抬头仰望夜空,仿佛可以望到永恒。如果你使用双筒望远镜或望远镜,这种感觉会得到字面意义上的放大——你可以看到成千上万,数百万颗恒星。但你所看到的,仅仅触及了宇宙深度的皮毛。你看到的只是几千光年之外,在一个跨度为 10 万光年的星系中,而我们的宇宙中,我们可以看到远达 100 亿光年之外的遥远星系。我们建造更大的望远镜,以便能看到那些遥远的物体,我们甚至将它们送入太空,这样我们烦人的大气层就不会干扰视野。当然,最著名的就是哈勃空间望远镜。很难形容这位天文学的“尊贵女士”对我们理解宇宙产生了多大的影响……但看看哈勃深场,你就能瞥见一斑。1995 年,哈勃盯着太空中的一个点超过 140 小时,创作了第一个深场。它揭示了数千个距离遥远的星系,向我们展示了天空充满了星系。选择第一个深场的这片天空区域,是因为它几乎没有恒星和已知的星系,这些物体会干扰到更遥远的星系。但是,从地面上看,那个区域是什么样的呢?天文学家Detlef Hartmann决定解决这个问题,他通过展示给我们,给我们所有人帮了一个大忙。他使用自己制造的 44 厘米(17 英寸)望远镜,拍摄了 247 张长达五分钟的惊人照片,总曝光时间为 20 小时,创作了这张非凡的图片……然后将其与真实的哈勃深场进行对比:

[这张图片是一个近 6MB 的动画 GIF,可能需要一段时间才能加载。我恳请耐心等待;这是值得的。点击 edwinenate。] 哇塞。让我说清楚:Detlef 的图片太棒了。这是一位“业余爱好者”*的巨大努力,它展示了哈勃图片中的数十个星系(以及同样零散的几颗恒星)。这是一个惊人的成就。当然,更大的望远镜会显示更多的星系,并且更清晰地解析它们,但即使是地球表面最大的望远镜也需要透过上方的空气层来观测,这使得最微弱的星系变得模糊不清。你需要脱离大气层才能尽可能清晰地看到宇宙。当你做到这一点时,看看哈勃给我们展示了什么。那片狭小的天空区域——用伸出手臂拿起的沙粒就能轻易遮挡——包含数千个星系,每个星系都是一个拥有数十亿颗恒星的庞大城市。它代表了一个相对随机的天空区域,所以无论你将望远镜指向何处,你都可以预期看到类似的东西……而那张图片只占整个天空的 2400 万分之一。这意味着:我们的宇宙中有数千亿个星系。反过来,这意味着有数万亿亿颗恒星,每颗都是一个太阳,而且许多(如果不是大多数)都围绕着一群行星。这是我所知的科学中最具讽刺意味的一点:它将我的尺度感和自我意识碾成齑粉,但也让我充满惊奇和敬畏,因为我们能了解这些,并成为其中的一部分。正如科学中经常发生的那样,你不知道当你建造新仪器时会得到什么。你出于一个或多个原因建造它,但后来出现了新的应用,新的使用方式。有时,多年以后,它会被以一种全新的方式利用,从而深刻地改变你看待宇宙的方式,看待自己的方式以及你在其中所处的位置,而这可能只是你在开始时的一点点预感。哈勃深场是这些的完美例子。我们在理智上知道宇宙是深邃的,我们在其中的位置微不足道,但却又稀有而美丽。但哈勃向我们展示了这一点。
图片来源:R. Williams (STScI)、哈勃深场团队和 NASA;Detlef Hartmann。我非常感谢 Salvatore Iovene(他托管了显示 Detlef 图片的AstroBin)让我得知这项了不起的工作。
^* 哦,这个词。Detlef 自己建造了他的望远镜,拍摄了数百张这些图片,然后在一个艰苦而困难的过程中将它们结合起来,这可能花了他许多许多个小时。“业余爱好者”这个词有很多含义,但在这里我使用它时,一如既往,我仅仅是指一个非职业天文学家的人。Detlef 显然很有天赋。
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