夜空的脊柱

【本文首發於南京大學天文愛好者協會公眾號GAFA（有刪改），轉載須授權。本文是筆者的寫作練習之一，文中有意模仿了卡爾?薩根的文風。題圖為南半球所見銀河， imagecredit & copyright: ESO】

一、通向宇宙之路

啊，銀河，

彷彿天國的河在緩緩流淌，

又如美人的肌膚髮著幽光，

我是沿著你游向另一個世界，

還是只能空懷著愛意滿腔？

——紀堯姆·阿波利奈爾（GuillaumeApollinaire）

選擇一個晴朗而無月的夏夜，若大氣與光污染條件良好，抬頭仰望夜空，能看到橫跨夜空的乳白色光帶，這就是銀河。在希臘神話中，銀河是由赫拉的乳汁所形成的，所以被稱為奶之路（Milky Way）。波札那卡拉哈里沙漠的原住民布須曼人則對銀河有著另一種解釋——從他們所在的緯度，銀河常常正好經過天頂附近，所以他們認為銀河支撐起了整片天空，他們相信倘若沒有銀河，天空的碎片會落到大地上。

那麼，銀河究竟是什麼呢？中國古代神話中銀河的故事相信各位已足夠熟悉，在此便不再贅述。從古代巴比倫的馬爾杜克所置提亞馬特之尾，到近代宮澤賢治所著《銀河鐵道之夜》，銀河總是承載著人類想像的輕帆緩緩流淌。只是，科學的發展，總是與那些無論美好與否的遐想所背道而馳。人類逐漸將視野延伸得越來越遠，將儀器製作得越來越精密。

銀河系藝術想像圖 imagecredit & copyright: KAGAYA（加賀谷穰，《銀河鐵道之夜》腳本、原畫）

二、千億個太陽

蒼天，你還有秘密嗎？

人類已揭開面紗，一切都顯露無遺。

——雪萊，《解放了的普羅米修斯》

十七世紀初，當伽利略拿著望遠鏡指向天空的月球與行星時，這位科學巨匠也沒有忘記半懸空中的奶之路。觀測結果是令人驚喜但並非始料未及的：這條乳白色的光帶被分解成了不計其數的密集的星星。對伽利略本人來說，他有更多的問題需要處理，包括月球表面的陰影、木星周圍的小天體、太陽黑子，以及土星奇特的「附屬物」、日心說、重力與運動，甚至潮汐，因此伽利略只將「存在大量肉眼看不清的天體，它們組成了銀河」這一觀點，放在了《星際信使》中一個不甚起眼的位置。這位科學巨匠並不知道，他用望遠鏡，在人類歷史上，第一次試圖揭開這塊蒙在夜空上的白色面紗。而這望遠鏡，逐漸成為了宇宙之王的權杖。

將近兩百年過去了，人類的觀測技術有了長足的發展。1785年，威廉?赫歇爾爵士，天王星的發現者，首次嘗試用尚未成熟的天體測量技術，仔細觀察並測量了他所見的銀河內的恆星的分布。他得到了一個盤狀的銀河，與一個接近銀河中心的太陽。至此，人類第一次，可以將銀河，稱為銀河系。

赫歇爾所作的銀河系示意圖，圖中央偏左可見其標示出的太陽位置

二十世紀初，荷蘭天文學家雅各布斯?卡普坦（Jacobus Kapteyn）用與赫歇爾相同的方法，更高精度的測量方法，得到了一個比赫歇爾模型大9倍的盤狀銀河系模型，太陽依舊位於中心附近。但他們都犯了相同的、致命的錯誤——忽略了星際消光的作用。同時期的哈洛夫?沙普利（Harlow Shapley）則提出了不同（且最終證明較為正確）的觀點——太陽距離銀河系中心有一定距離，約10kpc（現代測量值為8.09±0.31kpc），而現代測量的銀河系半徑則為15至27kpc，具體值取決於如何進行計算。沙普利使用了他的前輩們未曾使用的方法——測量銀河系中球狀星團的分布。他通過觀測銀河系內的球狀星團中的天琴座RR型變星，發現球狀星團總的大致呈現球狀的分布，並給出了這個球體中心的位置。這，正是銀河系的中心。

不久後，沙普利捲入了另一場學術爭論——人們所見的諸如M31似的渦狀星雲是否為銀河系內的天體。沙普利的回答為「是」，遺憾的是，埃德溫?哈勃對於這些天體的測量說明了他們其實是銀河系外的星系，另外的宇宙島。

終於，人類擺脫了青銅時代的古老幻想，知道了自己在宇宙中的位置，知道了那個每日照耀著自己的熾熱的太陽，只是銀河系千億個恆星中普通的一個。而相反的，對一些人來說，一顆星星就是一個太陽。

三、銀河系百科全書

有時我會想，我們是何等幸運而生活在這個時代，人類歷史上第一個能夠真正地探索其它世界並深入地觀察這個宇宙的瞬間。

——卡爾?薩根（Carl Sagan），《宇宙》

於是，隨著人類科技日趨進步，蒼天的面紗被人類徹底揭開了嗎？恐怕尚未。人類知道的越多，所未知的卻不見得越少。愛因斯坦曾說，「宇宙中唯有兩件事物是無限的：宇宙的大小與人的愚蠢。我不能確定的是宇宙的大小。」隨著人類對銀河系的探索漸漸深入，人類似乎揭開了一層層的面紗，同時也漸漸地知道了籠罩在蒼天上的面紗是如此之厚。人類只是從宇宙汪洋之濱，向宇宙邁出了一小步，海水或許剛沒過腳踝。

但同時，銀河系離人類如此之近，以至於這剛沒過腳踝的海水，也是非常可觀的。通過觀測銀河核心，人類得到了可信度最高的黑洞——人馬A*；通過研究銀河系異於理論預計的自轉曲線，人類首次遇到了暗物質。可以說，大多數在星系及以下尺度的天文學研究，都首先在銀河系內尋找研究對象。人們不能解剖星星，但銀河系就是近在眼前的培養皿。

伽利略沒有想到，從他用那小小的望遠鏡仰望夜空開始，人類便開始走向群星，研發出越來越大、性能越來越好的望遠鏡。人類對性能的追求是永無止境的，從小到大，從地面到空間，從依巴谷衛星到蓋亞計劃，望遠鏡的性能越來越強，而蓋亞望遠鏡計劃的目標之一，就是得到目前為止，銀河系最精確的空間地圖。

或許，不久的將來，人類將會寫出一本，《銀河系百科全書》。

蓋亞空間望遠鏡想像圖image credit & copyright: ESA–D. Ducros, 2013

四、為銀河呼籲

我們頭頂的天空中布滿了星星，我們曾朝天躺著，仰望它們，討論它們是被造出來的還是自然形成的。

——馬克?吐溫，《哈克貝利?費恩歷險記》

然而，現代的人類，如四百年前的伽利略一樣，抬起頭來，卻失望地發現，城市中的燈光，將天空渲染得猩紅一片，他們就連古希臘的孤獨者們對真實的天空所虛構的星座都無法完全看清。倘若伽利略生活在如今的佛羅倫薩，恐怕他所能看見的天空，只是一片均勻的黃色。人類花了四百年揭開蒼天的面紗，卻又將夜空，籠罩在人類自己所作的面紗之中。

地球的夜空（東亞局部）image credit: NASA Earth Observatory

在現代都市中，夜空的脊柱消失了，天空的碎片跌落到了地上，星雲、星團、星系，以及成百上千的暗弱的星星，無一倖免。只有那些足夠明亮的為數不多的天體，還在夜空中孤獨地發出自己的黯淡的光。取而代之的，是地上之星——亮著鈉的特徵譜線的路燈。現代天文學摧毀了天空中的神話，而地上之星們，即將毀掉人類心中的神話。為了讓夜空重獲脊柱，天文愛好者們只得跑得離城市越來越遠，直到能看見天邊那黯淡的星光。可是，誰也不知道，何時，城市的夜空中獵戶的佩劍也將從空中跌落。到那時，誰又能揭開蒼天的面紗呢？可能，天文館，將是唯一的去處吧。

有人為國家呼籲，有人為民族呼籲，但是，誰為人類呼籲，誰為地球呼籲，誰為銀河呼籲呢？

尾聲

試想，有多少恆星、行星以及生命物種，可能存在於這個廣袤無垠而令人驚嘆的宇宙之中。

——卡爾?薩根，《宇宙》

銀河系獵戶臂內有一顆極其普通的G2V型主序星，其引力束縛的一顆黯淡的藍色行星上的某一直立行走的智慧生命寫下了這篇文章。