令人生畏的宇宙

神秘莫测、美不胜收

每年这个时候，夜空星火烂漫，有如宝石生辉，光彩夺目。高挂头上的，是昂首阔步、威风凛凛的猎户座。在一月的星夜，从阿拉斯加的安克雷奇，到南非的开普敦，人只要仰着头就瞧得见猎户座。你最近有细心眺望天空的宝库，观察一下知名的星宿，例如猎户座吗？天文学家不久之前才观察过，他们是利用刚修理好的哈勃太空望远镜来观察的。

“猎户”腰带上的三颗亮星，垂挂着他的“宝剑”。在宝剑中央有颗模糊的恒星，其实不是颗恒星，而是有名的猎户座大星云。人即使用小型望远镜，也看得见这团引人注目的星云。可是，令内行的天文学家着迷的，却不是这团星云若隐若现的亮光。

让皮埃尔·卡约在《天文学》杂志报告说：“在我们的银河这边，猎户座大星云是恒星诞生的又大又活跃的地区，所以天文学家都纷纷钻研猎户座大星云，包括其中的许多年轻恒星。”这团大星云俨然是个星际‘产房’！天文学家用哈勃望远镜拍摄猎户座大星云的照片，摄得细微的现象，是他们以往从未观察到的。他们看见的，不单是恒星和发光的气体，而是卡约所称的“模糊的卵形物，这些模糊的卵形斑点发出橙黄色的亮光，就像人的午餐碎屑偶然散落在照片上一样”。科学家相信这些模糊的光斑绝不是暗室造成的瑕疵，而是“原行星的平面，是科学家首次从1500光年距离所见的太阳系孕育时期”。这时刻正有恒星，甚至整个太阳系，在猎户座大星云里诞生吗？很多天文学家都信有其事。

从诞生到灭亡

“猎户”拿着弓迈步向前，仿佛要跟金牛座的“公牛”对抗。人用小型望远镜就能够看见，在公牛的南面角尖附近，隐约有一片亮光。这就是蟹状星云。用大型的望远镜观察，这团星云恍如在爆炸，像第9页图片所见一样。假说猎户座大星云是个星际‘育婴室’，那么，毗邻的蟹状星云就是个星际‘墓地’。恒星遭遇意想不到的‘横死’，就‘埋葬’在这里。

这场天空灾难可能就是中国天文学家所记录的现象。1054年7月4日，中国天文学家观察到金牛座有颗星突然出现，于是他们把这颗恒星称为“客星”。据说，这颗恒星星光煌煌，日间也看得见，这现象持续了整整23天。天文学家罗伯特·伯纳姆指出：“几周来，这颗恒星星光灿烂，所发的光芒足有4亿个太阳一同照耀的亮度。”天文学家把这个星际自杀奇观称为超新星的诞生。甚至今天，差不多一千年之后，这场爆炸的火光每天以大约8000万公里的速度飞越太空。

哈勃太空望远镜也向这方面观察。据《天文学》杂志说，天文学家用哈勃太空望远镜深入观察蟹状星云，他们“在蟹状星云新观察到的细微现象，是以前没有料到的”。天文学家保罗·斯科恩说，新观察到的现象“足以叫支持大爆炸论的天文学家煞费思量好一段日子”。

天文学家（例如哈佛的罗伯特·基尔纳）认为，了解像蟹状星云一类的超新星遗迹十分重要，这些遗迹可以用来测量地球跟其他星系的距离。这是目前科学家深入钻研的范畴。上述提过，地球跟其他星系究竟距离多远，科学家的意见莫衷一是。这件事最近引发了与宇宙起源的大爆炸模型有关的热烈辩论。

在西方的一月，在北半球的夜空，在金牛座以外的仙女座，一道柔和的亮光依然清楚可见。这道光是从仙女星系发出来的，是肉眼可见最远的星光。相比之下，猎户座和金牛座的奇景近在咫尺——距离地球不过几千光年。现在，我们凝望距离地球约200万光年的大旋涡星系。这个星系跟我们的星系——我们的银河十分相似，不过却大得多，直径延伸约18万光年。每逢你望着仙女座的柔和星光，眼中所见的可能是200万年前的亮光！

近年来，玛格丽特·盖勒和其他同工展开宏图大计，尝试绘制地球四周星系的三维空间天体图，结果令大爆炸论大受质疑。星图绘制员发现，星系并不是平均分布宇宙各方的，而是“像织锦图案般”织在延伸亿万光年的画面上。颇受各界重视的《科学》周刊最近报道：“这块‘织锦’怎样从新生宇宙中几乎稳定不变的物质织出来，是目前宇宙哲学上一个亟需解答的问题。”

我们从这个一月的夜空开始，很快看见的不单是令人赞叹不已的美景，还有随之而来跟宇宙起源有关的连串问题和奥秘。宇宙怎样诞生？宇宙怎样发展到今天的复杂阶段？极目所见的天空奇景要变成怎样？谁可以告诉我们？我们走着瞧。

［第8页的附栏］

天文学家怎么知道有多远？

天文学家告诉我们，仙女星系距离地球200万光年。他们告诉我们的，不过是凭猜测得出来的约略估计罢了。人还未想出一个好办法，能够直接测量这样惊人的距离。最接近地球的恒星，距离地球200光年左右，能用星球的视差直接测量，所牵涉到的只是简单的三角几何。可是，这种测量法只对近距离的恒星适用。这些恒星跟地球相距很近，所以地球绕着太阳运行的时候，这些恒星看起来就稍微移动了。大多数的恒星，包括所有星系，都离地球很远。这样，天文学家就只能猜测了。既然近距离的恒星，例如猎户座中的红超巨星参宿四（估计跟地球相隔300光年到逾1000光年不等），所知的距离也是猜测得来的，那么，天文学家对遥远的星系（有些比参宿四距离还要远一百万倍）跟地球的距离意见纷纭，我们绝不感到意外。

［第8页的附栏］

超新星、脉冲星、黑洞

蟹状星云的中心藏着宇宙间最奇特的物体。据科学家说，这是一个死去的恒星的细小遗体，压缩到难以置信的密度，在‘坟墓’里每秒钟旋转30次，一面发出无线电波。1968年，科学家首次在地球探测到这种电波。死去的恒星称为脉冲星，是超新星的旋转遗体。由于压缩力十分巨大，以至原来恒星原子里的电子和质子给挤压在一起，这就产生了中子。科学家说，脉冲星一度是个超巨星的巨大核心，例如猎户座的参宿四或参宿七的核心。恒星一旦发生爆炸，表层散射到外太空去，只余下萎缩了的核心——一团白热的火炭，核火早已经熄灭。

请想象一下，一个像太阳两倍那么大的恒星，竟给挤压到直径不及15到20公里！也请想象地球给挤压到120米的大小。可是，这个物体的16立方厘米竟重达160亿公吨。

即使是这样的描述，也说不尽压缩的情况。我们如果把地球压缩到弹子那么小，地球的引力场就会越来越强，最后连光也逃不出来。到时，细小的地球就会看来消失在所谓的黑洞里。虽然天文学家大多相信有黑洞存在，但是他们仍然未能确切地加以证实，而且今天黑洞也不像他们几年前所想的那么频常出现。

［第10页的附栏］

那些色彩都是真实的吗？

人用小型望远镜观察天空，往往因为探测不到有名的星系或星云而大失所望。他们在星云的照片里看到的缤纷色彩往哪里去了？天文学家兼科学作家蒂莫西·费里斯指出：“即使用世上最大的望远镜，人的肉眼也不能直接看到星系的色彩。因为星光非常微弱，无法刺激视网膜上接收颜色的感光细胞。”这点促使有些人作出结论：天文学照片所见的精美色彩都是捏造出来的，只是在冲洗过程中弄了手脚罢了。这个看法却大错特错。费里斯写道：“那些色彩都是真实的。照片是天文学家尽了最大努力精确地拍摄出来的。”

费里斯在《星系》一书解释，拍摄遥远物体的照片，例如星系或星云，“要把望远镜瞄准星系定时曝光，有时感光板曝光几小时，待星光慢慢渗入感光乳剂中。这其间，一个驱动器会抵消地球的运转，使望远镜能够继续瞄准星系，这个时候，天文学家（有时是自动导星系统）会纠正极微小的差距。”

［第7页的图解或图片］

（排版后的式样，见出版物）

1 猎户座，一月夜空的常见景象

2 猎户座星云，模糊“星体”的特写

3 猎户座星云深处——星际‘产房’？

［鸣谢］

#2: Astro Photo - Oakview, CA

#3: C. R. O‘Dell/Rice University/NASA photo

［第9页的图片］

仙女星系，肉眼可见最远的星系，旋转速度看来违反了牛顿的万有引力定律，使人质疑用望远镜也难以看见的黑点究竟是什么东西

［鸣谢］

Astro Photo - Oakview, CA

［第9页的图片］

金牛座中的蟹状星云——星际‘坟墓’？

［鸣谢］

Bill and Sally Fletcher

［第10页的图片］

上图：车轮星系。一个较小的星系跟车轮星系碰在一起，倾斜越过车轮星系，较小的星系留下亿万新形成的恒星，像个蓝圈绕着车轮星系

［鸣谢］

Kirk Borne (ST Scl), and NASA

下图：猫眼星云。两颗恒星在大家的轨道上运转，不难说明当中的结构多么精密繁杂

［鸣谢］

J. P. Harrington and K. J. Borkowski (University of Maryland), and NASA