来自外太空的六位信使

《儆醒！》杂志驻日本通讯员报道

来自外太空的信使络绎不绝地前来地球。‘他们’把无垠宇宙令人惊叹的信息带来。这些信使一行六‘人’，以每秒钟30万公里的光速奔驰而至。有一位信使是可见的，但其余的却是肉眼所不能见的。‘他们’是谁？

电磁波谱

早在300多年前，人类早已知道光穿过棱镜便会出现彩虹七色。这显示到普通光线包含了彩虹的所有颜色，序列成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

光是一些无质量的粒子流，这样的粒子称为光子。光子也具有波的特色。波峰之间的距离称为波长，而波长的量度单位是埃，略作Å。1埃等于100亿分之1米。可见光的波长是4000至7000埃，不同波长的光便会出现成不同的颜色。——请参看第15页的插图。

光子也有其他的波长。电磁辐射（川流的光子）可以有不同的名称，这视乎光子的波长而定。波长若在4000埃以下——比可见光的波长短——电磁波便逐渐变为紫外线辐射、X射线和伽马射线。波长若超过7000埃，电磁波便不会为肉眼所见，这样的电磁波属于电磁波谱里的红外线和无线电波。它们就是来自外太空的“六位信使”。这些信使把丰富的天体资料告诉我们。请留意我们可以怎样从这些信使获知有关天体的宝贵资料。

第一位信使：可见光

1610年，伽利略运用望远镜观察天体，直至1950年之前，天文学家主要运用光学望远镜研究宇宙。他们只熟识电磁波谱里的可见部分而已。然而，在光学望远镜下，有些天体的影像非常模糊，天文学家把这些影像拍摄在照相软片上，以供研究之用。时至今日，一些称为电荷耦合器件的电子探测器已较为普遍，这种探测器的敏感度相当于照相软片的10至70倍。可见的信使提供星体多方面的资料，包括星体的密度、温度、化学元素和距离等。

为了捕捉光，天文学家建造了一些较大型的望远镜。自1976年以来，世上最庞大的反射式望远镜设于俄罗斯高加索山脉的帕斯图霍夫山上，直径236寸。但到了1992年4月，天文学家在夏威夷的冒纳凯阿火山上新建一台望远镜，称为凯克a反射式光学望远镜。凯克望远镜并非只有一块单一的透镜，它的透镜是由36块六角形的镜片所组成。这些镜片的直径合共10米，面积相当于海耳望远镜的四倍。

另一台凯克望远镜的兴建工程正在进行，地点就在原本的凯克望远镜，现在称为凯克一号，的附近。这两台望远镜能够用作一种光学干涉仪。方法就是通过电脑把这两台直径达10米的望远镜连系起来，结果，析象能力将会是一块直径为85米的透镜所发挥的功能。“析象能力”或“分辨率”是指辨别细节方面的能力。

东京国立天文台现正兴建一台直径8.3米的光学/红外线望远镜，称为“昂星团”，地点是冒纳凯阿火山。这台望远镜有一块薄透镜，由261个调节器加以辅助，这些调节器每秒钟可调节透镜形状一次，以便抵消透镜表面的任何变形现象。此外，天文学家正着手兴建其他巨型的望远镜。因此，我们深信第一号信使——可见光——将会把更多有关资料向我们透露。

第二位信使：无线电波

1931年，人类首次发现银河发出无线电波，但直至1950年代，射电天文学家才开始与光学天文学家携手合作，以便对无线电作进一步研究。由于天文学家发现太空发出无线电波，以往通过光学望远镜无法看见的天象现在可以看见了。借着观测无线电，天文学家现在能够看见银河系的中心。

无线电波的波长比可见光的波长大，因此，要有较大的天线才能接收无线电信号。射电天文学方面所运用的天线直径长达90米或以上。虽然这样的天线相当巨型，可是分辨率仍然不大理想，天文学家于是用电脑把多台无线电望远镜连系成天线阵，这种连系技术称为无线电干涉测量。望远镜之间的距离越大，影像的清晰度便越高。

其中一个联系网包括日本一所射电天文台的45米天线；德国波恩的100米天线；以及美国一台37米望远镜。这类连系称为甚长底线干涉量度法（英文very long baseline interferometry，略作VLBI），分辨率高达千分之一弧秒。换言之，这个连系能够使天文学家观察到月球上长阔1.8米的物体。b然而，甚长底线干涉量度法却受到地球的直径所限制。

上述的日本射电天文台还作进一步的计划，在太空设置一个10米长的无线电天线，以求在接收无线电波方面获致较佳的效果。日本在1996年发射这个天线，它与日本、欧洲、美国和澳洲的无线电望远镜联系起来，形成3万公里的基线。换言之，这个联系相当于一台体积为地球三倍的巨型望远镜所发挥的功能！它的分辨能力高达0.0004弧秒，这意味到它能够分辨到月球上70厘米长的物体。这项计划称为VLBI太空天文计划（英文VLBI Space Observatory Programme，略作VSOP）。这项计划将会用来绘制及研究星系的核心和类星体，天文学家认为质量极大的黑洞也在那里。身为宇宙的第二位信使，无线电波现正发挥令人惊讶的作用，并且继续向我们显示更多有关它们来源的资料。

第三位信使：X射线

天文学家在1949年首次观测到X射线。由于X射线不能穿越地球的大气层，天文学家惟有等待火箭和人造卫星发明后，才能从这个信使获知太空的资料。X射线在极高的热力下产生，因此，它可以提供有关宇宙多方面的资料，包括星体炽热的大气、超新星的剩余碎片、星系团、类星体，以及理论上存在的黑洞。——请参看《儆醒！》1992年11月8日刊，第5-9页资料。

1990年6月，天文学家把人造卫星伦琴发射到太空，并成功地绘制了整个X射线宇宙图。记录中的资料显示，宇宙间总共有四百万个X射线来源。然而，这些来源之间有一个不明的炽热背景。光源可能来自类星群。有些天文学家认为类星群是星系的高能量核心，位于有些天文学家称为“可见宇宙边缘”的地方。到了适当的时候，我们也能从X射线信使获得更多资料。

第四位信使：红外线

天文学家在1920年代首次观测到红外线。由于红外线会被水蒸气吸收，因此，为了获致较佳的效果，天文学家运用环绕轨道的人造卫星，以便研究这个信使。1983年，红外线天文卫星绘制了整个红外线宇宙图，并发现宇宙间有24万5389个红外线来源。当中百分之9的物体（2万2000个）显然是一些遥远的星系。

天文学家无法通过光学望远镜，看见太空所有区域的气体和尘埃背后的东西。可是，第四号信使却能使天文学家“看见”宇宙尘背后的事物，在观察银河系的核心方面，红外线尤其深具价值。科学家打算把一台红外线望远镜射上轨道，这台望远镜称为太空红外线望远镜设施，它的敏感度比红外线天文卫星高1000倍。

第五位信使：紫外线辐射

1968年，天文学家首次观测到紫外线辐射。大部分紫外线辐射给臭氧层阻挡了，以致无法抵达地球。1990年4月，天文学家把哈布尔太空望远镜射上太空，这台望远镜不但能够观察可见的射线，也能够观测到紫外线辐射，并且能够瞄准30个远达100亿光年的类星。c这意味到，借着观测这位紫外线信使，人类能够看见100亿年前的宇宙是怎样的。但愿这位信使能够把宇宙的众多奥秘一一揭开。

第六位信使：伽马射线

伽马射线是高能量的辐射，波长极短。它是一种有害的射线，幸而大气层阻挡了大部分的伽马射线抵达地球。这位信使跟宇宙许多急剧变化的事件有关。1991年4月5日，美国国家航空和航天局发射了伽马射线天体情报卫星到太空去。它能够观测类星、超新星、脉冲星、理论中的黑洞，以及其他遥远天体附近的事件。

随着太空时代来到，天文学家现在能够观测整个电磁波谱，从无线电波至伽马射线。不错，这是天文学家的黄金时代。既有这六位外太空信使的帮助，现在当我们“向上举目”，我们能够‘看见’这一切的创造主的惊人智慧。（以赛亚书40:26；诗篇8:3,4）随着天文学家继续译解这些信使带来的资讯，我们也继续怀着约伯在3000年前同样的看法：“看哪，这不过是上帝工作的些微；我们所听于他的是何等细微的声音！”——约伯记26:14。

［脚注］

［第15页的附栏］

（排版后的式样，见出版物）

0.1Å 伽马射线

1Å X射线

10Å

100Å 紫外线辐射

1000Å

4000-7000Å 可见光波长

1万Å 红外线

10μ

100μ 无线电波

1毫米

1厘米

10厘米

1米

［第15页的图片］

借着VSOP太空无线电望远镜之助，我们能够把月球上一个70厘米长的物体辨别出来

［鸣谢］

VSOP: Courtesy of Nobeyama Radio Observatory, Japan

［第15页的图片］

在夏威夷现正兴建中的光学/红外线望远镜的设计图

［鸣谢］

Subaru: Courtesy of National Astronomical Observatory, Japan