天空记 精彩片段:
第二十五讲 星云
↓1.银河、银河的形状与位置。
↓2.赫歇尔对银河的探索与研究。
↓3.雾所产生的景象、雾气笼罩的地平线。
↓4.由恒星们组成的磨盘、对银河的解释。
↓5.对天空的测量。
↓6.星云的形状与大小、光穿过银河所需要的时间。
↓7.从远处看到的银河。
↓8.天空中的岛屿。
↓9.光的百万年旅行、不可分解星云、太阳诞生的实验室。
↓1.在晴朗的夜空,谁不曾看到过一条发亮的带子,就像一道发出磷光的雾气,从天空的这一端横跨至另一端?天文学家将它称为银河,通常人们会将它称为圣雅克之路。古人曾经讲过这样一个故事:有一天,朱诺(Juno)给她的孩子武仙(Hercule)哺乳时,有几滴神圣的奶汁从婴儿的嘴中流出来,洒到了天空中,由此形成了银河,即奶汁之河。科学保留了古代神话传说中的这个名字,但是,它却摒弃了原先的奶汁形成银河的这个传说,而赋之以另外一个更为庄重的解释。对于这一点,你们在下文中可以自行判断。
通过肉眼来看,银河就像一层发亮的淡淡的轻雾,它呈现为一条不规则的带状。银河环绕在整个天空中,把天空分成两个几乎相等的部分。在我们的这个半球,冬天时我们会看到银河穿过仙后座、英仙座、御夫座,非常靠近御夫座的五车二星;接下来,它经过猎户座的附近,把猎户举着的大头棒罩住了;最后,它到达天狼星的附近。在夏天,它从仙后座流向天鹅座与天鹰座,并穿过它们;从天鹅座开始,它分成两个分叉,而在南边的天空靠近半人马座的α星的地方,银河的这两个分叉又合二为一了。于是,在整个银河长度一半的地方分成两个弧,而另一半则单独成一部分,也许我们可以将它比喻成一枚戒指,该戒指的金属环被分成两个部分,中间留出一个空隙,嵌进那珍贵的宝石。单凭肉眼的力量我们不能再获得更多关于银河的信息。望远镜能告诉我们关于银河的其他知识。
↓2.如果我们将望远镜指向银河中的任意一个位置,那么很快就能看到成千上万的亮点,而最初我们用眼睛观察这里时,只能看到一片模糊的微光。严格说来,这里是群星聚集之地,栖居了无数颗恒星。从远处看,海滩上的沙粒混合在一起,像一条带子;从近处看,它就分成无数的单个的小沙粒。银河也一样,从远处看,或者用肉眼看,它就像一片乳色发光的带子;从近处看,也就是用望远镜看时,它就是无数的单颗星星的聚集体。我们所说的天体海洋的沙滩上,堆积的是恒星,而不是沙粒。当赫歇尔研究天空中的这一神奇景象时,他所使用的望远镜只能看到月球圆盘的四分之一那么大的一块区域,但就是在这样一片狭小的区域内,他所看到的星星就有300颗、400颗、500颗,直到600颗。在银河的这样一个小小角落里,只有月球圆盘四分之一那么大的一块区域居然就有600颗星星。那么,在整个月球圆盘的区域内就会有2400颗星星!在整个天空中,我们不用望远镜而只用肉眼来看,也看不到那么多颗星星。尽管望远镜的观察区域保持不变,然而星星则由于它们的视转而发生移动,不断地在更新着。赫歇尔尝试着统计所观察到的星星的数量,他估测,每十五分钟,就会有11.6万颗星星进入他的眼睛!他估计整个银河中星星的数量至少会有1800万颗!
↓3.是否银河就像望远镜所告诉我们的,它是由几百万几千万颗太阳聚积在一起形成的一个环,或者它是一层均匀分布的太阳所形成的景象,我们自己处于这层太阳的内部?下文中的例子可以解释我的这一想法。
假设在我们周围的地面上环绕着一层高十米左右的薄雾,这层薄雾在水平方向上是可以延伸的,但在垂直的方向上它的高度是有限的。那么,我们在这层薄雾的中间能看到什么呢?在我们的头顶上空,我们的视线几乎可以无障碍地延伸出去,因为雾的高度是有限的,我们只能看到一些很少的雾气的微粒,蓝色的天空似乎变得暗淡了一些。而与此相反,我们在水平的方向上向四周看上去,我们看到的都会是雾气微粒的不固定行列,这些雾气微粒重叠在一起,并且,由于这种重叠,观察者周围的雾气加重了,形成一个不透明的云状的圆环。因此,对于均匀的雾气层来说,当我们顺着它厚度较小的方向去看时,我们看不到雾气层;当顺着它厚度较大的方向去看时,我们就能够看到雾气层了。因此,它就在我们的周围形成一个云雾的环形地带。平常环绕在地平线上的那层雾气,实际上并没有其他的形成原因,它就是这样形成的。在水平方向上,雾气并不比我们所处地方的雾气更重,而是因为从水平方向看去,地面上的雾气重叠起来了,从而显得更为厚重。