NASA(美國航空航天局)釋出的太空照片是很多天文愛好者的最愛，給人以震撼的美麗。這裡面有銀河系，有星雲，還有一些太空中的爆炸，讓人感嘆宇宙的神奇。這些照片是由哈勃太空望遠鏡拍攝的，距離地球上千光年。很多愛好者將這些照片視若珍寶，加以收藏。

可是這些照片有很奇怪的地方，根據太空中宇航員傳回來的直播資料、根據月球車拍到的太空，宇宙就是漆黑一片，連顆星星都找不到。再結合上個世紀的登月疑雲，很多人覺得NASA是在欺騙大眾。我們真的被NASA騙了嗎？宇宙真正的顏色到底是怎樣的？那些絢麗的圖片又是怎樣拍攝的？

太空課堂

神舟十三號在太空中開課，專門為地球上的朋友們解答太空疑問，進行太空實驗。王亞平擔任主講老師，這是她在2013年太空授課後，再次作為太空上的老師。

授課過程中，大家問得最多的問題就是，太空是什麼顏色？能看到星星嗎？王亞平實事求是地回答，太空在宇航員的肉眼看來是深邃的黑色，可以看見星星，但星光很黯淡。

其實這個問題當年就有很多人問過，尤其是登月的宇航員，他們在月球上仰望星空，能看到星星，可是一旦拿裝置拍攝，就是漆黑的一片。

王亞平形容太空是深邃的黑色，因為宇宙很浩瀚，人類的肉眼根本看不見邊界，宇航員在太空中需要面對地球，這個時候地球看起來十分巨大，比我們在地球上看到的太陽還要大。人類心理上有一種現象叫巨物恐懼症，因此宇航員看地球，不是生命的搖籃，而是一種巨大的壓迫。

宇宙中有上億顆會發光的恆星，按理說它們發出的光可以填滿宇宙，可是事實確實，它們的確朝宇宙的各個角度發射了光，可惜我們人類看不見。

光的秘密

牛頓利用三稜鏡讓人們第一次知道了光的顏色；愛因斯旦讓人們知道了光的本質，它是一種波。綜合來說，光是一定頻率範圍的電磁波，因為不同的顏色頻率不一樣，因此在透過三稜鏡折射的時候，它們的折射角不一樣，於是我們可以看見七種顏色的光。

宇宙中電磁波的頻率可以從幾乎趨近於零到最大的頻率1.85×1043Hz，人類目前的技術只能監測到10-2~1035Hz的電磁波。電磁波的速度不會受到頻率和波長的影響，在真空中永遠是3x108m/s。而這些電磁波里，只有頻率在380~750THz的波能夠稱為光，換算成波長是780～400nm，這也是人類眼睛能夠感知到的光的範圍，被稱為可見光。

可見光裡紅光頻率最低，波長最長，比它頻率低、波長長的光，人類的眼睛就看不見，稱之為紅外線。而紫光是可見光頻率最高、波長最短的光，比它波長還要短，頻率還要高的光稱之為紫外線。不同的生物對於光的感知敏感度不一樣，比如鳥類就可以看到紫外線。就算是同一物種也會出現感知差別，比如有些人可以看到340~790THz的光。

紅移現象

除自然發生的電磁波有我們不可能看見的片段，一些電磁波還會因為某些原因，將我們可見的光縮小頻率變為不可見。如果光的波長增大、頻率減小，那麼他在光譜上便會往紅光偏移，最終超越可見光的範圍，成為紅外線。這種現象在宇宙中稱為紅移。

發生紅移的原因目前還存在爭論，比較普遍的一個說法是宇宙膨脹。我們的宇宙被認為來自140億年前的一場爆炸，爆炸產生的能量至今還存在於宇宙之中。這股能量不斷地讓宇宙膨脹，在這之中電磁波就像麵條一樣，被生生拉長了波長，這其中就會有一些可見光因為頻率改變成為了不可見光。

宇宙中地紅移大致分為三種。第一種是多普勒紅移，發生這種紅移的原因是發射源的遠離。如果將宇宙比喻成一個氣球，宇宙大爆炸之前氣球是乾癟的，爆炸產生的能量有類似於吹氣球，宇宙中的星體類似於氣球表面上的點。

隨著氣球的膨脹，點與點之間的距離會越來越遠，就正如宇宙中的各個星體其實是在互相遠離一樣。假設有一個恆星，源源不斷地向地球輻射電磁波，因為宇宙膨脹，它和地球的距離越來越遠，這些電磁波就會發生多普勒紅移。在地球上觀察這顆恆星，會發現它的亮度越來越弱。

第二種紅移稱為引力紅移，這是電磁波在掙脫某些天體引力的時候產生的。宇宙中有很多體積很小密度卻大得驚人的天體，比如白矮星、中子星等，靠近它們的電磁波被強大的引力所吸引。

這些天體的引力比不過黑洞，電磁波在其附近還可以逃跑，可是逃逸得付出代價，電磁波很有可能在這樣的引力之下，不再沿直線傳播，而是出現扭曲。如果把電磁波想象成一根泡麵，它雖然逃跑了，可也被這巨大的力量給拉直了，波長自然就變長了，原本可見的光變成了不可見。

第三種稱為宇宙學紅移，它的產生原因還是宇宙膨脹，和多普勒紅移的區別在於，它是電磁波被宇宙膨脹拉長，從而降低頻率變成了不可見光。因為紅移的存在，很多恆星對於地球來說，亮度是肉眼可見的下降，即便地球被電磁波圍繞，可見到的光線非常少。

五彩斑斕的黑

宇宙中的每一顆恆星，都會朝四周發射電磁波，我們的地球也會接收到一部分，可見光部分映入人類的眼簾，便有了滿天的星空。是的，在我們眼裡夜空中暗淡的星星，也許在幾萬光年外就是一顆特別巨大的恆星。這是因為電磁波在傳遞的過程中，能量會損失。

很多人會認為宇宙是真空環境，因此光在傳遞的過程中不會受到任何損失。其實不然，真空環境並不代表裡面沒有一絲雜質，宇宙環境遠比我們想象的複雜。

首先就是宇宙中有很多的“垃圾”，這些垃圾並不是什麼文明生命體所丟棄的，有些是在造星的過程中沒用到的原材料、有些是恆星晚年自動清理門戶、還有的是互相碰撞製造的殘渣。宇宙中沒有重力，它們在星球引力的作用下“漂浮”在太空中。

恆星中發射的電磁波沿直線傳播，遇到這些“垃圾”他們也不會拐彎，於是會被吸走一部分能量，在這些恆星和地球中間有數不清的“垃圾”，它們層層剝奪電磁波的能量，最後傳到地球上的所剩無幾，更別提這裡面的可見光部分。想要照亮地球附近的太空，其亮度要與太陽差不多，這對遠在光年之外的恆星來說辦不到。

加之還有紅移現象的存在，可見光也會因為各種原因變成不可見光。其實想想，宇宙未必是黑色的，只是那些圍繞地球的電磁波頻率已經不在人眼可以接受的範圍內。也許在另一種文明生物眼中，宇宙是五彩斑斕的，但在我們的眼裡，它是深邃而幽深的黑色。

NASA的圖片處理

既然太空是黑色的，並且理論上說，任何人類所觀測到的發光體，其亮度會逐漸下降。那麼NASA那些優美的星雲圖片，是怎樣拍攝得如此顏色豔麗的？彷彿攝像機就堆在這些星雲面前一樣。難道NASA騙了我們？

其實這些栩栩如生，顏色鮮明亮麗的天體照片，是NASA經過後期處理的結果。其目的是為了讓你們更好地看清楚宇宙中天體的模樣。

開普勒太空望遠鏡傳過來的照片通常是黑白的，這樣的圖片給天文學家進行研究是足夠的，然而對缺乏天文知識的普羅大眾，黑白照片很有可能起不到科普效果，反而會讓大家對宇宙更加困惑。

當然，NASA並不是胡亂處理這些星雲的顏色，他們會使用一種技術上色，達到最理想的效果。首先他們透過哈勃太空望遠鏡得到一張黑白的照片，然後使用不同的濾鏡將效果拼接。考慮到星雲裡面最多的元素是氫，那麼氫離子輻射的光應該是藍色，還有氧元素，氧離子發出的輻射是紅色，此外在使用硫離子的綠色，最後在根據不同區域的顏色不同，進行上色。

其實NASA上的色未必是這個星雲真實的顏色，因為就連NASA自己的研究者都未必知道顏色。這些星雲或者星體離地球的距離實在太多遙遠，哈勃望遠鏡是光學望遠鏡，因此，它是透過接收到的光訊號來進行觀測的。

距離太遠，星雲發射的電磁波在路上發生了損失，外加紅移現象，真正落到望遠鏡上的光很少。就算將曝光開到最大，也只是一個模糊的影響，為了能稍微清晰一點，只能採用黑白。

NASA很早就承認了自己的照片經過了後期處理，不過不是為了騙大家，而是為了方便展示。這些照片他們僅供觀賞，真正拿來做研究的照片還是原汁原味的。

科技與藝術

這麼看，我們不能就這麼武斷地批評NASA騙人，相反，這些照片還是他們的良苦用心。有無數的人因為看到了這些震人心魄的圖片，決心走上科學探索的道路的。

科技是一種工具，我們應該因它而感受到溫暖，而不是冰冷的機器。NASA將科學技術與藝術相結合，利用人類無盡的想象力，向我們展示了一個別樣的宇宙。雖然這未必是真實的，但NASA儘可能接近。只希望當人類仰望星空的時候，看到漆黑的太空，不會再感到孤單。

畢竟目前已知的唯一智慧生命體就只有人類，可是人類又不相信，茫茫宇宙中就只有地球一個有生命的星球。如果真是這樣，會不會太浪費宇宙的空間了。要知道宇宙中有上億顆恆星，假設這裡面只有千分之一有生命的改了吧，但是這個基數太大，最後算下來有生命的也不在少數。人類懷著這樣的渴望，尋求著宇宙的更深處。

太空其實有的自己的顏色，可是人類受制於自己的生理條件，無法全部看清，不得不說是一種遺憾。但同時人類也是幸運的，有科技能夠觀察，有程式可以上色。最後得到一張清晰的宇宙天體圖，是真的怎樣，假的又如何？如果連想象的能力都沒有了，那對人類來說才是悲哀。