天文臺主要是進(jìn)行天文觀測和研究的機(jī)構(gòu),世界各國天文臺大多設(shè)在山上.
我國的天文臺也大多設(shè)在山上.如紫金山天文臺,它就設(shè)立在南京城外東北的紫金山上,海拔267米.北京天文臺設(shè)有5個觀測站,其中興隆觀測站海拔約940米,密云觀測站海拔約150米.上海天文臺在佘山的工作站,海拔也有98米.云南天文臺在昆明市的東郊,海拔為2020米.
天文臺的主要工作是用天文望遠(yuǎn)鏡觀測星星.天文臺設(shè)在山上,是因為山上離星星近一點嗎?
不是的.
星星離開我們都非常遙遠(yuǎn).一般恒星離我們都在幾十萬億千米以外,離我們最近的天體--月亮,距離地球也有38萬千米.地球上的高山一般只有幾千米,縮短這么一小短距離,顯然是微不足道的.
地球被一層大氣包圍著,星光要通過大氣才能到達(dá)天文望遠(yuǎn)鏡.淀粉氣中的煙霧、塵埃以及水蒸氣的波動等,對天文觀測都是有影響.尤其在大城市附近,夜晚城市燈光照亮了空氣中的這些微粒,使天空帶有亮光,妨礙天文學(xué)家觀測較暗的星星.在遠(yuǎn)離城市的地方,塵埃和煙霧較少,情況要好些,但是還不能避免這些影響.
越高的地方,空氣越稀薄,煙霧、塵埃和水蒸氣越少,影響就越少,所以天文臺大多設(shè)在山上.
現(xiàn)在,世界上公認(rèn)的三個最佳天文臺臺址都是設(shè)在高山之巔,這就是夏威夷莫納凱亞山山頂,海拔4206米；智利安第斯山,海拔2500米山地；以及大西洋加那利群島,2426米高的山頂.
一般房屋的屋頂,不是平的就是斜坡形的,唯獨天文臺的屋頂與眾不同,遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去,銀白色的圓形屋頂好象一個大饅頭,在陽光照耀下,閃閃發(fā)光.
為什么天文臺要造成圓頂結(jié)構(gòu)呢?難道是為了好看?不,天文臺的圓頂完全不是為了好看,而是有它特殊的用途.我們看到的這些銀白色的圓頂房屋,實際上是天文臺的觀測室,它的屋頂呈半圓球形.
走近一看,半圓球上卻有一條寬寬的裂縫,從屋頂?shù)淖罡叱鲆恢绷验_到屋的地方.在走進(jìn)屋子里一看,嘿!哪里是什么裂縫,原來是一個巨大的天窗,龐大的天文望遠(yuǎn)鏡就通過這個天窗指向遼闊的太空.
將天文臺觀測室設(shè)計成半圓形,是為了便于觀測.在天文臺里,人們是通過天文望遠(yuǎn)鏡來觀察太空,天文望遠(yuǎn)鏡往往做得非常龐大,不能隨便移動.而天文望遠(yuǎn)鏡觀測的目標(biāo),又分布在天空的各個方向.如果采用普通的屋頂,就很難使望遠(yuǎn)鏡隨意指向任何方向上的目標(biāo).天文臺的屋頂造成圓球形,并且在圓頂和墻壁的接合部裝置了由計算機(jī)控制的機(jī)械旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),使觀測研究十分方便.這樣,用天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測時,只要轉(zhuǎn)動圓形屋頂,把天窗轉(zhuǎn)到要觀測的方向,望遠(yuǎn)鏡也隨之轉(zhuǎn)到同一方向,再上下調(diào)整天文望遠(yuǎn)鏡的鏡頭,就可以使望遠(yuǎn)鏡指向天空中的任何目標(biāo)了.
在不用時,只要把圓頂上的天窗關(guān)起來,就可以保護(hù)天文望遠(yuǎn)鏡不受風(fēng)雨的侵襲.
當(dāng)然,并不是所有的天文臺的觀測室都要做成圓形屋頂,有些天文觀測只要對準(zhǔn)難北方向進(jìn)行,觀測室就可以造成長方形或方形的,在屋頂中央開一條長條形天窗,天文望遠(yuǎn)鏡就可以進(jìn)行工作了.