來自外太空的六位信使

《儆醒！》雜誌駐日本通訊員報導

來自外太空的信使絡繹不絕地前來地球。『他們』把無垠宇宙令人驚嘆的信息帶來。這些信使一行六『人』，以每秒鐘30萬公里的光速奔馳而至。有一位信使是可見的，但其餘的卻是肉眼所不能見的。『他們』是誰？

電磁波譜

早在300多年前，人類早已知道光穿過稜鏡便會出現彩虹七色。這顯示到普通光線包含了彩虹的所有顏色，序列成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。

光是一些無質量的粒子流，這樣的粒子稱為光子。光子也具有波的特色。波峰之間的距離稱為波長，而波長的量度單位是埃，略作Å。1埃等於100億分之1米。可見光的波長是4000至7000埃，不同波長的光便會出現成不同的顏色。——請參看第15頁的插圖。

光子也有其他的波長。電磁輻射（川流的光子）可以有不同的名稱，這視乎光子的波長而定。波長若在4000埃以下——比可見光的波長短——電磁波便逐漸變為紫外線輻射、X射線和伽馬射線。波長若超過7000埃，電磁波便不會為肉眼所見，這樣的電磁波屬於電磁波譜裡的紅外線和無線電波。它們就是來自外太空的「六位信使」。這些信使把豐富的天體資料告訴我們。請留意我們可以怎樣從這些信使獲知有關天體的寶貴資料。

第一位信使：可見光

1610年，伽利略運用望遠鏡觀察天體，直至1950年之前，天文學家主要運用光學望遠鏡研究宇宙。他們只熟識電磁波譜裡的可見部分而已。然而，在光學望遠鏡下，有些天體的影像非常模糊，天文學家把這些影像拍攝在照相軟片上，以供研究之用。時至今日，一些稱為電荷耦合器件的電子探測器已較為普遍，這種探測器的敏感度相當於照相軟片的10至70倍。可見的信使提供星體多方面的資料，包括星體的密度、溫度、化學元素和距離等。

為了捕捉光，天文學家建造了一些較大型的望遠鏡。自1976年以來，世上最龐大的反射式望遠鏡設於俄羅斯高加索山脈的帕斯圖霍夫山上，直徑236吋。但到了1992年4月，天文學家在夏威夷的冒納凱阿火山上新建一台望遠鏡，稱為凱克a反射式光學望遠鏡。凱克望遠鏡並非只有一塊單一的透鏡，它的透鏡是由36塊六角形的鏡片所組成。這些鏡片的直徑合共10米，面積相當於海耳望遠鏡的四倍。

另一台凱克望遠鏡的興建工程正在進行，地點就在原本的凱克望遠鏡，現在稱為凱克一號，的附近。這兩台望遠鏡能夠用作一種光學干涉儀。方法就是通過電腦把這兩台直徑達10米的望遠鏡連繫起來，結果，析象能力將會是一塊直徑為85米的透鏡所發揮的功能。「析象能力」或「分辨率」是指辨別細節方面的能力。

東京國立天文台現正興建一台直徑8.3米的光學/紅外線望遠鏡，稱為「昂星團」，地點是冒納凱阿火山。這台望遠鏡有一塊薄透鏡，由261個調節器加以輔助，這些調節器每秒鐘可調節透鏡形狀一次，以便抵消透鏡表面的任何變形現象。此外，天文學家正著手興建其他巨型的望遠鏡。因此，我們深信第一號信使——可見光——將會把更多有關資料向我們透露。

第二位信使：無線電波

1931年，人類首次發現銀河發出無線電波，但直至1950年代，射電天文學家才開始與光學天文學家攜手合作，以便對無線電作進一步研究。由於天文學家發現太空發出無線電波，以往通過光學望遠鏡無法看見的天象現在可以看見了。藉著觀測無線電，天文學家現在能夠看見銀河系的中心。

無線電波的波長比可見光的波長大，因此，要有較大的天線才能接收無線電信號。射電天文學方面所運用的天線直徑長達90米或以上。雖然這樣的天線相當巨型，可是分辨率仍然不大理想，天文學家於是用電腦把多台無線電望遠鏡連繫成天線陣，這種連繫技術稱為無線電干涉測量。望遠鏡之間的距離越大，影像的清晰度便越高。

其中一個聯繫網包括日本一所射電天文台的45米天線；德國波恩的100米天線；以及美國一台37米望遠鏡。這類連繫稱為甚長底線干涉量度法（英文very long baseline interferometry，略作VLBI），分辨率高達千分之一弧秒。換言之，這個連繫能夠使天文學家觀察到月球上長闊1.8米的物體。b然而，甚長底線干涉量度法卻受到地球的直徑所限制。

上述的日本射電天文台還作進一步的計劃，在太空設置一個10米長的無線電天線，以求在接收無線電波方面獲致較佳的效果。日本在1996年發射這個天線，它與日本、歐洲、美國和澳洲的無線電望遠鏡聯繫起來，形成3萬公里的基線。換言之，這個聯繫相當於一台體積為地球三倍的巨型望遠鏡所發揮的功能！它的分辨能力高達0.0004弧秒，這意味到它能夠分辨到月球上70厘米長的物體。這項計劃稱為VLBI太空天文計劃（英文VLBI Space Observatory Programme，略作VSOP）。這項計劃將會用來繪製及研究星系的核心和類星體，天文學家認為質量極大的黑洞也在那裡。身為宇宙的第二位信使，無線電波現正發揮令人驚訝的作用，並且繼續向我們顯示更多有關它們來源的資料。

第三位信使：X射線

天文學家在1949年首次觀測到X射線。由於X射線不能穿越地球的大氣層，天文學家惟有等待火箭和人造衛星發明後，才能從這個信使獲知太空的資料。X射線在極高的熱力下產生，因此，它可以提供有關宇宙多方面的資料，包括星體熾熱的大氣、超新星的剩餘碎片、星系團、類星體，以及理論上存在的黑洞。——請參看《儆醒！》1992年11月8日刊，第5-9頁資料。

1990年6月，天文學家把人造衛星倫琴發射到太空，並成功地繪製了整個X射線宇宙圖。記錄中的資料顯示，宇宙間總共有四百萬個X射線來源。然而，這些來源之間有一個不明的熾熱背景。光源可能來自類星群。有些天文學家認為類星群是星系的高能量核心，位於有些天文學家稱為「可見宇宙邊緣」的地方。到了適當的時候，我們也能從X射線信使獲得更多資料。

第四位信使：紅外線

天文學家在1920年代首次觀測到紅外線。由於紅外線會被水蒸氣吸收，因此，為了獲致較佳的效果，天文學家運用環繞軌道的人造衛星，以便研究這個信使。1983年，紅外線天文衛星繪製了整個紅外線宇宙圖，並發現宇宙間有24萬5389個紅外線來源。當中百分之9的物體（2萬2000個）顯然是一些遙遠的星系。

天文學家無法通過光學望遠鏡，看見太空所有區域的氣體和塵埃背後的東西。可是，第四號信使卻能使天文學家「看見」宇宙塵背後的事物，在觀察銀河系的核心方面，紅外線尤其深具價值。科學家打算把一台紅外線望遠鏡射上軌道，這台望遠鏡稱為太空紅外線望遠鏡設施，它的敏感度比紅外線天文衛星高1000倍。

第五位信使：紫外線輻射

1968年，天文學家首次觀測到紫外線輻射。大部分紫外線輻射給臭氧層阻擋了，以致無法抵達地球。1990年4月，天文學家把哈布爾太空望遠鏡射上太空，這台望遠鏡不但能夠觀察可見的射線，也能夠觀測到紫外線輻射，並且能夠瞄準30個遠達100億光年的類星。c這意味到，藉著觀測這位紫外線信使，人類能夠看見100億年前的宇宙是怎樣的。但願這位信使能夠把宇宙的眾多奧祕一一揭開。

第六位信使：伽馬射線

伽馬射線是高能量的輻射，波長極短。它是一種有害的射線，幸而大氣層阻擋了大部分的伽馬射線抵達地球。這位信使跟宇宙許多急劇變化的事件有關。1991年4月5日，美國國家航空和航天局發射了伽馬射線天體情報衛星到太空去。它能夠觀測類星、超新星、脈衝星、理論中的黑洞，以及其他遙遠天體附近的事件。

隨著太空時代來到，天文學家現在能夠觀測整個電磁波譜，從無線電波至伽馬射線。不錯，這是天文學家的黃金時代。既有這六位外太空信使的幫助，現在當我們「向上舉目」，我們能夠『看見』這一切的創造主的驚人智慧。（以賽亞書40:26；詩篇8:3,4）隨著天文學家繼續譯解這些信使帶來的資訊，我們也繼續懷著約伯在3000年前同樣的看法：「看哪，這不過是上帝工作的些微；我們所聽於他的是何等細微的聲音！」——約伯記26:14。

［腳注］

［第15頁的附欄］

（排版後的式樣，見出版物）

0.1Å 伽馬射線

1Å X射線

10Å

100Å 紫外線輻射

1000Å

4000-7000Å 可見光波長

1萬Å 紅外線

10μ

100μ 無線電波

1毫米

1厘米

10厘米

1米

［第15頁的圖片］

藉著VSOP太空無線電望遠鏡之助，我們能夠把月球上一個70厘米長的物體辨別出來

［鳴謝］

VSOP: Courtesy of Nobeyama Radio Observatory, Japan

［第15頁的圖片］

在夏威夷現正興建中的光學/紅外線望遠鏡的設計圖

［鳴謝］

Subaru: Courtesy of National Astronomical Observatory, Japan