《人民的名义》，孙区长的望远镜如何能“胸怀宇宙”？

宇宙 · 2017-4-14 18:09:24

作为一名天文爱好者，昨天被热播剧《人民的名义》刷了个屏，因为第22集中对剧中人物孙连城有这样一段描述（以下截图不涉及重大剧透，应该可以放心观看）。

剧中孙区长的这套爱好天文的装备，在真正的天文爱好者看来，还真是有些“简陋”了。我当时就吐了句槽：

后来补看了内容，发现之前说他没有寻星镜是不对的。其实是有的，只是那张截屏中刚好被镜筒挡住。就是这么个东西：

不过，加上这个寻星镜也涨不了多少价值。　　正好借这个机会，简单讲讲天文望远镜的结构，主要有两个问题：<ol><li>　　天文望远镜的寻星镜、赤道仪，这些听起来好复杂的东东，都是干什么用的？</li><li>　　配齐了这些装备就能很开心地观测天文了吗？</li></ol><h2>寻星镜和赤道仪干啥用？</h2>　　要讲清楚这个问题，得先搞明白望远镜是干嘛用的。是望远用的吗？越好的望远镜看得越远？——不是这样的哦！　　比如月球，距离地球38万千米；太阳距离地球1.5亿千米；夜空里最亮的恒星天狼星，距离地球81万亿千米（8.6光年）——这些我们都可以用肉眼直接看见，不需要望远镜。 望远镜的主要作用之一，在于能看清远方物体的细节。讲得稍微专业一点，就是放大远处物体的张角。

不是这个张角……　　所谓张角，可以理解为，为了看清远处物体的两端，视线所需要张开的角度（也称为视角）：

远处物体射来的光，经过望远镜之后，张角被放大，人或设备就能看清物体的细节了。

比如像这样：）

日本Orion望远镜的创意搞笑海报　　如果张角太小，望远镜无法把它放大，就会糊成一团，看不清细节。所以，望远镜所能分辨的最小张角，是评估望远镜的重要指标之一。望远镜的口径越大，能分辨的张角就越小。 去年中国搞了个大新闻，在贵州落成启用了一台500米口径球面射电望远镜，简称FAST，号称世界最大单口径射电望远镜。做得这么大，分辨率那就别提有多高了！（当然，这是相对于其他射电望远镜而言的——由于观测波段不同，射电望远镜的分辨率远远达不到相同口径光学望远镜的水平。）

当年仍在建设之中的FAST。图片源自网络。　　除了FAST这样的“单口径”望远镜，把多台望远镜联合起来，也可以虚拟出一台超大口径的望远镜。 清明节的时候有这样一条消息：科学家把分布于全球不同地区的8台射电望远镜阵列联合起来，要给银河系中心的黑洞拍张照。

电影《星际穿越》中的超级黑洞“卡冈图雅”。　　这些望远镜的分布跨越了地球直径的两端，通过干涉技术可以搞出口径相当于一万千米的虚拟望远镜，可以用它观测到2.6万光年以外黑洞的微小张角。这个干涉技术是拿过炸药奖的，真是霸气十足。

如果在月球上也架一口锅，联合起来是不是就能搞出口径达到38万千米的望远镜了呢？　　聊的有点远了，把话题拽回来。望远镜的作用是把小的张角放大，它本身也就看不了很大的区域。

肉眼看到的天区范围是这样的。图片来源：Stellarium模拟

望远镜看到的范围，就只有这么一点。图片来源：Stellarium模拟　　观测范围这么小，要找到一个想看的目标，该怎么操控望远镜瞄准它呢？这就得用到寻星镜了。寻星镜也是个望远镜，不过它的分辨率低一些，所看到的区域范围可以大一些，便于找到目标。 使用前，让主镜瞄准一个目标，使之置于视野中心，然后调整寻星镜的指向，使这个物体也位于寻星镜视野中心的十字叉上。　　这样调试好之后，再用寻星镜瞄准某个目标，调整到视野中心时，观测目标就会出现在主镜的视野中心了。

使用的时候就像孙连城这样，先通过寻星镜寻找目标。

不过，孙连城随手拧松了寻星镜的做法，容易造成寻星镜找到的目标不在主镜里，使用时要注意规避。　　正因为望远镜只能观测很小的区域，所以当需要观测大天区面积的时候，就不适合使用望远镜了。比如：<ul><li>　　看银河全貌，这种跨越整个天宇的目标显然直接用眼睛看；</li><li>　　看星座，几千年前的古人就是用肉眼划分出星座体系的；</li><li>　　看流星，它会呲溜一下快速地从这个星座划到另一个星座，用望远镜根本来不及操作瞄准；</li><li>　　还有观测黄道光、ISS国际空间站过境、铱星闪光等，都适合肉眼观测。</li></ul>　　以上，寻星镜就讲完了，接下来是赤道仪。　　地球在不停自转，于是星星们看起来就会呈现东升西落的运动模式。　　我们肉眼的观看范围很大，星星的运动短时间内不会有什么显著变化。但是刚才说了，望远镜的视野范围小，星星稍微运动一点儿就会跑出视场看不着了。怎么办？这时候就该用赤道仪了。 赤道仪用一根轴对准北极点，做到和地球自转轴平行。观测时，地球转动多少角度，只要调整旋钮让赤道仪返回多少角度，就又回到了原来的指向，非常方便。

红圈部分为赤道仪，使用时要将极轴调整到与地球自转同轴。　　高级一点的话，也可以用电动赤道仪，时时与地球自转保持等速反向旋转，能够对目标进行持续跟踪。 有的赤道仪还带有自动寻星功能，使用时选好要看哪颗星，就可以自己转动，将望远镜对准目标并保持跟踪，这就更方便了。<h2>这些装备就能让人开心地观测天文吗？</h2>　　其实，对于刚入门的天文爱好者来说，望远镜有可能达不到原先的期望。请看知名科普公号 Easynight 绘制的介绍：

是不是有点懵？　　前面提到，望远镜的口径能提高分辨率，其实口径还有另一个重要作用，就是增加集光能力。　　人眼在黑暗环境中，瞳孔一般能扩张到 7 毫米，它接收光线的面积就是直径 7 毫米的圆。　　现在，如果用口径 70 毫米的望远镜做观测，相当于把100倍于瞳孔面积的光集中起来送进眼睛，看星星就会更亮，也能看到原来很暗而看不到的星星。当然，一定要注意绝对不能用望远镜直接观测太阳，否则真的会发生连氪金狗眼都被烧瞎的杯具。　　但即便如此，很多天体的光亮实在是太暗了。除了大口径望远镜，还得用赤道仪架着相机长时间跟踪曝光，把所能收集到的光线一点一滴集合起来，并进行后期加工处理等，才能呈现出来。　　所以业余爱好者到底用望远镜能看啥？还是来看EN菌的手绘：

上面这幅漫画中的最后3张图片用到了16英寸口径的望远镜，集光能力是眼睛瞳孔的3000多倍。用孙连城手边这台只有60毫米口径的望远镜，肯定是没戏的。（剧中他只用来看月偏食，那倒是足够用了……）　　我前面吐槽剧组找的望远镜很low，是因为这台望远镜的支架根本不是什么赤道仪，镜筒应该也好不到哪里去。后来有朋友考证，整套望远镜的某宝定价才￥180，我之前估计的300大洋还真是高看了它。孙区长贪污不贪污另说，但剧组看来是真没钱……　　质量差的玩具型望远镜不推荐购买，因为看物体有各种相差，且操作繁琐，不利于观测。但是这不怪60mm口径的问题，同口径下也有牛逼的望远镜，加个ED玻璃、用上个什么复消色差系统之类的，价格也能上千，甚至上万都有可能。　　其实，初学者并不一定需要望远镜才能进行天文观测。前面提了很多肉眼就可以观测的目标，再加上对天文理论的学习，搞清楚自己想观测的目标是什么、需要怎样的装备，再入手也不迟。　　感谢EN菌（公众号easynightcomic）授权使用他们的天文手绘漫画，本文授权转载自作者马褂的个人公众号：myAstro，欢迎关注。

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