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⊙最古老的科學

⊙放眼可見光以外的宇宙

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⊙郭新(中研院天文及天文物理所研究員兼主任)

天文學的黃金時代

2005. 4. 4　中國時報

　天文學是最古老的科學，但也可以說是最新興的科學。早在數千年前，中國、希臘、中東的學者已經密切地觀察天空，從太陽、月亮及恆星的轉動推算出完整的曆法，對早期的農業發展帶來極大的幫助。 17世紀後，望遠鏡的發明大大擴展了天文學家的視野，我們知道太陽只是銀河系中一千億顆星之一，而宇宙又包含了一千億個其他的星系。天文學的發展使我們了解到人類是多麼地渺小。

圖一︰本文作者與學生蘇玉玲，用哈柏太空望遠鏡所發現的兩個「前行星狀星雲」。上為「棉花糖」星雲，下為「蠶蛾」星雲。

　不過，過去三百年的現代天文學，主要仍倚賴可見光帶來的信息。物理學家都知道，除了我們肉眼能見的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫之外，宇宙上還有不可見光，例如比紅更紅的紅外線、比紫更紫的紫外線。此外，還有 X-光、微波、及無線電波等。可惜地球的大氣層把許多外太空的光源都擋住了。除了可見光外，只有長波段的無線電波能透過大氣層到達地面的望遠鏡。因此，我們對宇宙的認識其實還非常的有限，像盲人摸象，只摸到象鼻而不知象的整體。

30年來放眼可見光以外的宇宙

　但自從人類進入太空時代，這一切都改變了。過去30年來，我們可以把望遠鏡放在人造衛星上，擺脫了地球大氣的干擾。從1978年的國際紫外線探測者(International Ultraviolet Explorer)，到198 2年的紅外線天文衛星(Infrared Astronomical Satellite)，到1 985年的紅外線太空望遠鏡(Infrared Space Observatory)，到19 99年的Chandra X-光望遠鏡(Chandra X-ray Observatory)及遠紫外線光譜探測者(Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer)，乃至2004年的Spitzer紅外線太空望遠鏡(Spitzer Space Observator y)，天文學家首次放眼到可見光以外的宇宙，看到前所未見的奇境。

　從X-光的照片上我們見到遙遠的星系充滿了百萬度高溫的氣體；透過紅外線我們得知銀河系密佈無盡的塵埃；紫外光光譜告訴我們許多高質量恆星能發出強力的恆星風，把星際空間吹出了一個個的氣泡；從微波光譜我們可以聽到140億年前宇宙大爆炸的餘聲；從紅外線光譜我們知道年老的恆星可以大量製造複雜的有機分子，這些有機分子被恆星風吹到銀河系的每一角落，包括我們的太陽系。

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