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云中谁寄锦书来——科研人的一天 -

来源:蓝光高清影视-348电影网   发布时间:2020-11-21   浏览次数:87

一个科研人日常生活的零星琐事

“嘀嘀嘀,嘀嘀嘀!”整个框架床都在与闹钟一起振动。袁缓之猛一个翻身,如饿虎扑食,一掌按在床头的闹钟上。

“缓之,早上好,现在是2220年11月14日,星期五,北京时间七点,户外的地表温度是零下150摄氏度……”

按下闹钟之后的袁缓之,就像是耗尽了好不容易积攒的全部力气,手从床头缓缓滑下来。他一边听着智能闹钟里的播报,一边把脸在枕巾上蹭来蹭去,希望揉醒自己,获得起床的动力。

十分钟之后,他终于从床上挣扎起来。坐在床头,他环顾自己的小房间,开始思索哲学的三个终极问题——我是谁,我从哪儿来,要到哪儿去?

又花了五分钟,他大概想清楚了——

袁缓之是一名行星科学研究人员,从地球上来,主要负责维护基地的磁场和宇宙射线测量装置。这是他驻守水星3号基地的第8874个小时,大约是370个地球日。

房间里静悄悄的,他抬头,透过屋顶的小窗户向外张望,外面星汉灿烂。地球上,中国东部正迎来日出,而在水星上,却是深夜。水星的长夜很长,前哨工作人员一律是按照地球的作息工作。

图注:水星的一年,只要88个地球日,但是水星的一个昼夜,要176个地球日,这是水星和太阳之间的潮汐锁定现象造成的。每一个水星日,所有的星座会东升西落三次。图片来自软件Space Engine,已获得授权。

袁缓之今天有很多的科研工作需要完成,起得比较早,整座基地静悄悄的。为了保持前哨工作人员的生理和心理健康,北京时间八点,基地全体人员在没有其他任务的时候,按规定都要出操。

在水房快速地洗了把脸,他在办公桌前坐定,没有立刻着手办理今天的事务,而是先打开星间通讯系统,校准高增益天线,然后在微信上给远方的人发送了一条消息——

“早安!你能看到我吗?我在太阳的旁边,刚刚起床。”

图注:2220年11月14日零点,地球和水星相对于太阳的位置。在地球看来,水星距离太阳不超过30度,很容易淹没在太阳的光辉中,肉眼相对难观测到。

在地球上看来,水星总是伴随着太阳升起落下,就像是太阳的信使,汇报太阳的出现。

水星的英文,Mercury,这个名字来源于希腊和罗马神话中的信使之神。信使墨丘利有着无匹的速度,确实非常符合水星的特征,它大约88天就可以环绕太阳一周,是太阳系公转最快的行星。

不过,信使之神也要遵守物理定律。袁缓之的消息发送出去,需要至少23分钟才能收到回信——地球和水星之间,目前相隔2.1亿千米,一道光要花费近12分钟才能走完……

图注:地球(蓝色轨道)和水星(黄色轨道)

一年多以来,他也差不多习惯了这种节奏。就像是从前,车马很慢,一封信跨越万水千山。

于是他离开办公桌,收拾装备,开始这一天的工作。

水星前哨三号基地是一个综合科研基地,驻站人员的研究项目各不相同,各自有着不同的研究设备。绝大部分的科研设施都位于基地内部,但袁缓之的磁场研究对洁净的磁场环境要求很高,必须远离电子设备干扰,因此六座磁场观测站都分开设置在基地五公里之外。

基地的主体建筑都修筑在地下,以规避水星表面极端的昼夜温差,只有一些观测设备和几扇窗户露出地表。车库大门缓缓打开,他开着全地形车离开山洞,前往东方的第一座磁场观测站。

图注:信使号(Messenger)水星探测器,背上背着一个大大的反光盾。因为没有大气层调控温度,水星日下点最高地表温度可以超过427摄氏度,夜间最低则可以低于零下150摄氏度,昼夜温差极大。

袁缓之没有开灯,灿烂的星光就已经足够照亮他的路途,地形雷达和导航计算机也会帮助他避开障碍。一年来,大约每168个小时,袁缓之就会开车去一次磁场观测站,他对这条路非常熟悉了。

图注:2220年11月14日,水星夜侧某地看到的银河,下方的黑色阴影是水星的地平线。这一区域,大约对应地球夏夜的星空。

水星的夜,很长很长,它明明是太阳系最“快”的星球,却因为与太阳之间的轨道共振,而能够在这长夜里专注地凝望星空。

每个小时,整片星空只会移动四分之一度——你抬头,看见星空,震慑于她的美丽,低头沉思宇宙的奥秘哲学——再一抬头,这份美丽并不会在震惊失神的倏忽间溜走,也不会在低头沉思的俯仰间改变。

这银河横跨他的视野,将亿万年的星光汇入他的眼中——就像一个永恒的梦。

然后梦里,闯进了一个23分钟来一次的精灵:

“看不见啊我还没起床……你说我早上吃点什么啊好愁……”是来自地球的回信。

“hhhh,牛肉丸粿条汤怎么样?”他笑着回复,但还是想努力把话题拐回来,“不过你猜猜,太阳现在身后是什么星座?”

磁场观测站是一个冒出地表的小土丘——厚厚的水星土壤,覆盖在充气折叠房间上。房间四面的观察窗上,安装有可伸缩的遮光罩,以备防御毒辣的阳光。

这些遮光罩现在都是收起来的,于是水星夜空的轻柔辉光便长驱直入,洒在观测站的木纹复合材料地板上。

在实验准备室里,袁缓之脱下身上的装备,解下腰带和身上的各种扣具,确保全身上下不带一点有磁性的东西。他今天要进行的第一项工作,是测量台站的磁场基线。

图注:中科院地质与地球物理研究所十三陵台站,磁场测量室冬景。

磁场基线的数据对于其他的磁场数据的准确性有着不可替代的意义,因此虽然早已经有了自动化的观测手段,也需要定期进行人工核查。

这是一项超过三百年的悠久传统,在无声处,支持了几乎所有的行星磁场研究。

他推开门,坐在磁经纬仪的后面,校准之后,对向了南方窗户外的基准桩,来测量磁偏角。

透过经纬仪的望远镜窗口,他看到在基准桩上空,天蝎座那短粗强壮的钳子,小心翼翼地从天上探下来,和桩子连成一线。

图注:天蝎座,尾巴在下方。

天蝎座(Scopius)是很明亮的星座,但它主要位于南天球。如果在地球北半球,夏季是很难观测到的。然而在水星上,现在却清晰可见。

这几天,十年一度的复发性新星(Recurrent Nova)——天蝎座中的U Scopii正在闪耀。

真巧,袁缓之轻声呢喃。

说是巧,因为复发性新星的周期只是个大概的数字,可能十年,也可能八年九年,也可能十一二年。一次爆发,也不过持续几个小时。

图注:将上方图片黑色区域放大到下方,U Scorpii就位于这个位置。2010年1月28日,它发生了一次爆发,如今十年之期已到,某一天就可能会突然爆发。目前,U Scorpii是人类发现的周期最短的复发新星,周期只有约十年。

U Scopii平常视星等只有约17.6级,但在爆发时,亮度会短暂剧烈攀升,甚至达到7.5级。这个强度,在地球上是看不到的,然而在水星上,因为没有了大气层的遮蔽——以袁缓之的目力,也依然看不到。他纯粹是因为看了新闻,才知道有这样一件盛事。

图注:复发新星RS Oph的轨道模拟动画。目前认为,复发新星是白矮星和主序星的双星系统,两者靠得很近,白矮星得以从伴星上吸取物质。物质累积超过阈值,会重新点燃核聚变反应,从而爆发发光。燃料用尽再次熄灭。

他只是觉得,在这样一个特殊的日子里,遇上这样一件特殊的事,这是何等的幸运。复发性新星非常罕见,人类寻遍整个天球,也只不过找出来十几颗。想想看——一颗白矮星和一颗主序星,如胶似漆,忘我地跳着双人舞。他们的感情不断累积,然后在一个瞬间,绽放出绚丽的光芒——而这样一个瞬间,就是当前,就是现在。

袁缓之笑起来,笑得过于灿烂。他虽然分辨不出那爆发的新星,但他的眼里,整个银河已经为这一天点燃了礼花。

23分钟了,信使又送来了新的消息。

“不知道吖,这个月是天蝎宫,所以是天蝎座?”

“不对,是天秤座哦~”他又要开始最爱的科普环节了。

例行的测量已经结束,袁缓之收拾东西,开车前往下一个观测站。他的车向北开,蛇夫座的上半边身子埋进他视线前方的地平线下,而天秤座就在蛇夫的脚边。

受限于观测角度、历史背景和一些说不清的神秘学迷信思想,占星学家在划分黄道十二宫的时候,其实是比较机械的。黄道被划分为12个“宫殿”,12尊大神化身12个星座,居住在这些宫殿里。在地球的视角看来,太阳入主哪个“宫殿”,那个月就是什么星座。

图注:黄道星宫

但是由于地球公转的岁差,现在星座对应的日期,足足差了一个月。天蝎座理论上是10月24日至11月22日,但实际上,这段时间里,太阳在“天秤宫”里。

一个星宫占据黄道30°,因为岁差的存在,每大约2100年,上面描述的这种错位,就要再增大一个格子。

所以袁缓之是从来不相信占星学的——宇宙的格局太大,而他的格局太小,占星家的格局则是飘忽不定,这三者不应该产生关联。

更何况,天蝎座也是勉强才成为黄道星宫的。

图注:IAU(国际天文学联合会)划定的天蝎座范围,原有的天蝎座的部分钳子部分被划到了蛇夫座和天秤座。目前,天蝎座在黄道上只有不足6°。

天蝎座的绝大部分主体都位于黄道的南边,与黄道12宫的其他星座很不相同。那些星座绝大部分都是横跨黄道的。不过,天蝎座本身很大,又位于银河系中心的方向,亮星很多,因此是地位很重要的星座。可能是因此,才以一个钳子尖,加入了黄道12宫的行列。

图注:2220年11月14日,水星刚刚进入天蝎座范围。

虽然太阳不在那里,但并不要紧。因为现在,水星正在天蝎座的手心里。

“祝你生日快乐!”

没有回复,因为他知道,这需要等待23分钟,等待光速的墨丘利,往返2.1亿千米,回到水星。

2020年11月14日

美编:张 岳

校对:张腾飞

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