互动科普

我们所居住的这个星系同其他绝大多数星系一样，有一颗巨大的主星为中心，四周环绕着它的一群从仆。这以太阳为中心组成的一个小小群体——我们称为太阳系。

我们把太阳系想象成一个整体，在浩瀚的宇宙中比起众星之间令人咋舌的距离，它的范围简直是太渺小了。太阳系周围被空洞而辽远的巨大空间包裹着。即使我们能从太阳系的这一边横渡到那一边去，我们也不会把眼前的星星看得更近些；即使在太阳系边缘，我们看到的星座形状与地面所见没有什么不同。

　　为了能让大家更加形象的感受到太阳系在宇宙中的大小，大家不妨跟我一起想象。在宇宙模型中，我们所居住的地球用一粒芥子来代表。照这比例推下去，月亮便是只有芥子直径１／４大的一粒微尘，放在离地球２．５厘米远的地方。太阳则可以用一个大苹果来代表，放在离地球１２米的地方。其他行星的大小各不相同，约从一粒不可见的微尘到一粒豌豆那么大，离太阳的平均距离也差不多是４．５～５４０米之间。于是我们又要想象着这些小东西都慢慢地各自围绕太阳兜着不同的圈子，每圈所用的时间也大不相同，约从３个月到２５０年不等。既然这粒芥子是一年之间兜一个圈子，我们也必须想象月亮是陪着它走，而且每一个月也绕着它兜一个圈子。

　　照这比例，整个太阳系便可以在不到２．６平方千米的范围内摆下了。同样在这个比例下宇宙中其他的星体和太阳系的距离又是怎样的呢？可以这样描述一下这种距离，出了太阳系即使我们跑出比全美洲还要大的地面去看也看不到什么东西，除了也许有些彗星散布在它的边界上。出了美洲界限很远我们才碰到了一颗最邻近的星，这颗星也像我们的太阳一样可以用一个苹果来代表。再远许多，便会在各方向都有一些星星，可是大致都互相距离像太阳跟它最邻近的星相距的那么远。就算在整个地球这么大的地方，依我们的模型比例说来，也只能容下两三颗星罢了。

　　我们由此便可以看出，太阳系的范围比起宇宙中恒星间的距离实在是微不足道了。但是实际上在我们的认知里，太阳系已是非常巨大的存在，那我们应该如何再想象太阳系在整个宇宙的位置呢，宇宙中相距甚远的浩瀚星辰又是如何分布呢？

　　由于星辰间的距离太过漫长，单凭肉眼观测，我们绝不可能对宇宙的大小形成一个明晰的概念，并且很难想象出我们与这些天体的实际距离。假如我们能离开地球相当远的距离，那时我们便不能看出它的大小而只看到一个点，在太阳的光下，它也就会像一颗天上的星星一样向我们闪烁。古人却不曾想到这一点，因此他们便认为那些天体都如他们所看到的那样，和地球是绝不相似的东西。即使到了现代，我们自己瞭望天空的时候，也很难想象同样是夜空中闪闪发光的星星，恒星比行星要远出千百万倍。但看起来它们都好像是在一个天空上以同等远近分布着。

　　正因为难以想象出这种巨大的尺度差异，所以要在心里形成一幅符合它们之间真实关系的图画便非常困难。好在科学家早已洞悉了我们在观测宇宙时的困惑，于是提出了天球的概念，我们理解了天球，就会对宇宙的范围、星辰的分布有客观的理解了。

　　什么是天球呢？让我们假定把地球从我们脚下拿开了，剩下我们在空中悬挂着。那时我们便会看见各种天体——太阳、月亮、行星、恒星——在各方向围绕着我们，上下东西南北都有。正如我们方才所解释了的，所有这些东西在我们看来也都是同样远近的。理论上，从中心点向各方向以同等距离散开来的大量的点一定是都在一个空洞球体的内部表面上的。因此在我们所假定的这种情形下，诸天体在我们看来一定也像是安置在一个球面上，而我们自己恰在球的中心。这便是所谓“天球”。

　　心中记住了这种概念，我们再把地球搬回脚下来。现在我们要测试一下大家的想象力了：地球在与天空的大小比较的时候只是一粒微点；可是我们若把它放在适当的地方，它的表面便从我们眼中截去了一半宇宙，正好像一个苹果会从爬在上面的小虫的眼中遮去房间的一半一样。在地平线上的一半天球还可以看见，便叫做“可见半球”；另一半在地平线下，被地球遮掩了看不见的，便叫做“不可见半球”。当然我们可以周游地球去看那一半球的。我们知道地球不是静止的，它不停地绕着通过它中心的一根转轴旋转，这件事的当然结果便是整个天球看起来都向相反的方向旋转了。地球从西往东转，因此天球便好像是从东往西转。这实际的地球自转和因之而起的星辰的视转动便叫做“周日运动”，因为这种运动是一日一周。

听了这篇文章后，大家对太阳系是不是有了新的认识。以后我们不能再自诩太阳系何其大了，在浩瀚的宇宙中太阳系是渺小的，而天球的概念能让我们更加客观的认识宇宙中星辰的大小、分布，认识我们的家园——太阳系。