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肉眼

在17世紀(jì)發(fā)明望遠(yuǎn)鏡前，早期的觀測天文學(xué)只能依賴肉眼以及各種用于測量時(shí)間和方向的儀器。第谷有系統(tǒng)的觀測行星，他所搜集的資料讓開普勒得以建立行星運(yùn)動的法則。

人類非常關(guān)心天空，因而在歷史上留下許多紀(jì)錄。古老的巨石陣就是為了觀察太陽的運(yùn)動來測量時(shí)間而建立的，星座是由一些恒星在天空中組成的圖樣，并且與地球上的季節(jié)變化連結(jié)在一起，也流傳下來許多的神話與傳說。

不使用望遠(yuǎn)鏡，單靠眼睛也能做許多不同的觀測，古老的記錄記載了一些突然出現(xiàn)在天空中的亮星，被稱為超新星，甚至在白天也能看見。也記錄了被視為災(zāi)難預(yù)兆的彗星，還有劃過天際的流星。在現(xiàn)代，科學(xué)家透過在南極冰原上搜集到的大量隕石，可以研究和測量小行星，甚至火星的表面。

望遠(yuǎn)鏡

意大利的伽利略是首位使用望遠(yuǎn)鏡觀察天空并且記錄下所見到的景象的天文學(xué)家，此后望遠(yuǎn)鏡大量投入使用輔助肉眼的天文觀測上，觀測天文學(xué)因?yàn)橥h(yuǎn)鏡制作技術(shù)的改進(jìn)而飛躍的發(fā)展。

往后由于物理學(xué)與光學(xué)的急速發(fā)展，傳統(tǒng)的觀測天文學(xué)又產(chǎn)生了新的分支：各種電磁波頻譜區(qū)域的觀測。

光學(xué)天文學(xué)：使用光學(xué)元件（面鏡、透鏡和實(shí)體探測器）來觀察從近紅外線到近紫外線光的部分，可見光天文學(xué)（使用的是眼睛能看見的波長，從400 - 700 nm）就再這一段的中間。

紅外天文學(xué)：分析和觀察紅外輻射，（比傳統(tǒng)的實(shí)體硅檢波器能偵測的波長還要長，約在1μm）。以反射望遠(yuǎn)鏡作接收器，但焦點(diǎn)的探測器換成對紅外波長敏感的設(shè)備。太空望遠(yuǎn)鏡因脫離大氣層，能觀察被大氣層遮蔽或阻擋（來自大氣層的熱輻射）的部分波長。

射電天文學(xué)：偵測波長在微米至米級的輻射，使用的接收器與無線電廣播類似，但靈敏度更高。參考無線電望遠(yuǎn)鏡。

高能天文學(xué)：包括X射線天文學(xué)、伽瑪射線天文學(xué)和末端的紫外線天文學(xué)，主要的研究對象是中微子和宇宙射線。

可見光和射電天文學(xué)可以由地面天文臺觀測，因?yàn)檫@些波段能穿透大氣層并被偵測到。天文臺通常都建在高處，以盡可能減少大氣層的消光和畸變。有些紅外波段會被大氣層內(nèi)的水蒸氣強(qiáng)烈吸收，所以許多紅外天文臺都選擇建在干燥的高地上，或在太空中進(jìn)行觀測。

大氣層也會遮蔽掉X射線天文學(xué)、珈瑪射線天文學(xué)和紫外線天文學(xué)使用的波段（只有少數(shù)波段能通過“窗口”）。遠(yuǎn)紅外線天文學(xué)必須使用氣球攜帶儀器升空，或在太空中觀測。強(qiáng)力的珈瑪射線能被云霧室偵測到，因此對宇宙射線的研究也很快的成為天文學(xué)的一個分支。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡

在天文觀測漫長的歷史上，幾乎所有的觀測者都使用過光學(xué)望遠(yuǎn)鏡在可見光的波段內(nèi)觀測。地球的大氣層在可見光這一段是相當(dāng)透明的，但許多的望遠(yuǎn)鏡仍然要依賴視象的條件(寧靜度和大氣的透明度)，并僅限于在夜間觀測。視象條件取決于空氣的對流湍流和熱擾動，長期多云或遭受大氣擾動都會影響到觀測成象的解像能力和穩(wěn)定度。因?yàn)榇髿庥袕?qiáng)烈的散射作用，出現(xiàn)在天空的月光加上灰塵也會照亮天空和散射光線，妨礙對暗弱天體的觀測。

由于影響成象質(zhì)素的絕大程度因?yàn)榭諝獾臄_動，脫離大氣層的太空無疑是放置光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的最佳地點(diǎn)。但將望遠(yuǎn)鏡放置在軌道中的費(fèi)用太高，所以退而求其次的地點(diǎn)是擁有晴空和良好的大氣條件，也就是視象良好的高山。在夏威夷群島中的大島上的毛納基峰，和La Palma都具有這些條件。在內(nèi)陸一點(diǎn)的地點(diǎn)，像智利安地斯高原的大型厘米波與毫米波陣列（Llano de Chajnantor）、帕瑞納天文臺、托洛洛山美洲際天文臺與歐洲南方天文臺下屬的拉希拉天文臺，這些觀測地點(diǎn)都吸引了數(shù)十億美元的投資，建立了許多擁有大望遠(yuǎn)鏡的天文臺。

光學(xué)天文學(xué)很重要的一個條件是需要足夠黑暗的夜空。當(dāng)城市規(guī)模與人類活動的版圖不斷擴(kuò)張時(shí)，晚上的人造燈光（光害）也越來越多。這些人造的燈光照亮夜晚的天空，加上人類活動造成的各種空氣污染引起的灰塵散射燈光的雙重效應(yīng)，使得背景天空變得灰暗，對光度微弱的天體觀測越加困難，必須要特別的濾光鏡來隔絕背景光的干擾。在有些地區(qū)，如美國亞利桑那州、英國和日本與中國香港，都有民間團(tuán)體在研究與發(fā)起以減少光污染。鼓勵為街燈裝上反射罩，不僅能使照向地面的燈光增加，也使直接射進(jìn)天空的光量降低。但因與城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相違背，對于推廣意識的淡薄與對科學(xué)的不重視之下，尤其在發(fā)展中國家，這樣的狀況蠶食一些古老的天文臺至不再能作觀測。如北京古觀象臺與南京紫金山天文臺等。

參見

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡

太空望遠(yuǎn)鏡

相關(guān)表

天文臺列表

射電望遠(yuǎn)鏡列表

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