观测天文学

在任何人能解释一颗恒星为何发光之前，总得有人真正仔细地观看它，并记下所见：它在天空中的位置、有多亮、它的光含有哪些颜色、随时间是否变化。观测天文学就是这门技艺：用望远镜、相机和探测器，跨越从射电波到伽马射线的各种光，耐心而精确地从天空采集数据。

具体而言，观测天文学家把仪器对准一个目标，测量这些量：位置（天体测量）、亮度（测光），以及把光展开成颜色（光谱学）。每一次测量都带着必须如实说明的不确定度，并受到设备和大气抖动的限制。同一个天体，可能被一台望远镜在可见光下观测、被另一台在射电下观测、又从太空在X射线下观测，只有把这些视角结合起来，我们才能得到完整图景。关键在于，天文学大体上是一门“观看”的科学，而非“做实验”的科学：我们不能去戳一个星系看会发生什么，于是用大量天体和反复观测，来替代我们做不了的实验。

观测天文学是天体物理学所解释、宇宙学所依凭的证据基础。这种划分只是侧重不同，而非一堵墙：测量一颗恒星光谱的人和解释它的人，往往是同一个人。但值得记住的是，关于宇宙的每一句有把握的论断，都先建立在某人做过一次细致、可重复的测量之上——而一台出人意料的新仪器，比如第一台射电望远镜或第一台空间天文台，常常会推翻理论原先的预期。