握住科學鑰匙 打開科學之門

首頁 > 正文

為什麼大多數天文臺是圓頂結構?

2020-05-29 09:30  來源: 新華網

提到天文臺,大多數人首先想到的是它的大圓頂,猶如一個巨大的蘑菇傘蓋,十分特別。為什麼天文臺的屋頂要專門設計成圓頂呢?

這個與眾不同的圓頂的“真身”其實是天文臺的觀測室,屋頂呈半圓球形。如果你有機會走到跟前就會發現,它並不是一個完全密閉的屋頂,半圓球上有一條寬寬的“裂縫”,從屋頂的最高處一直“裂開”到屋檐處。這道裂縫其實是一個巨大的天窗,龐大的天文望遠鏡就是通過這個天窗指向遼闊的天空。

之所以將天文臺的觀測室設計成半圓球形,是出于對天象觀測需要的考慮。我們都知道,在天文臺裏,天文望遠鏡是整個天文臺的“靈魂”,科學家透過它來觀察天空。一般情況下,天文望遠鏡的體型非常龐大,不能隨便移動。宇宙浩瀚遼闊,天體作為天文望遠鏡觀測的目標,彼此之間的分布並不集中,它們散落在天空的各個方向。如果採用普通的方形屋頂,很難使望遠鏡靈活地指向任何方向上的目標,在觀測時就會出現死角,導致有些天體無法被觀測到。因此,將屋頂設計成半圓球形,就可以充分滿足這一觀測需求,實現360度全方位觀測。

不僅如此,在天文臺的圓頂和墻壁的接合部還裝置了由計算機控制的機械旋轉係統,這個係統如同一只神奇的“魔手”,大大提高了觀測研究工作的便捷性。當人們使用天文望遠鏡時,只需轉動圓形屋頂,把天窗轉到要觀測的方向,望遠鏡也隨之轉到同一方向,再上下調整天文望遠鏡的鏡頭,就可以指向天空中的任何目標了。

天窗的設計還將天氣因素的影響一同考慮在內,當天氣晴好時,天窗打開,成為天文望遠鏡的窗口,而當風雨來襲,將圓頂上的天窗關起來,就可以保護天文望遠鏡免受風吹雨淋。

當然,也不是所有的天文臺都採用圓頂結構,有些天文臺常年保持同一個觀測方向,就可以採用方形屋頂,只需在屋頂的中央開一條天窗,天文望遠鏡便能從固定的角度對天體進行觀測。

因此,大多數天文臺採用圓頂結構,並不是為了美觀,而是為了給我們提供更完備的觀測視角,以方便我們揭開更多的宇宙奧秘。

本文由中國人民大學附屬中學第二分校一級教師王和意進行科學性把關。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 程方潔   [責任編輯: 郭童]

相關稿件

天文臺,觀測,宇宙