【專題企畫】

坐看牽牛織女星

一閃一閃亮晶晶，滿天都是小星星。
掛在天上放光明，好像許多小眼睛。
一閃一閃亮晶晶，滿天都是小星星。
　　　　　　　　　　　－童謠〈小星星〉

仰望夜空，除了月亮、雲彩外，還有滿天繁星，彷彿無數一眨一眨的眼睛，散發著明亮光芒，〈小星星〉這首耳熟能詳的童謠，歌詞以淺顯易懂的文字，寫出了星空之美。 許多早期文明如巴比倫、希臘、印度、埃及、中國等，已對天空、星象進行了系統性的觀察，甚至形成相關文化，舉例來說，中國古人特別注意到織女星（即織女一）與牛郎星（即河鼓二）隔著銀河遙遙相對，衍伸出七夕情人節的美麗傳說。

時至近代，對天空的觀察發展為「天文學」，這是一門使用天文望遠鏡進行觀測、取得影像和資料，並運用數學、物理、化學、電腦模擬等，予以描述、分析、解釋，研究宇宙天體（如星系、恆星等）和天文現象（如超新星爆炸、宇宙微波背景輻射等）的自然科學，對於許多星體的真實樣貌，有了更進一步的認識。

其實天上的星星難以計數，科學家目前所知仍然十分有限，但僅僅揭開神祕面紗之一角，已足以讓我們領略到宇宙與星星的壯闊及奧妙。接下來，讓我們跟著天文學啟航出發，飛向浩瀚無垠的太空吧！

遠古
 

西元一九二○年代，比利時物理學家－喬治．勒梅特首度提出「宇宙不是靜止的，而是在不斷膨脹」的看法，而美國天文學家－愛德溫．哈伯的實證觀測與精確演算則提供有力證據，發現距離地球愈遙遠的星系，遠離地球的速度愈快，顯示宇宙一直在膨脹，後稱為「哈伯－勒梅特定律」，科學界以這個定律為重要基礎，發展出「大爆炸」或「大霹靂」（Big Bang）理論，描述宇宙起源與演化，是目前廣泛獲得支持的宇宙學模型。

宇宙是如何形成的？

根據「大霹靂」理論，約於一百三十七億年前，宇宙剛出現時，溫度之高，無法以人類的數字衡量，所有的空間、時間、能量、物質、作用力……全都擠在不到英文句點一兆分之一的體積裡，密度之大，同樣超乎人類想像。

突然，這個極度微小的宇宙發生「大爆炸」，開始急遽膨脹，速度比光速還快。接著，宇宙暴脹的速度慢了下來，溫度也持續下降，開始出現我們今日熟知的基本作用力（例如：將萬物拉攏聚合的「引力」），以及各種物質（例如：帶正電的「質子」捕獲帶負電的「電子」，形成最早的「原子」）。

宇宙中有多少顆恆星？

早期宇宙裡，引力將氫原子、氦原子等物質拉攏聚合，構成大片星雲。星雲內部歷經重力塌縮（在物質自身的重力作用下向內塌陷）的過程，造就了一個個具有一定質量、核心進行核融合、本身能發出光和熱的天體－宇宙出現約兩億年後，第一批「恆星」誕生了，其中多數將持續燃燒幾十億年。

同樣受到引力影響，眾多恆星開始聚集為「星系」，星系又組合成螺旋狀、棒旋狀、橢圓狀、不規則狀等不同外形的「星系團」，或是規模更大的「超星系團」－對於近代的天文學家或天文迷而言，無疑是極為美麗壯觀的景象。

有人會問：恆星是我們可觀測的主要星體，那麼，宇宙中究竟有多少顆恆星呢？天文學家根據「哈伯太空望遠鏡」的深空影像平均估算，在「可觀測宇宙」（人類可觀測的宇宙空間，直徑約九百三十億光年）中，存在約兩千億至兩兆個星系，每個星系裡的恆星數目約數千萬至數兆不等，所以我們可以大致推測的恆星總數，約莫為十的二十二次方至二十四次方，堪稱名符其實的「天文數字」！

超新星為何對我們深具意義？

在宇宙第一批恆星當中，也出現了第一批「超新星」，它們並未存續至今，卻對地球、人類的存在做出極大貢獻。

起初，氫、氦是宇宙中占絕對優勢的主導元素，而有些恆星質量頗為巨大，核心的壓力與溫度極高，足以鍛造出碳、氧等各種新型化學元素，不過，恆星內部的氫元素會逐漸耗盡。大霹靂發生的十億年內，這些恆星於消亡之前，產生高溫、高壓，最後爆炸，釋放出強大的能量和光亮，因光度瞬間增加，甚至超越整個星系，猶如太空中突然出現一顆極大的新恆星，故稱為「超新星」；而就在爆炸的同時，也將各種元素散播到星系各處。這些我們目前能在元素週期表上看到的化學元素，通過各種複雜的方式，形成更加複雜的物質，包括了環繞恆星運行的行星（例如地球），以及行星上的生命（例如人類）。因此，我們怎能不對超新星，滿懷著敬意與感恩呢？

讓我們觀星去
 

地球上能看到的星星，主要為本身會發光的恆星，和一些行星、衛星及太陽系小天體。肉眼可見的星星約數千顆，若想「近觀」更多星體，就需要仰賴天文望遠鏡的協助。

教人大開眼界－天文望遠鏡

目前已知最早的望遠鏡，出現在十七世紀初期的荷蘭；義大利的伽利略‧伽利萊予以改良，製造出第一具天文望遠鏡，相較於肉眼，大大擴展了所能觀察到的領域，伽利略因而被譽為「現代觀測天文學之父」。自此以降，人們發明了各式各樣的天文望遠鏡，可從外太空及地球表面觀測星星。

「太空望遠鏡」是極為重要的天文望遠鏡，能夠不受地球大氣層與人工光源的干擾，獲得高解析度的影像與精確資料，按照觀測的電磁波譜頻率，分為伽瑪射線、Ｘ射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電等不同類型。「哈伯太空望遠鏡」是天文史上最著名的太空望遠鏡，其命名來自前文提及的愛德溫‧哈伯，屬於觀測可見光的光學太空望遠鏡，於一九九○年升空啟用，運行於地球軌道，取得許多珍貴的太空光學影像；二○二一年，屬於紅外線太空望遠鏡的「詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡」亦已發射升空，放置於太陽和地球之間，相信也會為解開天體之謎帶來極大助益。

四季星空　美不勝收

在地表上，許多國家都有專業的天文臺，設置解析度極高的天文望遠鏡，供天文學家進行觀測、研究；很多天文迷也會自行購置天文望遠鏡。一般民眾可參訪對外開放的天文臺或天文館，像是來到「臺北市立天文科學教育館」的「望遠鏡觀測區」，即可親眼一睹天上「明星」的風采。

若想學習辨識星名、星座，早年的觀星入門者會使用指南針（辨別方位）與星座盤（可轉動顯示不同月分的星圖）；現今科技發達，亦可使用手機下載觀星的應用程式，十分便利。從地表仰望夜空，星圖會隨著季節、月分出現變化，但同樣美不勝收。對於入門者來說，「北斗七星」、「北極星」以及「春季大三角」、「夏季大三角」、「秋季大三角」、「冬季大三角」，是較容易辨認的星星。

觀星可以是一門學問，需要具備相關知識與設備；我們也可以找個晴朗無雲的夜晚，陪伴親友來到遠離光害的海邊或山上，只是單純地欣賞綴滿夜幕、猶如鑽石般的璀璨星光，亦不失為人生樂事。還在等什麼呢？趕快加入「追星族」的行列，一起來「夜觀星象」！
 

【上一頁】【下一頁】