，會與大氣劇烈摩擦，產(chǎn)生明亮的光芒。較小的流星體會在大氣中燃燒殆盡，較大的流星體會有殘余部分墜落地面，我們稱之為隕石。實際上，每天約有幾十噸太空碎屑落在地球上。<br> 在隕石藏品方面，上海天文館不僅征集了品種稀有的月球隕石、火星隕石、灶神星隕石，而且以精品目擊隕石為重要收藏目標，其中包括隨州隕石、鄄城隕石、長興隕石、東烏珠穆沁旗石鐵隕石、車里雅賓斯克隕石、阿林鐵隕石等約70件著名隕石，其中有一枚與上海淵源頗深的“長興隕石”——1964年墜落于上海長興島前衛(wèi)農(nóng)場，是上海地區(qū)唯一一次目擊隕石。<br><div><br></div> 行星光環(huán)<div> 太陽系內(nèi)的八大行星中，水星、金星、地球、火星沒有光環(huán)，其它四顆行星都有自己的光環(huán)。光環(huán)其實都是由無數(shù)顆粒形成的，形似“草帽”。<br> 1610年，天文學家首先發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)，此后又花了將近4個世紀，才相繼觀測到天王星、木星和海王星上暗淡的環(huán)。<br> 土星的光環(huán)在遠處看起來非常漂亮，這也是土星最迷人的地方。<br> 天王星光環(huán)比土星光環(huán)要薄得多，顯得很暗弱。不僅肉眼看不見，就是用天文望遠鏡也無法直接看到。1977年3月11日，在觀測天王星遮掩一顆恒星的過程中，天文學家意外發(fā)現(xiàn)了天王星的光環(huán)。<br> 木星，我們一般看到它的圖像都是一個層次分明的球，以至于一直認為木星是沒有光環(huán)的。直到1979年，美國宇航局的旅行者1號飛船臨近木星時才發(fā)現(xiàn)它也有一個薄薄的光環(huán)。<br> 海王星則與木星一樣，靠飛行器近距離的拍攝才看到它的光環(huán)，不過這次是旅行者2號在1989年飛抵那里發(fā)現(xiàn)的。海王星的光環(huán)也非常暗淡，大概是離太陽太遠了吧。<br></div><div><br></div> 太陽的鄰居<div> 宇宙中類似太陽這樣的恒星數(shù)不勝數(shù)，它們中有的質(zhì)量只有太陽的十分之一，有的卻有上百倍。有的亮度是太陽的上萬倍，有的卻暗到幾乎難以被發(fā)現(xiàn)。僅在距離太陽50光年的范圍內(nèi)，就有一千多位鄰居。例如，天狼星、牛郎星、織女星等。<br></div><div><br></div> <div><br></div><div><br></div> 行星上的風暴<div> 木星、土星、天王星和海王星上的超級風暴都比地球上的要大得多，其威力足以把整個地球都吞沒。<br></div><div><br></div> 時鐘的“演進”<br> 古人早就開始利用太陽影子來測量時間，至少3500年前就已出現(xiàn)日晷。后來。人們又利用物質(zhì)均衡流逝的規(guī)律，發(fā)明了水鐘、沙漏、香鐘等計時工具。大約400年前，單擺等時性原理的發(fā)現(xiàn)帶來了擺鐘。機械化的發(fā)展又催生了機械鐘，使計時精度大大提升。到了現(xiàn)代，為了滿足人類對時間精度的更高要求，石英鐘、原子鐘等更先進的計時工具相繼問世。<br><div><br></div> 阿皮亞努斯星象計時器 1520年<div><br></div> 格蘭姆和帕克斯利航海天文鐘 1878年<div><br></div> 史密森尼天文鐘<div> 天文鐘上部的地球儀赤道外圍金屬環(huán)上刻有24小時刻度，轉(zhuǎn)動地球儀可得知所需地區(qū)的時間。金屬小球裝有燈光，可模擬日光。</div><div><br></div> 原子鐘，是當今時間測量的最精密儀器。當原子從一個能級躍遷到另一個能級時，會釋放電磁波，其特征頻率高度穩(wěn)定，可以用來高精度計時。<div><br></div> 在探索宇宙奧秘的漫漫征途上，人類從未停止過腳步。<div><br></div> 仿伽利略工作室。<br> 1609年，伽利略首次將望遠鏡對準天空，他發(fā)現(xiàn)了月球山脈、金星盈虧、四顆木衛(wèi)、太陽黑子以及銀河由無數(shù)恒星組成。他的發(fā)現(xiàn)直接否定了地心說依賴的陳舊的宇宙觀念。<br><div><br></div> 牛頓的《自然哲學的數(shù)學原理》英文版第一版（1729年）。<div><br></div> <div><br></div><div><br></div> 宇宙尺度大辯論。<br> 1920年4月，美國兩位天文學家進行了一場關(guān)于宇宙尺度的公開辯論。其中一人認為銀河系就是整個宇宙，漩渦星云是銀河系的一部分，太陽不在銀河系中心。另一人則認為，漩渦星云在銀河系之外，太陽在銀河系中心。后來研究表明，銀河系只是宇宙數(shù)千億星系中的一個，但太陽也不在銀河系中心。<br><div><br></div> 星系團與暗物質(zhì)<br> 成百上千的星系在引力的作用下聚集在一起，形成巨大的星系團。不過天文學家發(fā)現(xiàn)，其中的星體質(zhì)量只占到星系團總質(zhì)量的約3%。星系和星系之間還存在大量溫度高達數(shù)百萬度的熾熱氣體，在X射線波段發(fā)出強烈輻射，然而這些氣體也只占星系團總質(zhì)量的約10%。超過85%的星系團質(zhì)量是由完全不發(fā)出電磁輻射、迄今未知真相的暗物質(zhì)所貢獻。<br><div><br></div> 暗能量<br> 宇宙目前正在加速膨脹，這一奇特現(xiàn)象的動力是什么？一種與引力作用相反的暗能量被引入作為解釋。然而，我們對它的本質(zhì)仍缺乏了解，有待更深入地研究去揭示。<br><div><br></div> 宇宙大爆炸理論有眾多觀測證據(jù)支持，但仍存在挑戰(zhàn)，至今仍有許多疑點未能解釋。<div><br></div> 宇宙并非永恒不變，而是整體處于膨脹之中。<div><br></div> 哈勃-勒梅特定律<br> 1929年，美國天文學家哈勃通過對觀測數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)，大部分星系都在遠離我們，而且遠去的速度與星系和地球之間的距離成正比。這一規(guī)律暗示著宇宙整體處于膨脹之中，被后人稱為哈勃定律。事實上，比利時的勒梅特在此之前已用廣義相對論推導出了宇宙膨脹的規(guī)律，因此國際天文學聯(lián)合會決定，將這條定律更名為哈勃-勒梅特定律。<br><div><br></div> 在“宇宙”展區(qū)有一間很特殊的教室——愛因斯坦教室，參觀者可以在這里感受一下愛因斯坦是怎么產(chǎn)生這些天才想法的。<br> 據(jù)說，16歲的愛因斯坦曾經(jīng)提過這樣一個問題，如果他跑得像光一樣快，光會不會靜止？十年后，這位追光少年找到了答案，跑得越快，慣性就越大，也就越難跑得更快，所以沒有人能比光跑得更快。不可思議的是，跑得太快了，時間竟然會變慢，空間長度也會縮短，這就是著名的狹義相對論。愛因斯坦還有一個天才預言，他認為光在引力場中會發(fā)生彎曲，這個預言后來得到了證實，這就是震驚世界的廣義相對論，它揭示了物質(zhì)和時空的關(guān)聯(lián)。<br> <div><br></div> 喝咖啡的愛因斯坦蠟像。<div><br></div> 穿越時空，游客有幸與愛因斯坦合個影。<div><br></div> 由三維雙曲面水磨石天地墻構(gòu)建的引力區(qū)內(nèi)，墻上有兩大“黑洞”，游客可以體驗走入“黑洞”。這也是一個非常吸引人的 “到此一游”拍攝點。<div><br></div> 恒星的一生<div> 恒星發(fā)光發(fā)熱的源泉，是由氫原子核轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぴ雍说暮司圩兎磻?yīng)，維持核反應(yīng)的階段是恒星的壯年期，天文學上稱為"主序星"階段。質(zhì)量不同的恒星維持核反應(yīng)的時間大不一樣，大質(zhì)量恒星的核心溫度更高，核反應(yīng)消耗氫的速度比小質(zhì)量恒星快得多，因此其生命歷程相對來說要短得多，比如，10個太陽質(zhì)量那樣大的恒星只能維持一千萬年左右的生命，而太陽卻能維持一百億年左右。在銀河系中占恒星總數(shù)3/4的紅矮星，其質(zhì)量一般小于太陽質(zhì)量的1/3，其壽命可以長達數(shù)萬億年。<br></div><div><br></div> 在“宇宙” 展區(qū)，有一條“星際穿越”長廊，由大型多媒體投影構(gòu)建成互動墻，當觀眾用手臂在投影墻上舞動時，圖形會隨之扭曲變動，似有一種神秘的流動性宇宙磁場的感覺，仿佛遨游太空。許多游客紛紛掏出手機，拍攝下這難忘的情景。<div><br></div> 光影——相生又相伴<div><br></div> 宇宙是什么？現(xiàn)代宇宙學中，宇宙被定義為所有的空間、時間，以及其中所有的物質(zhì)及能量。<br> 宇宙有多大？迄今為止，人類實際觀測到的最遠天體的距離已經(jīng)超過130億光年，可觀測宇宙至少含有一千萬億億個恒星。<br><div><br></div> 在這間展室內(nèi)，墻上的圖片及立柱上的結(jié)構(gòu)模型，分別用科學記數(shù)法，表明了宇宙中幾個典型物體的尺度。<div><br></div> 嫦娥五號探測器（左）和“玉兔二號”月球車（右），模型比例均為1:1.5。<div><br></div> 這是天和號核心艙1:1仿真模型。<div><br></div> 游客可以走進這個核心艙，親眼看一看宇航員們在太空中的生活和工作場景。當天參觀時，因艙內(nèi)游客較多，我未拍到理想的照片，這里借用一張網(wǎng)絡(luò)圖片。<div><br></div> <div><br></div><div><br></div> <div><br></div><div><br></div> 艙內(nèi)航天服與艙外航天服的區(qū)別<br> 在早期的載人航天計劃中，美蘇兩國的宇航服既可用于艙內(nèi)，又可用于艙外。<br> 1977年，前蘇聯(lián)兩位宇航員首次穿戴“海鷹”型半硬式宇航服，從禮炮號空間站出艙活動。從此，艙內(nèi)服和艙外航天服才有了區(qū)別。<br> 一般將半硬式航天服用于艙外活動，而比較輕、比較軟的航天服作為艙內(nèi)服。艙內(nèi)航天服的結(jié)構(gòu)和功能比較簡單，不需要獨立的生命維持系統(tǒng)，與飛船內(nèi)的通風供氧裝置連接，保障人體的壓強、供氧、 散熱等。<br><div><br></div> 1990年2月14日，已在太空飛行13年的旅行者1號接到指令：為 太陽系拍一幅歷史性“合影”。這幀照片在茫茫宇宙背景中的那個僅0.12像素的暗淡藍色光點，便是地球。著名天文學家和科普作家卡爾?薩根慨嘆：我們所知道的人類的一切，都在這么一個不起眼的小點上，而它“僅僅是一粒懸浮在陽光中的微塵”。<br><div><br></div> 這套由9片直徑逐漸增大的圓盤組成的裝置，名為《宇宙的演化》。<br> 混沌初開，乾坤始莫，從至小夸克到浩渺星辰，到智慧人類，一切都是在宇宙大爆炸后不斷演化而成的……本裝置表現(xiàn)了宇宙138億年演化過程中的九個重要階段。<br> 這九個重要階段分別為: 奇點→夸克時期→強子時期→大爆炸核合成時期→宇宙微波背景輻射→第一代恒星形成→銀河系的形成→行星的誕生→現(xiàn)在的宇宙。<br><div><br></div> 培養(yǎng)科技人才，就從娃娃開始！帶孩子到科技館去吧，那里是激發(fā)好奇心、開拓視野、接受新事物、探索世界未來的最生動課堂。<div><br></div> <div><br></div><div><br></div> <div><br></div><div><br></div> <div><br></div><div><br></div> <div><br></div><div><br></div> 這個小男孩正在愛因斯坦教室里學習相對論呢。<div><br></div> 行星逆行之惑，找到答案了嗎？<div><br></div> 動手做個隕石鑒定小實驗吧。<div><br></div> 在“中華問天”展廳，一對母女正在了解24節(jié)氣與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的運動規(guī)律。<div><br></div> 按一下按鈕，看！發(fā)生了什么變化。<div><br></div> 用量天尺測量一下這顆星球離我們地球有多遠。<div><br></div> 任重道遠，前途無量。<div><br></div><div><br></div> 以下為上海天文館內(nèi)展出的有關(guān)星空題材的一組攝影作品。 《To The Lighthouse》作者：邢毓麟 拍攝主題：南天銀河 拍攝地點：新西蘭懷帕帕角燈塔 拍攝時間：2019.7.27<div><br></div> 《一個人的盛宴》作者：楊 晉<div><br></div> 《喜歡哪個，我給你摘》作者：馬 勁 拍攝主題：夏季銀河中心 拍攝地點：內(nèi)蒙古多倫縣 拍攝時間：2018.8.18<div><br></div> 《追星之路》作者：申 然 拍攝主題：英仙座流星雨 拍攝地點：青海俄博梁 拍攝時間：2020.8.13<div><br></div> 《星途使者》作者：蘆 懿 拍攝主題：夏季銀河中心 拍攝地點：甘肅民勤摘星小鎮(zhèn) 拍攝時間：2020.5.17<div><br></div> 《玄鳥定京都》作者：劉 震 2021年1月17日攝于 北京 門頭溝定都閣<div><br></div> 《陸家嘴星跡》作者：開大寧 拍攝主題：星軌 拍攝地點：上海外灘 拍攝時間：2020.10.13<div><br></div>