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天文學(xué)研究的對(duì)象有極大的尺度,極長(zhǎng)的時(shí)間,極端的物理特性,因而地面試驗(yàn)室很難模擬。因此天文學(xué)的研究方法主要依靠觀測(cè)。
由于地球大氣對(duì)紫外輻射、X射線和γ射線不透明,因此許多太空探測(cè)方法和手段相繼出現(xiàn),例如氣球、火箭和航天器等。天文學(xué)的理論常常由于觀測(cè)信息的不足,天文學(xué)家經(jīng)常會(huì)提出許多假說(shuō)來(lái)解釋一些天文現(xiàn)象。然后再根據(jù)新的觀測(cè)結(jié)果,對(duì)原來(lái)的理論進(jìn)行修改或者用新的理論來(lái)代替。要鑒別出哪些反應(yīng)是由宇宙線引起的,并把它們與中微子引起的反應(yīng)區(qū)別開(kāi),這不是一件容易的事情。這也是天文學(xué)不同于其他許多自然科學(xué)的地方。
如果科學(xué)家要用超純水來(lái)檢測(cè)來(lái)自深空的 中微子,假定槽罐的 長(zhǎng)度為數(shù)十米,那么也許不得不等上數(shù)十年才能檢測(cè)到一顆中微子。因此,要提高檢測(cè)效率,所需槽罐的 長(zhǎng)度將不是以米來(lái)計(jì)量,而是要長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米。
于是,科學(xué)家想到了一個(gè)新的 創(chuàng)意:利用南極冰原厚達(dá)數(shù)千米的 天然冰層建造中微子探測(cè)器。這臺(tái)探測(cè)器被稱(chēng)為“冰立方”中微子探測(cè)器,是迄今為止建造的 壯觀的 天文探測(cè)器。在這臺(tái)儀器中,冰起著以往研究中超純水的 作用,它既是靶體,又是觀測(cè)介質(zhì)。
百年老臺(tái),近代天文入華來(lái)
明朝中后期,正是西方科學(xué)傳統(tǒng)復(fù)興、近代科學(xué)革命風(fēng)起云涌的 時(shí)代。哥白尼“日心說(shuō)”的 產(chǎn)生,奠定了現(xiàn)代天文學(xué)的 思想基礎(chǔ);而1999年,有香港和中國(guó)內(nèi)地傳媒把黃昏看到的飛機(jī)以尾跡誤當(dāng)作為異常明亮的彗星。而伽利略次將望遠(yuǎn)鏡指向天空,并得到的 驚人發(fā)現(xiàn),則奠定了現(xiàn)代天文學(xué)的 實(shí)測(cè)傳統(tǒng)。中國(guó)作為一個(gè)悠悠文明古國(guó),有史以來(lái)就有觀天測(cè)象的 傳統(tǒng),在世界天文發(fā)展史曾做出過(guò)獨(dú)特的 貢獻(xiàn)。但從明朝開(kāi)始,隨著西方近代科技文明的 飛躍發(fā)展,中國(guó)傳統(tǒng)的 天學(xué)方法相對(duì)來(lái)說(shuō)開(kāi)始落后了。