撰文：Tristan Ahtone
来源：Grist
原文链接：https://grist.org/culture/darkness-light-pollution-stars-astronomy/
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晚上开始的时候，麦克唐纳天文台会让人抓狂。曼荷莲学院天文学客座讲师杰森·杨（Jason Young）从追踪大气的稳定性开始，通过观察“标准”恒星来校准天文台的哈兰·史密斯望远镜。他确保望远镜标志性的白色圆顶保持正常运行，检查圆顶中是否有可能破坏数据收集的杂散光，最后，他开始观察云层。午夜时分，他在望远镜的顶层控制中心安顿下来，独自沉浸在两台巨大电脑显示器的光线中。
杨说：“这是一场马拉松，而不是短跑。“但如果一切都很顺利，那么就很容易保持关注。”
该天文台位于戴维斯山脉，高于奇瓦瓦沙漠。白天，与世隔绝的西德克萨斯山脉引人注目，在金色和卡其色的草原上，点缀着一簇簇深色的橡树、小树枝和杜松。夜晚，清澈的天空显示出无尽的星星痕迹。
一棵树在银河的映衬下，地平线上有一些人造光。
杨正在观测LEDA 1562327，这是一个与第二个星系相互作用的弥漫性螺旋星系，用他的话说，它们正在经历进化中的一个“怪异阶段”。它们有足够的气体来形成恒星，但由于某些原因，却没有。与此同时，从天文角度讲，隔壁的两个类似的星系正在发生碰撞，以每年近100颗的速度形成恒星。
“这就像一场摇滚音乐会旁边的安静小屋”，杨说。“所以，我想弄清楚为什么这两个人什么都不做，而这个社区似乎非常活跃。”
直到十年前，戴维斯山脉一直是北美最黑暗的地方之一，这就是为什么在1933年，德克萨斯大学在洛克山上建立了天文台，后来，利用晴朗的夜晚和高海拔，扩展到附近的福克斯山。在过去的四年里，该天文台最大的项目是HETDEX，也就是霍比-埃伯利暗能量实验（Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment)；创建它的目的是绘制110亿光年的夜空图，以弄清楚宇宙为什么会随着年龄的增长而膨胀。
戴维斯山脚下 Trevor Paulhus / Texas Monthly
晴朗、黑暗的天空是进行天文工作的资源和关键，但越来越多的人造光源威胁着夜晚。麦克唐纳天文台位于美国最大的油田之一的帕米亚盆地的南部边缘。2016年，随着水力压裂等钻井技术的采用，该地区的油气产量大幅增加。这一热潮带来了数千个井台、中游设施、火炬堆和人流，用人造光填满了夜空。肉眼很容易看到“天光”，在曾经几乎是黑暗的地平线上有一个巨大的橙色眩光穹顶。
随着石油和天然气钻探的突然激增，天文台的光污染增加了近60%，这威胁到了麦克唐纳进行了近一个世纪的工作。向北约100英里，在二叠纪盆地的北部边缘，新墨西哥州的卡尔斯巴德洞穴国家公园（Carlsbad Caverns National Park）也发现了类似的变化：“在大约8年的时间里，他们的光污染增加了710%，”麦当劳黑暗天空倡议协调员斯蒂芬·哈梅尔（Stephen Hummel）说。仅在2020年，帕米亚盆地的原油产量就占全国原油产量的30%，天然气产量占全国天然气产量的14%。
哈梅尔说：“用传统的方式看到真正的天空仍然很重要。应该留下一些地方来进行观测，而我们可以保护这些地方，人们可以去那里体验真正的夜晚”。
黑暗的消失有着深远的影响。在星光下，世界会觉得苍老而温柔。坐在星空下，就像哲学家、天文学家、艺术家和情人跨越时间，感受一种地方、空间和风景的感觉。古老的记录叙述着我们与夜晚的关系：比如，当基奥瓦七姐妹（注：美国原住民传说中的人物）的哥哥变成熊时，她们爬上树桩，让自己在天空中安然无恙。还有航海首领，他们在波利尼西亚三角地区航行，以天体的升降为方向，在太平洋上建立岛屿。他们的旅程激励着当代的航海家，他们仍然在同一条海洋航线上航行，与同一颗星星的同一段史诗般的传奇相连。
但在陆地上，地球上超过80%的人口生活在光污染的天空下。世界上超过三分之一的人，约25亿人，再也看不到银河系了。这种污染会产生深远的影响，威胁到我们所有的感官。从失去在夜间生存的熟悉生物，到对我们在世界上地位的独特解读。
在麦克唐纳天文台，石油和天然气的开发提供了一个极端的例子来说明这种黑夜的快速消失：没有黑暗的天空让我们理解宇宙起源和结构的能力消失在“天光”之中。
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国际黑暗天空协会执行主任拉斯金·哈特利（Ruskin Hartley）说：“自从我们进化成为人类以来，就一直在仰望星空，通过讲述恒星的故事来了解我们在社会和宇宙中的位置。光污染从根本上剥夺了人类自存在以来一直是人类体验的一部分的东西”。
光污染对天文学以外的领域也有严重的影响。随着城市的发展，能源的持续发展，住宅逐渐深入地球的黑暗区域，天空中到处都是辉光，这是扩建的建筑世界的印记，影响着一切。
环境光污染会导致生物钟紊乱：昼夜节律紊乱，影响脑电波模式、激素分泌和神经元活动。人类已经适应了白天和黑夜，如果没有长时间的黑暗，睡眠-觉醒的固定模式会影响体内褪黑激素的产生。褪黑激素水平降低与糖尿病、肥胖、焦虑和抑郁的高发率有关。夜间暴露在人造光下也被发现会增加患癌症的风险；女性患乳腺癌和结直肠癌，男性患前列腺癌和胰腺癌，举几个例子。
刚孵化出来的海龟靠月亮导航，人造光会迷惑刚孵化的海龟，把它们吸引到陆地上，在那里它们可能会被捕食者吃掉，或者死于疲劳和脱水。候鸟会跟随月亮和星星到达它们的季节性目的地，明亮的夜晚灯光会使它们偏离轨道，经常造成混乱和死亡。例如，在纽约市，每年纪念9-11恐怖袭击的灯束由88个7000瓦的氙气灯泡组成，放置在两个48英尺的正方形中，与双子塔的形状和方向相呼应”，被认为在2010年至2016年期间造成了约110万只鸟的困惑、迷失方向或死亡。鸟类学家报告说，当光线被点燃时，数百只鸟类被光线困住，在光束中盘旋。
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近70%的哺乳动物是夜行动物，人造光线影响着它们的一切，从筑巢行为到进食习惯，包括它们获取昆虫等食物来源的途径。研究人员还认为，人造光对植物生态系统有重大的、全球性的影响，从过度生长到授粉的变化。
昆虫为世界提供了“重要的生态服务”，如清除废物和授粉，而夜间的人造光对昆虫的工作尤其具有破坏性。据估计，仅在美国，昆虫在掩埋粪便、防治害虫、授粉和野生动物营养方面的作用就提供了近570亿美元的生态服务。人造光会对它们的工作产生严重影响:夜间的灯光会使昆虫迷失方向，使它们疲惫不堪，当它们与灯相撞时就会死亡，或者使它们更容易成为捕食者的食物。光污染的增加还与感染疟疾和南美锥虫等昆虫传播疾病的风险增加有关，因为更明亮的城镇和城市意味着更多的蚊子。
国际黑暗天空协会的哈特利说:“当我们有这些数字和量化能力时，这很好。”“但我们不能忽视那些我们永远无法变成美元和美分的东西。”
在澳大利亚，由于城市和工业光污染，只有2% ~ 5%的人可以在自家后院看到银河。对于生活在悉尼或墨尔本等大城市的土著居民来说，他们携带着有关夜空的知识，失去接触星星的机会可能会带来毁灭性的长期影响。天文学家彼得·斯旺顿（Peter Swanton）在澳大利亚研究光污染，通过研究天空中哪些物体在不同程度的天光下消失，并依靠此推测出了恒星消失对传统知识系统意味着什么。
斯旺顿说：“有一个关于银河系的伽米拉雷（注：澳大利亚东南部的原住民族）故事，它利用银河系的暗斑形成了天体的鸸鹋。我们几乎把鸸鹋当作日历来使用，根据鸸鹋在天空中的活动，我们可以知道地球上的鸸鹋正在发生什么”。
这包括追踪鸸鹋的繁殖模式，这样人们就可以捕食鸸鹋的卵，或者追踪季节变化。斯旺顿说，观测夜空还可以了解旱季或雨季何时到来，以及一些仪式时间的到来。
斯旺顿说：“原住民的故事都是有相互关系的。它们都是关于你如何与你周围的世界、你的国家以及与天空的联系。”
“试图了解我们的宇宙总是有价值的”，杰森·杨说。“它帮助我们了解我们来自哪里。”
与在海洋中寻找处理微塑料的答案，或在地球越过临界温度阈值之前完善碳捕获不同，恢复夜空的黑暗是相当容易的。
从想象一个天花板上挂着一个灯泡的黑暗房间开始。打开灯。裸露的灯泡发出的强光可能很刺眼，但整个房间都被照亮了。添加一个灯罩，当光线主要指向地板和天花板时，眩光消失了。遮住阴影的顶部，天花板会变得更暗，而向下的光线会变得更亮。
现在，把同样的逻辑带到户外，你可以开始想象没有屏蔽的泛光灯、街灯、壁柜、谷仓灯、护柱，以及在夜晚燃烧的复古灯具。仅在美国，糟糕的夜间照明措施每年就造成33亿美元的能源和发电量损失。给这些光添加屏蔽，引导它们向下照射到地面，降低强度，在不使用时关掉它们，甚至改变颜色——白色或琥珀色向大气中散射的光比日光或蓝光要少——大部分天光就会开始消失。
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国家公园管理局自然声音和夜空部门的物理学家鲍勃·梅多斯（Bob Meadows）说：“夜空是国家公园管理局管理的唯一百分之百可恢复的资源。我们只是在掩盖自己看到和体验它的能力”。
在麦克唐纳天文台注意到光污染爆发后的几年里，科学家们开始联系帕米亚盆地的石油和天然气运营商，主张将照明屏蔽、倾斜，并更换为适合夜间的颜色。许多公司遵守了这一规定，员工们几乎立刻就报告说工作条件改善了，能源费用降低了。此后，天光的亮度急剧下降——尽管它仍然不像以前那么黑暗。然而，这种成功是一个例外，剩下的光污染仍然耗费了像杨这样的天文学家宝贵的时间和资源。
杨说：“在光污染的地区就像试图在一个拥挤的房间里听某人说话:你可以做到，但需要做更多的工作。”
1833年11月13日，数千盏灯划破夜空。
狮子座流星雨从现在的加拿大哈利法克斯到牙买加，一直向西延伸到现在俄克拉荷马州红河上的埃尔姆福克。在基奥瓦人的历法中，狮子座流星雨被记录为D'ä'-p'é'gyä-de Sai，意思是“星星陨落的冬天”。这是有充分理由的：据估计，每秒钟有20到30颗流星划过天空。
詹姆斯·穆尼在《基奥瓦印第安人历法历史》中写道：“这一事件仍然被各个部落的老人用作时间的起点。”《基奥瓦印第安人历法历史》翻译了基奥瓦人的历史记录“。它在大多数达科塔日历上都有形象的表现。”
2032年，狮子座流星雨预计会再次出现。如果在这一天象期间，它与1833年的那一次流星雨的力量相等，并且你站在像戴维斯山脉这样一个黑暗的地方，你会看到流星以如同嚎叫的暴风雪的强度落下。它们会照亮你周围的灌木丛和陡峭的岩石斜坡，在麦克唐纳天文台的白色望远镜圆顶下投下阴影，并打断天文学家希望完成的任何工作。
然而，在地球近80%的地方，由于光污染，只有少数流星可以看到:：坠落的岩石和冰与人类记忆一样古老，在天空的高处变成一团火球。
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