令人生畏的宇宙

神祕莫測、美不勝收

每年這個時候，夜空星火爛漫，有如寶石生輝，光彩奪目。高掛頭上的，是昂首闊步、威風凜凜的獵戶座。在一月的星夜，從阿拉斯加的安克雷奇，到南非的開普敦，人只要仰著頭就瞧得見獵戶座。你最近有細心眺望天空的寶庫，觀察一下知名的星宿，例如獵戶座嗎？天文學家不久之前才觀察過，他們是利用剛修理好的哈勃太空望遠鏡來觀察的。

「獵戶」腰帶上的三顆亮星，垂掛著他的「寶劍」。在寶劍中央有顆模糊的恆星，其實不是顆恆星，而是有名的獵戶座大星雲。人即使用小型望遠鏡，也看得見這團引人注目的星雲。可是，令內行的天文學家著迷的，卻不是這團星雲若隱若現的亮光。

讓皮埃爾·卡約在《天文學》雜誌報告說：「在我們的銀河這邊，獵戶座大星雲是恆星誕生的又大又活躍的地區，所以天文學家都紛紛鑽研獵戶座大星雲，包括其中的許多年輕恆星。」這團大星雲儼然是個星際『產房』！天文學家用哈勃望遠鏡拍攝獵戶座大星雲的照片，攝得細微的現象，是他們以往從未觀察到的。他們看見的，不單是恆星和發光的氣體，而是卡約所稱的「模糊的卵形物，這些模糊的卵形斑點發出橙黃色的亮光，就像人的午餐碎屑偶然散落在照片上一樣」。科學家相信這些模糊的光斑絕不是暗室造成的瑕疵，而是「原行星的平面，是科學家首次從1500光年距離所見的太陽系孕育時期」。這時刻正有恆星，甚至整個太陽系，在獵戶座大星雲裡誕生嗎？很多天文學家都信有其事。

從誕生到滅亡

「獵戶」拿著弓邁步向前，彷彿要跟金牛座的「公牛」對抗。人用小型望遠鏡就能夠看見，在公牛的南面角尖附近，隱約有一片亮光。這就是蟹狀星雲。用大型的望遠鏡觀察，這團星雲恍如在爆炸，像第9頁圖片所見一樣。假說獵戶座大星雲是個星際『育嬰室』，那麼，毗鄰的蟹狀星雲就是個星際『墓地』。恆星遭遇意想不到的『橫死』，就『埋葬』在這裡。

這場天空災難可能就是中國天文學家所記錄的現象。1054年7月4日，中國天文學家觀察到金牛座有顆星突然出現，於是他們把這顆恆星稱為「客星」。據說，這顆恆星星光煌煌，日間也看得見，這現象持續了整整23天。天文學家羅伯特·伯納姆指出：「幾週來，這顆恆星星光燦爛，所發的光芒足有4億個太陽一同照耀的亮度。」天文學家把這個星際自殺奇觀稱為超新星的誕生。甚至今天，差不多一千年之後，這場爆炸的火光每天以大約8000萬公里的速度飛越太空。

哈勃太空望遠鏡也向這方面觀察。據《天文學》雜誌說，天文學家用哈勃太空望遠鏡深入觀察蟹狀星雲，他們「在蟹狀星雲新觀察到的細微現象，是以前沒有料到的」。天文學家保羅·斯科恩說，新觀察到的現象「足以叫支持大爆炸論的天文學家煞費思量好一段日子」。

天文學家（例如哈佛的羅伯特·基爾納）認為，了解像蟹狀星雲一類的超新星遺跡十分重要，這些遺跡可以用來測量地球跟其他星系的距離。這是目前科學家深入鑽研的範疇。上述提過，地球跟其他星系究竟距離多遠，科學家的意見莫衷一是。這件事最近引發了與宇宙起源的大爆炸模型有關的熱烈辯論。

在西方的一月，在北半球的夜空，在金牛座以外的仙女座，一道柔和的亮光依然清楚可見。這道光是從仙女星系發出來的，是肉眼可見最遠的星光。相比之下，獵戶座和金牛座的奇景近在咫尺——距離地球不過幾千光年。現在，我們凝望距離地球約200萬光年的大旋渦星系。這個星系跟我們的星系——我們的銀河十分相似，不過卻大得多，直徑延伸約18萬光年。每逢你望著仙女座的柔和星光，眼中所見的可能是200萬年前的亮光！

近年來，瑪格麗特·蓋勒和其他同工展開宏圖大計，嘗試繪製地球四周星系的三維空間天體圖，結果令大爆炸論大受質疑。星圖繪製員發現，星系並不是平均分布宇宙各方的，而是「像織錦圖案般」織在延伸億萬光年的畫面上。頗受各界重視的《科學》週刊最近報導：「這塊『織錦』怎樣從新生宇宙中幾乎穩定不變的物質織出來，是目前宇宙哲學上一個亟需解答的問題。」

我們從這個一月的夜空開始，很快看見的不單是令人讚嘆不已的美景，還有隨之而來跟宇宙起源有關的連串問題和奧祕。宇宙怎樣誕生？宇宙怎樣發展到今天的複雜階段？極目所見的天空奇景要變成怎樣？誰可以告訴我們？我們走著瞧。

［第8頁的附欄］

天文學家怎麼知道有多遠？

天文學家告訴我們，仙女星系距離地球200萬光年。他們告訴我們的，不過是憑猜測得出來的約略估計罷了。人還未想出一個好辦法，能夠直接測量這樣驚人的距離。最接近地球的恆星，距離地球200光年左右，能用星球的視差直接測量，所牽涉到的只是簡單的三角幾何。可是，這種測量法只對近距離的恆星適用。這些恆星跟地球相距很近，所以地球繞著太陽運行的時候，這些恆星看起來就稍微移動了。大多數的恆星，包括所有星系，都離地球很遠。這樣，天文學家就只能猜測了。既然近距離的恆星，例如獵戶座中的紅超巨星參宿四（估計跟地球相隔300光年到逾1000光年不等），所知的距離也是猜測得來的，那麼，天文學家對遙遠的星系（有些比參宿四距離還要遠一百萬倍）跟地球的距離意見紛紜，我們絕不感到意外。

［第8頁的附欄］

超新星、脈衝星、黑洞

蟹狀星雲的中心藏著宇宙間最奇特的物體。據科學家說，這是一個死去的恆星的細小遺體，壓縮到難以置信的密度，在『墳墓』裡每秒鐘旋轉30次，一面發出無線電波。1968年，科學家首次在地球探測到這種電波。死去的恆星稱為脈衝星，是超新星的旋轉遺體。由於壓縮力十分巨大，以至原來恆星原子裡的電子和質子給擠壓在一起，這就產生了中子。科學家說，脈衝星一度是個超巨星的巨大核心，例如獵戶座的參宿四或參宿七的核心。恆星一旦發生爆炸，表層散射到外太空去，只餘下萎縮了的核心——一團白熱的火炭，核火早已經熄滅。

請想像一下，一個像太陽兩倍那麼大的恆星，竟給擠壓到直徑不及15到20公里！也請想像地球給擠壓到120米的大小。可是，這個物體的16立方厘米竟重達160億公噸。

即使是這樣的描述，也說不盡壓縮的情況。我們如果把地球壓縮到彈子那麼小，地球的引力場就會越來越強，最後連光也逃不出來。到時，細小的地球就會看來消失在所謂的黑洞裡。雖然天文學家大多相信有黑洞存在，但是他們仍然未能確切地加以證實，而且今天黑洞也不像他們幾年前所想的那麼頻常出現。

［第10頁的附欄］

那些色彩都是真實的嗎？

人用小型望遠鏡觀察天空，往往因為探測不到有名的星系或星雲而大失所望。他們在星雲的照片裡看到的繽紛色彩往哪裡去了？天文學家兼科學作家蒂莫西·費里斯指出：「即使用世上最大的望遠鏡，人的肉眼也不能直接看到星系的色彩。因為星光非常微弱，無法刺激視網膜上接收顏色的感光細胞。」這點促使有些人作出結論：天文學照片所見的精美色彩都是捏造出來的，只是在沖洗過程中弄了手腳罷了。這個看法卻大錯特錯。費里斯寫道：「那些色彩都是真實的。照片是天文學家盡了最大努力精確地拍攝出來的。」

費里斯在《星系》一書解釋，拍攝遙遠物體的照片，例如星系或星雲，「要把望遠鏡瞄準星系定時曝光，有時感光板曝光幾小時，待星光慢慢滲入感光乳劑中。這其間，一個驅動器會抵消地球的運轉，使望遠鏡能夠繼續瞄準星系，這個時候，天文學家（有時是自動導星系統）會糾正極微小的差距。」

［第7頁的圖解或圖片］

（排版後的式樣，見出版物）

1 獵戶座，一月夜空的常見景象

2 獵戶座星雲，模糊「星體」的特寫

3 獵戶座星雲深處——星際『產房』？

［鳴謝］

#2: Astro Photo - Oakview, CA

#3: C. R. O‘Dell/Rice University/NASA photo

［第9頁的圖片］

仙女星系，肉眼可見最遠的星系，旋轉速度看來違反了牛頓的萬有引力定律，使人質疑用望遠鏡也難以看見的黑點究竟是什麼東西

［鳴謝］

Astro Photo - Oakview, CA

［第9頁的圖片］

金牛座中的蟹狀星雲——星際『墳墓』？

［鳴謝］

Bill and Sally Fletcher

［第10頁的圖片］

上圖：車輪星系。一個較小的星系跟車輪星系碰在一起，傾斜越過車輪星系，較小的星系留下億萬新形成的恆星，像個藍圈繞著車輪星系

［鳴謝］

Kirk Borne (ST Scl), and NASA

下圖：貓眼星雲。兩顆恆星在大家的軌道上運轉，不難說明當中的結構多麼精密繁雜

［鳴謝］

J. P. Harrington and K. J. Borkowski (University of Maryland), and NASA