旅行到时空边缘：追寻远方的星辰

2023-09-17 理论教育版权反馈

【摘要】：第9章远方的星辰大海明亮的恒星犹如太空的灯塔，指引我们向宇宙的深处遨游繁星密布的夜空虽然过去几千年里人类把投向天空的目光主要投向了日月五星，但恒星才是星空真正的主角。现在，我们就沿着恒星路标，遨游向远方的星辰大海。图中白色连线是现代星座体系的大犬星座，红色连线是中国古代设立的弧矢星官。康熙非常高兴，给随行大臣指认老人星，并展开携带的星图，给大家讲解。

第9章　远方的星辰大海

明亮的恒星犹如太空的灯塔，指引我们向宇宙的深处遨游

繁星密布的夜空

虽然过去几千年里人类把投向天空的目光主要投向了日月五星，但恒星才是星空真正的主角。繁星密布的夜空让人眼花缭乱，其实肉眼可见之星数量是很有限的，总数约为6000颗，由于大地遮挡了半个天空，每一时刻，我们只能看到其中的一半—约3000颗，它们把夜空装点得星光灿烂，这是大自然展现给人类的最美丽最奇妙景观。

2000多年前，古希腊天文学家喜帕恰斯把肉眼看到的恒星按亮度划分为6个等级，最亮的20来颗星定为1等，勉强可见的暗弱星定为6等。后来天文学家们发现1等星正好比6等星亮了100倍，这样相邻星等之间亮度相差2.512倍。星等的范围也扩展开来并划分得更细，比1等星亮的定为0等、-1等，太阳的亮度是-26.7等。比6等暗的是7等、8等，它们需要借助望远镜才能看到，欧洲甚大望远镜（由4台8.2米口径望远镜组成）能够探测到的最暗星体是36.0等，相当于人眼视力的6300亿倍。

众星之中，明星往往最引人注目，它们犹如太空的灯塔，指示着空间的深度。现在，我们就沿着恒星路标，遨游向远方的星辰大海。

何以西北射天狼

比南门二更远的另一个近邻是天狼星—全天最亮的恒星，它把我们的目光引入8.6光年的远方。天狼星位于大犬座，在冬天和春天的夜晚，紧跟华丽的猎户座众星从东方升起。多数人对这颗星的了解来自苏东坡的《江城子·密州出猎》：

会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。

　　图中白色连线是现代星座体系的大犬星座，红色连线是中国古代设立的弧矢星官。天狼星位于弧矢之箭的西北方向，故而有“西北望，射天狼”。

在中国古人眼里，天狼星是一匹来自西北的凶猛野狼，代表常常从西方和北方侵略过来的胡人。有人会想当然地以为，天狼星位于西北方向。其实天狼星是一颗南天的星，就像冬天的太阳，东南升起，西南落下，永远也不会跑到西北方。苏东坡望向西北去射天狼，难道是酒醉微酣时不辨南北？

诗里的方位并不是从地上看的。天狼星是全天最亮恒星，古人让它代表敌对的胡人力量，岂不是长敌人威风灭自己的志气？不要紧，有辖制它的办法。天狼星东南不远处，大犬的后半部，有中国古人设置的弧矢星座，那是一把拉满弦的大弓，弓上搭着一只箭，瞄向西北方向的天狼，使其不敢轻举妄动。

这样看来，苏轼的诗句意境是升华的，他想象自己飘飘然升上众星之中，手握弧矢星这把大弓，对准前方（西北方）的天狼，要一箭将它射落。

如果我们把距离扩展到15光年，在这个范围内，会有50多颗恒星，其中太阳、南门二双星、天狼星、南河三是最明亮的，另外还有天苑四、天仓五、天鹅座61、印第安座ε这四颗星肉眼可见，其余44颗都是肉眼看不见的暗弱恒星。即使在最近的太空里，我们看到的也只是恒星中的一小部分。

夜空里的恒星看起来密密麻麻，但其实宇宙太空极为空旷。如果我们把地球周围15光年范围的空间缩小10万亿倍，做成一个微缩模型，那将是半径15公里的一个大球。其中太阳成了直径0.14毫米的微粒，地球只有1微米，距太阳1.5厘米，太阳系最近的邻居南门二，远在4公里之外。

在这个微缩模型里，时间流逝也变慢10万亿倍，这些恒星颗粒看起来是凝固不动的，其中跑得最快的巴纳德星微粒，与太阳微粒相距6公里，一年约接近太阳0.2米。

难以浪漫的牛郎织女

夏天和秋天的夜晚，星空的主角是牛郎星和织女星，这两颗著名的星把我们的视线引向17光年和25光年的深空。

牛郎星和织女星分列银河的东西两岸，现代城市里很难看到银河，但这两颗明星依然很容易看到。不过在现代社会，认出这两颗星的人很少了。

牛郎星两边有两颗小星，它们是河鼓一和河鼓三，他们被看做牛郎挑着的两个孩子；在织女星朝向牛郎的方向，有四颗星组成一个尖尖的菱形，它被看做织女织布用的梭子。

然而，天文学家们总在破坏人们对天空的浪漫想象。牛郎星与织女星之间相距16光年，这距离在恒星中算是很近了，但以人类标准来看却太遥远。如果牛郎要乘坐一艘每秒飞行30公里的宇宙飞船去织女星，需要飞行16万年时间。即使牛郎给织女打电话，无线电信号从牛郎星传递到织女星，也需要走16年，完成一次对话需要32年！假如牛郎打电话时是20多岁的青年，等他听到织女回话的声音，已经是年近花甲的老人了。

南极仙翁老人星

全天第二亮恒星是老人星，标记了310光年的宇宙深度。老人星又称南极仙翁，自古被看做吉祥的星，但它太偏南，在中国北方看不到。1689年，康熙皇帝到南京，在一个晴朗的夜晚登上紫金山，看到了从未见过的老人星，在南方地平线附近发着黄白的光辉。康熙非常高兴，给随行大臣指认老人星，并展开携带的星图，给大家讲解。大学士李光地恭维道：“臣听书本上说，老人星见，天下太平。”谁知道康熙听了很不高兴，说道：“老人星在南天，北京自然看不见，难道说北京永远都不太平？”康熙回到北京后把李光地连降两级。

老人星的真实亮度相当于16000个太阳，在过去400万年里，老人星是地球夜空里最亮的恒星，大约9万年前，天狼星靠近地球，才超越老人星成为夜空第一亮星。老人星距地球310光年，现在到达地球的光芒是这颗星在清康熙年间发出的光。

七月流火并非热

天蝎座的红色亮星心宿二能把我们的目光引向600光年深处。心宿二也叫大火星，是一颗红巨星，真实亮度是太阳的一万倍，体积则是太阳的好几亿倍。

有一句来自《诗经》的成语叫“七月流火”，其中的“火”指的就是大火星心宿二，七月流火不是指天热得像下了火，而是说农历七月（约公历九月）的傍晚，大火星偏向了西方的天空，因此“七月流火”的天气其实并不很热。

心宿二还有一个名字叫商星，和河南省商丘市有关。相传帝喾的两个儿子阏伯和实沈很不和睦，经常打架，帝喾没有办法，只好将两兄弟分开，把阏伯封到商丘做“火正”—观测大火星，封号“商”；把实沈派到山西大夏，负责观测参宿众星，也就是猎户座的亮星。大火星（商星）是夏夜的明星，参宿众星则在冬夜闪耀，它们一个升起来，另一个就落下去。兄弟两个不但在地上不再相见，就连他们观测的星宿也不会同现于天空。

阏伯工作很敬业，修筑了一个高高的大火星观测台。现在商丘城西南不远处，还有一处名为火星台的小丘，台顶有一座火神庙，其中祭祀的就是阏伯，这被认为是中国最古老的天文台遗址。

心宿二所在的天蝎座，有一个弯弯的尾钩，由9颗星组成，这是尾宿九星，它是天蝎尾巴最醒目的特征，正好也是中国古人划分的东方苍龙的尾巴。东西方文明在很多方面存在很大分歧，但在尾巴的看法上取得了惊人一致。

参宿七星光灿灿

全天的88个星座中，最灿烂的要数猎户座，它里面有七颗亮星，比北斗七星的七颗星要明亮得多。这七颗星属于中国二十八宿的参宿，它们跨越了1000光年的空间。

猎户腰带三星，从东到西依次是参宿一、参宿二、参宿三，三颗星亮度差不多，均匀排成直线，非常引人注目，中国古代人把它们看做是三个吉祥的星官，称为福、禄、寿三星，分别掌管人世间的福报、官运和寿命。立春前后的傍晚，三星升到正南的天空，中国民间的谚语“三星高照，新年来到”、“三星正南，家家过年”说的就是这种情况。

古代埃及人也很崇拜猎户星座，认为它是法老去世后的住所之一。尼罗河岸边的吉萨高地，有三座高高的大金字塔：胡夫金字塔、海夫拉金字塔、门卡乌拉金字塔，大致呈对角排列在一条直线上，距离也差不多相等，胡夫金字塔和海夫拉金字塔大小相当，门卡乌拉金字塔稍小一些。这三座金字塔的排列位置正好和猎户腰带三星一致，其大小和三星的亮度相对应，旁边的尼罗河正对应着猎户座旁边的银河。

猎户座的众星标显示了太空深度的多个层次，参宿一是817光年，参宿三是916光年，中央的参宿二则是1342光年。

相比三星，猎户座的两颗最亮星要近些，参宿四标记了427光年的深度，参宿七则标记了772光年的深度。参宿四是一颗红色超巨星，亮度是太阳的1万多倍；参宿七是一颗蓝色超巨星，亮度是太阳的5万多倍。

遥遥天津四

地球夜空里的所有亮星中，天津四距离最远。根据伊巴谷卫星的测定，其距离是3200光年。这样算来，我们现在看到的天津四光芒，是它在商代发出的。这些光子以每秒30万公里的速度向地球飞奔，在地球上经历了众多的朝代更替和沧海桑田的变化之后，才到达我们的眼中。

天津四很好辨认，它和牛郎星、织女星组成一个直角三角形，常被称作夏夜大三角，在夏天和秋天的夜晚很容易看到。

在浩瀚的宇宙太空里，星星的数量非常多，亮星只是其中极少的一部分，如同大海里的鱼，小鱼不计其数，但巨鲸却数目寥寥。如果以地球为中心，以天津四的3200光年为半径，在太空中画出一个大球，里面会有好几亿颗恒星，我们肉眼看到的不足其中的万分之一—6000颗，它们使地球的夜空星光璀璨。

如果把这6000颗恒星拿掉，地球的夜空将不再灿烂，但那条从牛郎织女中间流过的银河会依然保持本色，流淌在幽暗天际，环绕着大地。因为，那装点地球夜空的点点繁星，只是太阳系的近邻。在它们之外，是数千亿的恒星，那条看上去不甚宽广的天上之河，就由这些恒星组成。

旅行到时空边缘：追寻远方的星辰

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