原文發表於 天的邊在哪兒？(2/2)


二十世紀中望遠鏡技術和天文物理都有了劃時代的重大突破﹐不但有巨型地面天文望遠鏡並且有太空望遠鏡﹐例如有名的赫伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)。許多大型地面天文望遠鏡還可以聯合成像。現在世界上最大的望遠鏡是個雙鏡聚合成像的望遠鏡﹐鏡片直徑相當於四百六十英寸﹐解析度超過牛頓望遠鏡的壹佰萬倍。不只可以偵察到宇宙中可見光源中細微的變化﹐還可以以各種輻射線成像﹐了解宇宙中各種星體的性質和起源。

因為數位感光的技術的進步﹐和高速電腦分析的使用﹐使得天文學家可以快速偵測大量宇宙天體的細微變化﹐也提供更確切的資料幫助天文物理學家們建立涵蓋整個可見宇宙的數學模型。這些天文物理的進展促成了天文物理和高能物理的結合﹐以及廣泛統一場論 (Grand Unified Theory) 的新發展。近代物理學家更從廣泛統一場論﹐再進一步企圖將重力和強﹑弱核力﹑電﹑ 磁力也融入一個可以解釋宇宙所有物理現象的理論(Theory of Everything)。在這輪新嘗試中﹐弦論應該是最熱門的研究領域。這個理論的核心觀念是宇宙的起源是一種單一的基本能量包﹐這種能量包稱為「弦」(string)。經由弦的震動和重組﹐構成了各種介子﹑光子﹑電子﹑質子﹑中子﹑原子﹐形成了強﹑弱核力﹑電﹑磁﹑重力﹐以及各種輻射能量﹐構成了我們可以觀察到的宇宙中的一切。

赫伯太空望遠鏡拍攝的宇宙天體影像
這是和銀河系相當的星系


三個很靠近的星系


Carina 星雲中氣體和灰塵所形成的影像﹐氣體的成份主要是氫氣。這是造星運動前的雲氣分佈狀態。這個照片的﹐這個影像從底部到頂端有三萬光年的距離。


Large Magellanic Cloud (LMC) 星雲中編號 N49 的天體。這是超新星爆炸後高速的暴裂的物質能量和附近的星際介質相互作用而形成的延展天體。根據光譜分析﹐主要成份是氫﹑氧﹑氮氣物質所構成的天體。以天體的成長過程比較﹐這是比上兩張照片中更成熟的星體。


Eagle 星雲鳥瞰圖。在此圖中央部位﹐請尋找一個斜向左上小小的人形拱手的影像﹐和這個影像左下方像一個直立海馬狀的煙柱。下一圖就是人形拱手的影像的頭部﹐和雙手的放大。下二圖就是直立海馬狀的煙柱的放大影像。這都是氫氣和灰塵所形成的影像。


Eagle 星雲的 Pillars of Creation﹐新生的星星就是在這柱狀的雲塵中誕生的。


Eagle 星雲中直立海馬狀煙柱的的放大影像。


Planetary Nebula IC 418



銀河系到底有多大？今天我們知道銀河系的直徑大約是十萬光年，也就是以光速行進要十萬年才能從銀河系的一邊飛到另一邊。光由太陽到地球的時間只要8.3分鐘。光速是每秒三十萬公里，地球到太陽是一億五千萬公里﹐一光年是九千四百六十兆公里。銀河系內含兩千億個星星，中心是個大黑洞。

宇宙有到底有多大？目前這還是個無法解答的的問題。我們可以看到最遠的宇宙影像大約是在 120 到 130 億光年之間，這是目前望遠鏡能觀察到的極限，但這並不代表人類已經看到宇宙的邊緣。在可見宇宙的範圍內，存在了一千億個像銀河系一樣複雜的各種星系、星雲、和星團，這些天體正增速向外擴張。據科學家推算﹐宇宙從大爆炸至今大約是137 億年。這個爆炸還在持續、而且是加速持續地擴張。

更令人訝異的是科學家們根據所觀察到的宇宙現象推算出整個宇宙中百分之九十五的質量和能量仍然完全隱藏得無縱無影。到底是什麼力量讓宇宙加速擴張？因為無法觀測到推動宇宙加速擴張的能量來源，這種力量被稱為暗能量(Dark Energy)，除了暗能量之外，宇宙中還有許多不可觀測的天體，這些天體具有質量，被稱為暗物質(Dark Matters)。暗物質的發現是根據所造成的重力對附近天體的影響和光線被扭曲的狀況而推測出來的。以目前描述宇宙的物理模型推演暗能量佔整個宇宙質能總量的百分之七十二，暗質量佔了百分之二十三，剩餘的百分之五就是現在人類最精良的天文望遠鏡所能觀察到的宇宙。

天邊到底在哪兒？希望是人類一百年之內可以回答的問題。在不能回答之前﹐至少人們可以從這極度浩瀚的宇宙中﹐了解到人是何其渺小，何其微不足道！如此怎能不感嘆造物不可思議的宏偉奇妙！

從物理世界回到心理世界﹐不禁菀薾！在人的腦海中宇宙有這麼大嗎？「我」有這麼小嗎？從靈修的觀點看﹐科學和心性的修養一點也沒有抵觸﹐如果能在心中為宇宙﹐為自己正確定位﹐並且持之以恆﹐應對一切﹐可以省卻一大步艱難的修行歷程了！


更多宇宙天體照片


參考資料︰

美國公共電視台 NOVA 影集:
Hunting the Edge of Space, Hr 1,
Hunting the Edge of Space Hr. 2.

天文學發展過程

http://hubblesite.org/gallery/

List of largest optical reflecting telescopes