星辰的「榮耀」
星辰的「榮耀」
你可曾在晴朗的夜空下,對滿天的繁星讚嘆不已呢?你也許留意到星星不但一閃一閃的,而且明暗不一,甚至顏色有別,正如聖經說:「這顆星的榮耀和那顆星的榮耀,也不相同。」(哥林多前書15:41)
為什麼星星會有不同的亮度呢?為什麼會有不同的顏色?比如白色、藍色、黃色或紅色?為什麼它們會一閃一閃的?
星體的中心彷彿是個大型的核子反應堆,可以產生巨大的能量。這些能量會傳導到星體的外層,再發散到太空,而且大部分都轉變為可見光和紅外線。你也許會感到意外,溫度較高的星體呈藍色,溫度較低的則呈紅色。為什麼會有這種差別呢?
光是由無數微粒構成的粒子流,這些粒子稱為光子。光也是一種能量,具有波的特性。溫度較高的星體發散能量較高的光子,這些光子的波長較短,在光譜中的藍端;溫度較低的星體發散能量較低的光子,這些光子在光譜中的紅端。我們看得見的太陽溫度居中,所以發出的光主要是在光譜的中央,也就是綠色和黃色的光。那麼,為什麼太陽不是綠色的呢?因為太陽也發散大量可見光中其他波長的光,不同顏色的光混合起來,結果我們在太空中看見的太陽是白色的。
大氣層為太陽「著色」
我們是在地球上隔著大氣層看太陽的,因此太陽的顏色或多或少都受到大氣層影響。在一天中的不同時間,太陽的顏色也會有所變化,例如,中午的太陽通常呈亮黃色,日出或日落時的太陽接近地平線,看上去呈橙色或紅色。太陽的顏色之所以有這樣的變化,是因為陽光受大氣層中各種微粒、水蒸氣和其他氣體分子所影響。
大氣層中的氣體和微粒使陽光中的藍光和紫光散射開去,因此天氣晴朗時天空一片蔚藍。由於藍光和紫光被散射,中午的陽光主要是黃色的。當太陽接近地平線時,陽光會以最小的角度進入大氣層,因此要穿越更厚的大氣我們才能看見,途中有更多的藍光和綠光被散射,結果日落的太陽呈火紅色,十分豔麗。
多彩的夜空
我們凝望夜空時,能看到的多少都受視覺所限制。眼睛通過視錐和視桿這兩種細胞來接收光線。視錐能夠辨別顏色,但光線
太暗時就無法運作了。視桿雖然對顏色並不敏感,卻是極佳的感光細胞。事實上,在理想的環境下,一個視桿細胞可以感應到一個光子!人眼的視桿對波長較短的藍光比較敏感,因此,當用肉眼看亮度較暗的星體時,我們可以看見藍色的星星,卻看不見紅色的。幸好,我們還可以借助於別的工具來觀賞星星。通過望遠鏡,我們可以看見夜空中昏暗的天體,例如恆星、星系、彗星和星雲。不過,我們所能看見的仍然受到大氣層所影響。環繞地球運行的哈勃太空望遠鏡能解決這個問題。哈勃太空望遠鏡是科技上的一項傑作,天體的亮度即使只有肉眼能見的最暗天體的100億分之1,也能被它探測得到!因此,哈勃太空望遠鏡可以拍攝到太空深處令人驚嘆的天體,包括星系和由星際塵埃及氣體構成的星雲。
今天,有些地面望遠鏡足以跟哈勃望遠鏡媲美,在某些方面甚至比哈勃望遠鏡更
優越。例如,這些望遠鏡運用先進的技術,可以不受大氣的影響,讓天文學家觀測到更清晰的天象。凱克一號就是這樣的望遠鏡。凱克一號望遠鏡安設在夏威夷島的凱克天文台,是世上最大的望遠鏡之一。通過這個望遠鏡,澳大利亞悉尼大學的天文學家彼得·塔特希爾發現,在人馬座中有個雙星系統噴出塵埃雲。從地球上看這個人馬座是在銀河系中心附近。天文學家越深入觀測太空,發現到的恆星和星系就越多。有多少呢?數不勝數!但我們的創造主耶和華上帝很清楚。詩篇147:4說:「他數算星辰的數目,一一點名呼召。」
先知以賽亞也說過類似的話。他的話還帶出了一個跟科學事實完全一致的觀點,那就是,上帝是用無窮的力量創造了物質宇宙。以賽亞說:「你們向天舉目吧!這一切是誰創造的呢?是上帝創造的,他率領星辰如領大軍,悉數號召,一一點名呼喚。他能力充沛,力量強大,所以連一顆星都不缺少。」(以賽亞書40:26)
以賽亞生活在大約2700年前,他怎麼知道宇宙萬物是來自上帝無窮的力量呢?當然不是他自己猜想到的,而是耶和華啟示他寫下來的。(提摩太後書3:16)因此,以賽亞和聖經其他的執筆者所做的一件事,任何科學課本或望遠鏡都沒有做,就是讓人知道:是耶和華上帝創造了美麗的星辰,給它們榮耀。
[第16頁的附欄或圖片]
為什麼恆星一閃一閃的?
恆星之所以一閃一閃、忽明忽暗、忽左忽右,是因為受到大氣層的空氣擾動所影響,就像游泳池底一些發亮的小射燈一樣。想想看,當水波動的時候,小射燈會怎樣呢?一閃一閃的,就像恆星閃爍一樣。不過,我們看較大的射燈時卻不怎麼受到水的波動所影響。行星就像較大的射燈一樣。行星看上去比較大並不是因為實際比恆星大,而是因為距離地球較近。行星不怎麼受到空氣擾動所影響,看起來就不閃了。
[第17頁的附欄或圖片]
太空照片的顏色是真的嗎?
憑著哈勃太空望遠鏡之助,我們可以看見科學家所拍的恆星、星雲和星系的照片。這些照片色彩繽紛、令人讚嘆。可是,照片的顏色是真的嗎?其實照片是經過加工的,是科學與藝術的結合。哈勃望遠鏡接收到的影像是黑白的,卻通過彩色濾鏡拍攝下來。天文學家和成像專家再運用現代科技和軟件(軟體),把拍攝下來的影像做最後處理。有時,他們還能盡量按照他們認為的天體的自然顏色製作出圖像來。 *不過,有時為了使圖像的某些地方更突出,方便進行科學分析,天文學家會故意改變圖像的顏色。
[腳注]
^ 當我們用望遠鏡觀看夜空中較暗的天體時,眼睛的視錐細胞難以發揮作用,視桿細胞卻可以發揮作用,讓我們看得見天體,但視桿細胞並不能辨別顏色。
[圖片]
黑白影像
紅色
綠色
藍色
三色合成後的圖像
[鳴謝]
J. Hester and P. Scowen (AZ State Univ.), NASA
[第16頁的圖片]
麒麟座V838
[第16頁的圖片]
相互作用星系Arp273
[第15頁的圖片鳴謝]
NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration
[第16頁的圖片鳴謝]
V838: NASA, ESA, and H. Bond (STScI); Arp 273: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)