Mount Wilson Observatory (威爾遜山天文台)

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這一個星期以來，LA的大火成為美國的頭條新聞。好萊塢明星被燒毀的豪宅成為了不少人茶餘飯後的話題，但我比較關心Mount Wilson Observatory (威爾遜山天文台)這座較少人關切的天文台。我到過這有百年歷史的天文台幾次，上次是2021年的夏天。這地方之前也曾經受到野火的威脅，目前Eaton Fire近在眉梢，寫這篇文章時又開始颳風，希望可以繼續守住。


Figure 1: Mount Wilson Observatory的入口，整塊地屬於Angeles National Forest的管轄範圍。


Figure 2: 要參加導覽得到這個賣小吃的地方買票。


Figure 3: 100吋望遠鏡就在這裡面。


Figure 4: 如果站在巨人的肩上已經是不可能的事，可以走巨人走過的橋。


Figure 5: 這個dome可以轉動，觀測星象時會打開。


Figure 6: 志工導遊介紹到Edwin Hubble，哈伯望遠鏡就是以他命名。

說起LA地區的天文台，最有名的當然不是Mount Wilson Observatory，而是Griffith Observatory，就算沒去過應該也聽過或是看過，據說情侶在那約會還會整個人飛起來。Mount Wilson Observatory是一個擔任神聖科學任務的天文台，不大眾化，比較屬於理工宅男這類人的胃口。

這個天文台裡的100吋望遠鏡是這地方的主角，在1917到1949的卅多年期間是世界上最大的天文望遠鏡，這個封號之後才被San Diego郊區擁有200吋望遠鏡的Palomar Observatory取代。Mount Wilson Observatory的另一個創舉是將望遠鏡設置在標高5,713 feet的Mount Wilson山上，穩定的天氣條件使得觀測星象更不容易受到干擾。

隨著後來LA地區人口擴張所帶來的光害，Mount Wilson Observatory的觀星效果當然受到某些影響，但這不影響他在天文界所成就的地位。100吋望遠鏡並不是這地方唯一的設備，也有其他口徑較小的望遠鏡以及1990年代末期最新安裝的CHARA望遠鏡，也就是由六根望遠鏡所組成的陣列式望遠鏡，由George State University擁有與管理。


Figure 7: 100吋望遠鏡下方的操作區。


Figure 8: 整根100吋望遠鏡的樣子。


Figure 9: 導遊很認真在解釋，我不是天文專業人士，其實聽不懂他在說什麼。


Figure 10: 愛因斯坦曾經到過這，並留下幾張相片。


Figure 11: 除了Einstein，也有科學界其他知名的人到過這。


Figure 12: 這張同時有Einstein與Hubble。

在100吋望遠鏡完成安裝後，不少科學家大老遠跑來這天文台使用這「神器」，其中最有名的當屬Edwin Hubble，哈伯望遠鏡就是以他命名。他在這觀察到red shift，也就是星星遠離所造成的紅位移現象，而且越遠的星星遠離的速度越快，因此推論宇宙不是靜止、而是正在擴張。雖然以上簡單兩三句話聽起來好像白開水般的無味，但這個觀察結果驚動了當時還住在瑞士的愛因斯坦，因此專程千里迢迢又坐船又坐火車到這一趟。在這爆個料，他在辦完正事離開時順路去大峽谷與其他地方玩。

在那個年代，天文學家們大都認為宇宙處於靜態，比如北極星一直在北邊，大熊星座還是獵戶座那七顆星星都定竿在同一個位置，宇宙當然是靜止的。但愛因斯坦在發展廣義相對論時，得出的方程式卻指出宇宙不是正在擴張就是收縮，是動態而不是靜態。他自己覺得這方程式一定是什麼地方出了問題才違反這廣被接納的常識，所以對方程式動了手腳，於是可以得出宇宙是靜態的結果。

也許是他當時對自己的信心不足，或是因為來自於學術界的壓力，他這個動手腳後的結果被哈伯用100吋望遠鏡的觀察結果打臉，廣義相對論一開始所推得的結論是正確的。我想當時他看到哈伯所發表的觀察結果應該是既開心又懊悔，稱自己當年這個不名譽舉動為這輩子的"biggest blunder"。


Figure 13: 另一張Einstein相片。


Figure 14: Stephen Hawking已經是近代人物，三不五時出現在電視影集The Big Bang Theory裡。


Figure 15: 這地方不只有100吋望遠鏡，這是架高到150英尺的另一個觀測太陽活動的望遠鏡。


Figure 16: 局外人的我還是聽不懂他在講什麼。


Figure 17: 這就是150英尺望遠鏡的高塔，看來需要搭一個簡單的電梯升降。


Figure 18: 整個區域裡的其他望遠鏡。

哈伯觀察到的這個紅位移現象也幫The Big Bang Theory，也就是宇宙的大爆炸理論提供一個強力的佐證。既然哈伯觀測到星星一直遠離，那如果整個時間軸像影片一樣可以倒帶，星星在倒帶時就會往回內縮，繼續倒帶星星就會繼續內縮，縮到最後可能全部縮到同一個位置，那為何這時所有的星星全部奔向宇宙而不復返？因為發生了一場大爆炸。

現在人講到The Big Bang Theory比較會聯想到演了十季的電視影集，中文大都翻譯成《宅男行不行》。如果你有看過這影集，會發現主要的環境設定在Caltech周遭，也就是加州理工學院，而這間知名學校的所在地Pasadena就在Mount Wilson Observatory的山腳下。印象中，這影集裡沒有扯到這座天文台，但有提到愛因斯坦的"biggest blunder"。

在「神器」的助威之下，之前其他天文學家觀察到的星雲(nebula)也被澄清是地球所處銀河系(Milky Way)外的其他星系，這樣的星系被哈伯觀察到至少有十多個，而離地球最近的星系為Andromeda (仙女座)。有壞消息也有好消息，我們所處的銀河系跟Andromeda星系正在互相靠近，而且最終會碰撞在一起讓所有生命毀滅；好消息是，目前估計大概還要40多億年後才會發生碰撞。


Figure 19: 這位志工正在解釋他的研究工作。


Figure 20: 正在現場觀察太陽的活動。


Figure 21: 另一個展示廳，裡面有不少用這地方望遠鏡照的相片。


Figure 22: George Ellery Hale是在這成立天文台的靈魂人物，也是幕後英雄，這地方有一個關於他的介紹。


Figure 23: 月球表面的相片。


Figure 24: 另一張跟愛因斯坦有關的相片。

在哈伯這些專業人士的手中，天文台的100吋望遠鏡幫人類拓展很多新知。講得比較沒氣質一點，也生產出不少學術論文幫助畢業或升等。普羅大眾到這大概就走馬看花，整個區域除了100吋望遠鏡，也有其他較小的望遠鏡與一個展示廳可以看。

參觀這天文台是免費的，但如果要參加志工帶隊的導遊(通常在周末)，要交個$5之類的小錢。周日下午可能還會有在天文台舉行的簡易音樂會，但要額外付錢就是。此外，這地方屬於Angeles National Forest，理論上要付個$5之類的使用費，也許可以在到達這天文台前的ranger station買到。如果你身上有national park的interagency annual pass，可以在這場合派上用場，放在車子的dashboard上即可。

這個天文台沒有大眾化的噱頭，很樸實，比較像是參觀古蹟，而且是帶有科學性質的古蹟。夏天到這雖然有長青樹提供綠意，四周也長滿了枯黃的草，風景說實在不算特別。這不是知名的旅遊熱點，因此人少耳根子清靜不少，屬於較異類的參訪地點，但某些人也許會很喜歡。

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