傍晚時分,我們頭頂上的天空萬里無雲,漸漸變黑。我們站在空曠的室外眺望天空,那裡閃爍著不計其數的微小光點,如同一閃一閃的螢火蟲,也許還能看到高掛在樹梢上的鐮刀彎月。
你一定想知道,我們頭頂上閃閃發亮的星河是什麼,它們都是和太陽一樣的恆星嗎?還是和地球一樣的行星?或是其他天體?它們距離我們多遠?如果我們想去旅行,需要飛行多長時間?
很久以前人類就提出了許多類似這樣的問題。幾千年之前,當我們祖先仰望星空時,他們的驚訝和讚歎絕不亞於我們。他們對夜空充滿好奇,一再抬頭仰望萬千星光。他們想要探究星空是否一成不變,還是隨著時間的推移而改變。這些幾千年前生活在地球上的人們,成為第一批星空研究者和發現者,因為他們主要研究天象和星星,人們稱他們為天文學家,這個詞語源自希臘文astron,意為“星星”。
天文學家觀察所有星星、月亮和太陽在天空中運行的軌跡。它們升上天空,不斷向上爬升,達到最高點後,開始下降,最終落入地平線,消失不見。絕大部分星星之間的距離不會發生變化,它們一起運轉,彷彿固定在慢慢自轉的球形天體上,人們將它們命名為fixus——恆星,在拉丁語中意思是“恆定”,歷史上許多天文學家都是使用拉丁語。不過還有一些星星卻在悄悄地改變自己的位置,由於它們的位置來回變動,如同動物在草場上四處行走,因此人們將它們稱為planetes——行星,即希臘語中“四處走動”。
文中插圖一
直到今天,我們依然覺得太陽每天早晨升起,傍晚落下,月亮、星星也給我們同樣的印象,然而這只是假象,並不正確,它恰恰說明了:僅僅依靠觀察還遠遠不夠,我們通常看到的只是表面的、局部的現象。
舉個例子,站在一條長長的林蔭大道的起點,道路兩側排列著樹木,我們看向另一端,只覺得兩側樹木之間的距離越來越窄,最後彷彿緊緊連在一起,好像無法從中間穿過。我們當然不會就此斷定此路不通轉身離開,因為經驗告訴我們:這只是一種視覺假象。專業人士將這一現象稱為“透視”,它會造成一種視覺假象。
事實上,沿著整條大道栽種的所有樹木之間距離均等。透視讓我們覺得離我們越遠的樹木排得越緊密。
現在我們已經知道了科學的重要特點之一:精準觀察和確認真相,這就是你的任務。研究常常極其困難,要求持之以恆且殫精竭慮。
幾千年前,即使最聰明的研究者也不知道太陽、月亮和星星究竟是什麼。儘管如此,通過仔細認真地觀察天空的變化情況,前人獲知了許多天文信息。
觀察的結果就是,星星、太陽和月亮在天空中的意義類似於鐘錶。不過與現代的鬧鐘不同,我們聽不到天空時鐘嘀嗒作響,早晨它也不會響起鈴聲將我們從床上喚醒。當太陽昇起時,白天開始了;正午時分,太陽高掛在最上方的天空中;當它下山時,意味著白天過去,夜晚來了。
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通過月亮也可以計時。月亮繞著地球轉,這種行星的“伴星”被稱為衛星,其他行星也有自己的衛星,有的甚至擁有多個衛星。一束光從地球表面射出,需要約一秒鐘就可以到達月亮,而一架民航飛機需要持續飛行16天才能到達。人類在很久前就已經拜訪了月球,1969年至1972 年,共有 12 名美國宇航員乘著宇宙飛船登陸月球。
為什麼日曆會根據月亮來呢?今天一輪滿月高掛在天空,從明天起,我們會看到它開始慢慢變小,直到彷彿完全消失,人們將那時的月亮稱為新月。
緊接著月亮又開始慢慢變大,直到出現新一輪的滿月。這之間過去了一個月。儘管這個過程並不完全精準確切,不過早在幾千年之前,人們就已經通過觀察月相來確定時間了。
星空也能當作時鐘,如果掌握瞭解一些天文知識,這個時鐘甚至還能指示日期。第一部年曆的誕生就來自對星空的精確觀察,一年被劃分為月、星期和日,接著進一步細化分為小時、分鐘和秒鐘。如今我們擁有了極其精確的計時器,不再需要觀察日出日落、月圓月虧來推測時間,不過這些精確的鐘表產品依然是參照天文信息製造的,只是我們不再需要特別地注意這些天文信息。
在本書中,我們將隨著天文學家穿越千年,去看一看他們在古代的發現和所得。我們的漫遊宇宙之旅就從天空中最明亮的恆星開始了。
(本文摘自《天文星球:我的第一本太空知識繪本》,已獲得授權發佈。)
《天文星球:我的第一本太空知識繪本》
[德]迪特爾·B·赫爾曼 著
[德]維達利·康斯坦丁諾夫 繪,郭海琴 譯
民主與建設出版社2018年10月出版