牧籟
人類到過的最遠的地方是哪里?珠穆朗瑪峰?南極或北極?月球?面對這個問題,你可能已經想到了許多答案。借助望遠鏡,人類能觀測到的地方遠到超乎你的想象。
肉眼可見的最遠天體
你曾在夜晚的星空下數過星星嗎?夜空中有多少顆星星呢?不用望遠鏡的情況下,人們可以在地球的各個方向找到9000多顆星星。不過,它們絕大部分就在太陽系的周圍,銀河系之內,像明亮的燈泡,把地球的夜空照亮。
我們肉眼能看到的銀河系外的天體是仙女座和三角座星系,它們呆在天空的小角落里。如果不仔細觀察,你很容易忽略它們的存在,但實際上,它們的個頭可不小,直徑分別為20萬光年和6萬光年。
仙女座和三角座星系已是人類肉眼可見的最遠天體,卻仍然是我們的“鄰居”。如果沒有望遠鏡,我們的視野將止步于此。
伊卡洛斯星位于一個螺旋星系中,是人們觀測到迄今為止最遙遠的單顆恒星。作為一顆藍色超巨星,它的質量超過太陽的33倍,亮度達到太陽的幾十萬倍。
通常,人們無法在這么遠的距離上找到單獨一顆恒星,但伊卡洛斯星卻很幸運,在它的前方恰好有一個巨大的星系團。這個星系團就像天然的放大鏡,會產生一種“引力透鏡”的效應,即光線被強大的引力彎曲、聚集,最終被天文望遠鏡檢測到。
人類的“千里眼”
當一輛救護車朝你駛來時,鳴笛聲的音調會升高;當它離去時,鳴笛聲便越來越低沉。這種現象叫做“多普勒效應”。宇宙中也會出現這種效應,不過發(fā)生變化的不是聲音,而是光線。
當天體遠離我們時,它發(fā)出的光線波長會被拉長,使光的顏色變紅,即“紅移”;當天體接近我們時,光線的波長會縮短,光的顏色變藍,即“藍移”。越遠的天體遠離我們的速度越快,紅移就越明顯,觀察它的紅移速度,就能算出對應距離。
由于紅移和被星際塵埃阻擋等原因,天體發(fā)出的光即便遠遠強于太陽光,抵達地球時也會變得極其微弱。還有許多天體會發(fā)出人類肉眼不可見的紫外線、X射線、無線電波,等等。為此,人們建造了多種天文望遠鏡,它們擁有不同的“視覺”,專門觀測不同類型的光源。
人類的視野極限
由于天體越遠,光就需要越長的時間才能抵達地球,因此,我們看到的星空其實是一本“相冊”,上面記錄了過去不同時期、不同距離的天體圖像。隨著距離的推遠,星空“相冊”會出現越來越多的空白,相冊的最后一頁寫著:距地球465億光年。這就是我們視野的盡頭,超出這個距離的宇宙永遠都不可能被看到,因為宇宙正在不斷膨脹。
在一只沒有氣的氣球上畫幾個點,然后給氣球吹氣。你會看到,隨著氣球膨脹,點與點之間距離越來越遠。宇宙如同這只氣球,內部空間不斷變大。宇宙邊緣的“光之郵遞員”就像氣球上的一只螞蟻,氣球膨脹的速度比它爬行的速度還快,使它永遠爬不到盡頭。至于宇宙到底會不會永遠膨脹下去,這還是一個有待科學家們解開的謎題。