趨勢人物21 天文學家 強森 教你如何避免光害

楊慧莉 |2019.12.21
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文/楊慧莉

可曾見過滿天星空的夜晚?這是天文學家強森兒時的記憶,那幅美麗的景象開啟了她對宇宙探索與科學研究的興趣。而今,她發現抬眼不見星星眨眼、周遭環境有恙……到底發生什麼事?可有解決之道?一塊兒來了解!

科學發現

光害之害 罄竹難書

凱西.強森(Kelsey Johnson)出生、成長於美國明尼蘇達州。來自單親家庭的她,小時候最喜歡的事情之一,就是夏夜拿著睡袋到屋子後的空地,裹在睡袋裡瞭望夜空多時。為了這麼做,她必須膽子夠大,不僅得無畏黑夜,還得面對成群的蚊蟲。

啟蒙於星空觀察

在待過無數個星空下之後,強森對宇宙充滿了好奇,喜歡問些現實真相和宇宙本質的大問題,這促使她後來走上宇宙探索、科學研究之路。

她先是大學從卡爾頓學院物理系畢業,接著又獲得科羅拉多大學天體物理學碩士和博士學位,其研究議題從「宇宙最古老的物體是如何形成的」到「關於宇宙進化,從最小的銀河系可看出什麼端倪」。

目前,強森是維吉尼亞大學教授和太平洋天文學會(Astronomical Society of the Pacific)會長。她創新教學,開設「宇宙裡無解的謎」、「宇宙中的數學與美麗」這種一點也不傳統的課程。

基於兒時的星空經歷,強森於二○○九年成立了「暗黑天空下的聰明孩子」(Dark Skies, Bright Kids)計畫,希望能藉此提升偏鄉孩子的科學教育。不管課堂內或課堂外,她教導學生把天文學當作科學入門,培養自己的好奇心和對科學的興趣。

二○一六年,強森被白宮科學和科技政策辦公室委任為天文暨天體物理學諮詢委員;二○一七年,她被推選為美國人文協會董事。她的研究和教學均獲獎無數,其文章也常出現在《科學人雜誌》、《華盛頓郵報》、《紐約時報》等,是一位傑出的科學家。

抬眼不再見星光

強森終其一生對宇宙充滿了讚歎和敬畏,也致力於啟發未來世代對宇宙的好奇心。不過,近年來的一個環境隱憂,讓她的教學可能有些力不從心,也間接的擴大了她的教育觸角:一般大眾。

現在的大都市,一到夜裡,就到處燈火通明,耀眼如光彩奪目的珍珠,看起來很漂亮,但強森發現這其中大有問題,因為「這燈光本該照亮街道、房子的,不過它都照向天空,進入宇宙,這對大家沒有任何好處」。

「我看到這樣的地球照片,就有如看到環境災害。那些燈光不是珍珠,而是腫瘤。」強森說。

她對比兒時的觀星經驗,發現情況已不可同日而語。當時,她會集中注意力於天琴座中最明亮的恆星「織女星」(Vega),專注的瞬間彷彿與太空合為一體,令人目眩,既感到自身的渺小,又備感成為宇宙一部分的重要性。而今,「這種經驗卻消失了。住在都會裡,走出戶外,抬眼望夜空,別說被宇宙滿天繁星的壯闊景象所震撼,事實上那裡什麼都看不見了,只見夜空霧濛濛,這霧濛濛的景象有個名稱,叫做『光害』」。

光害大亂螺作息

作為天文學家,強森可以從星光的亮度判讀光害有多嚴重。光害問題已經讓人無法以肉眼觀看星星,但強森發現更糟的是,影響層面超乎想像,包括無數的動植物種均受到影響。她舉海邊不起眼的犬峨螺(dog whelk)為例,這是一種掠食性海螺,移動速度非常慢,一年的移動距離鮮少超過十公尺以上;它們以附著甲殼動物「藤壺」(barnacles)為食,因住在海岸的潮間帶而成為生態系統很重要的一部分,不僅是主要的無脊椎動物掠食者,也是螃蟹和飛禽的食物來源之一。

犬峨螺如果待在低水位之區,就會成為螃蟹的佳餚,但如果離開水域太遠,又會變成飛禽的盛宴。而今,光害出現,打亂了牠們的正常作息,讓牠們為了避開光害,更常待在水裡,變成某種天敵的美味餐點。由於移動速度慢,來不及逃命,一旦被大快朵頤,數量銳減,無法短期內復育,就會影響整個生態,讓相關的食物鏈數量失衡,這就是光害對整個生態系統發輝階梯效應的典型例子。

人類健康受波及

不過,光害的危害不止於海洋生態。根據強森的觀察,所有物種都受光害影響,包括人類的健康。眾所皆知,光害,會讓人夜晚睡不好,但天文學家發現,光害跟吃垃圾食物差不多,都會讓人發胖;不僅如此,夜晚接收過多的人工照明,乳癌率會增加百分之五十,有對照實驗證實,夜晚人工照明增強與腫瘤增生率有直接關聯。何以如此?

「人體有個影響晝夜節奏的重要荷爾蒙,叫作『褪黑激素』(Melatonin)。當夜晚降臨,『光』影響到眼睛後方的視網膜,就會打亂褪黑激素的製造,這一打亂,也連帶影響其他化學物質的產出,包括雌激素,一旦化學反應失控,壞事就發生了,一如國際癌症研究機構所說的,打亂生理時鐘,這種事本身就很可能是個致癌物。」強森盡一步說明,「此外,頭痛、焦慮、沮喪、糖尿病、心血管疾病等文明病,都與光害息息相關。」

因應之道

五個簡易法 有助減光害

光害對人體的危害,不可小覷。儘管如此,強森知道有些人可能不以為意,畢竟人終將一死,而在亮光光的病房死去,感覺也不賴。

光害不限於可見光

比起生命,有些人把錢看得更重。但光害不僅傷身,也浪費錢。「那些照入天際、對人體一點好處都沒的燈光,每年可要花掉三十億美元,這筆錢都足以建造一千座實用級風車了。」強森說。而光害的嚴重程度,就其觀察,是每隔三十五年就會呈倍數成長,她預估未來十年美國東部就永遠都比暮光還亮。

另外,還有一個有關光害的問題,強森要特別指出的是,所謂的光害並不限於我們肉眼所見的光,那些「不可見光」也同樣造成環境汙染,而這種光主要來自現代科技的發明,如手機、自動化家電等。

「這些科技產物發出強烈訊號,可以完全掩蓋住從地球以外地方偵測到的微光。然後,還有人造衛星也有可見和不可見波長的問題;有不少私人公司打算布署一堆衛星到地球軌道上,數量不只超過天空中可見的星星,還會將不可見光射回地球。」強森說。

電燈要有罩子罩住

看來,光害問題重重。不過,天文學家強森也並不悲觀。她表示,現代科技本身並沒有錯,像是手機都算好,廚房電器用品,她就不太確定了,因為她也還未使用與手機連線的烤箱。

夜晚,她跟大家一樣,也開燈照明。她認為,比起這世上很多棘手難解的問題,『可見光』的汙染問題還算小,只要人人力行以下五件事,就能有效減少光害。

◎不要使用超過需求亮度的照明。

◎電燈只在需要時才打開。

◎所使用的電燈,有罩子罩住,這樣光線就不會往上照進天空。

◎如果使用LED燈,別買藍色的,找那種上面標示「暖白」(warm white)的。

◎如果你買的LED燈,出現「自然光」(natural light)或「日光」(daylight)字眼,代表你跟太空有仇。

體驗無光害的夜晚

強森教授鼓勵世人留意自己所處社區的燈光法規,看看它們是否友善夜空,如果沒有,可敦促官員們用立法改善。

作為一個諄諄教誨的老師,她也給大家出了一個功課:如果從未看過全黑的夜空,不妨走向一個沒有光害的地方,親自體驗一下星空點點的夜晚,因為倘若不這麼做,你不知道自己錯過了什麼,也不知道人類損失了什麼。

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