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我下载了一张24GB的银河系全景图,然后电脑差点去世

事情是这样的,上周刷新闻,看到欧洲南方天文台(ESO)发布了一张银河系的全景图,24GB,不是24MB,是24GB,我盯着这个数字愣了好几秒,脑子里飞速算了一下——我手机里那张自以为很清晰的月球照片才3MB,这玩意儿相当于把八千多张那样的照片拼在一起,而且这不是艺术渲染图,是实实在在的巡天观测数据拼接出来的,每一颗你能看到的亮点基本都是恒星。

好奇心这东西真的害人,我点开了下载链接。

接下来的二十分钟里,我看着进度条以一种令人绝望的速度缓慢爬行,电脑风扇开始发出飞机起飞前的那种轰鸣声,我中途去泡了杯茶,回来的时候进度条刚过一半,等下载完成的那一刻,我双击打开文件——然后电脑就卡住了,鼠标变成七彩小风车转了大概四十多秒,才终于把那幅图展开,展开的一瞬间,我整个人安静了,就是那种你明知道银河很大、但你其实从来没真正见过它有多大的感觉,突然砸到你面前。

24GB里到底装了什么

我先说清楚这张图到底是什么,不然你可能觉得我纯粹是在为一个天文图片大惊小怪,这张全景图的全名叫「ESO银河系全天巡天马赛克」,是由欧洲南方天文台在智利帕拉纳尔天文台的VISTA望远镜拍摄的,VISTA这个望远镜专门做红外波段巡天,它的VIRCAM相机在420个夜晚里对准了银河系的不同天区,累计拍摄了超过20万张原始图像,这20万张原始数据经过处理、校准、拼接,最终生成了这张我们看到的24GB巨图。

我来列几个数字,你感受一下这个信息密度:

  • 全景图覆盖了相当于8600个满月的天区面积
  • 总像素量大约15亿像素,是普通手机屏幕分辨率的上千倍
  • 图中包含的恒星数量估计超过10亿颗
  • 原始数据总量高达500TB,24GB已经是压缩和处理后的成果了

说实话,10亿颗恒星这个数字我根本理解不了,我试着放大图片去看其中一小块区域,随手截了个屏,就那么指甲盖大小的一块地方,密密麻麻全是亮点,每一个亮点都是一颗恒星,有些比太阳大几十倍,有些周围可能还绕着行星,而我们肉眼在夜空中能看到的所有恒星,最好的条件下也不过三四千颗,这张图里藏着的东西,是人类单靠眼睛永远看不到的。

为什么是红外波段?因为我们活在尘埃里

这里有个很有意思的问题——银河系明明就在我们身边,为什么还要费这么大劲去拍它的全景?答案可能会让你有点意外:因为我们在银河系里面,而且恰好待在一个相当不透明的位置。

银河系是一个盘状星系,我们太阳系位于这个盘面靠内的位置,盘面上充斥着星际尘埃,这些尘埃在可见光波段是不透明的,就像你在一片浓雾里看不清远处的路一样,光学望远镜拍银河系的时候,那些尘埃带会把背景恒星遮挡得严严实实,你看到的黑色裂隙其实不是空洞,是尘埃云挡住了后面的星光,但红外光有一个特别实用的特性——它的波长比可见光长,能够穿透大部分星际尘埃,这跟雾天开车开雾灯是一个道理,波长越长的光越不容易被细小颗粒散射。

所以VISTA望远镜用红外波段扫描银河系的时候,相当于帮我们把那层雾拨开了,很多原本被尘埃遮挡的恒星第一次出现在人类的视野里,包括银河系中心方向的恒星形成区、稠密的星团,还有一些我们之前根本不知道它们存在的低温褐矮星,你可以这么理解:这张全景图不是拍到了银河系「看起来」的样子,而是拍到了它「本来有」的东西。

你大概不会真的打开这张图,但你可以知道怎么看

实话说,24GB的原始文件对绝大多数人来说根本打不开,我自己那台16GB内存的电脑打开这张图的时候明显在挣扎,拖动和缩放都带着一种让人心焦的延迟感,如果你只是想体验一下浏览这张图的感觉,ESO很贴心地提供了一个在线交互式浏览器,可以在网页上随意缩放和移动,不需要下载任何东西。

但如果你跟我一样,属于那种「明知用不上但就是想拥有」的人,下面是这张图的技术规格,供你参考:

文件大小6 GB
分辨率108,200 × 81,500 像素
总像素约88亿像素(处理后的拼接版本)
波段近红外(Y、J、Ks波段)
拍摄设备VISTA望远镜/VIRCAM相机
拍摄时间跨度2010年至2015年(VHS巡天的一部分)
覆盖天区约520平方度
可辨认星等暗至约20等
数据来源VISTA Variables in the Vía Láctea (VVV) 巡天及其扩展项目

另外提醒一句,如果你真的下载了这个文件,打开的时候别用普通的图片查看器,大部分默认看图软件会在解压这种大小的文件时直接崩溃,天文圈子常用的工具是Aladin Sky Atlas或者DS9这类专门处理天文FITS格式图像的软件,不过这张图发布时也提供了常规的TIFF格式,用专业图像处理软件像GIMP或者Photoshop能勉强打开,前提是你的电脑配置够硬。

这张图顺便治好了我的「宇宙恐惧症」

我一直有个不太说得出口的习惯——每隔一段时间就会去看一些天文尺度的东西,不是学习,也不为了什么知识增长,单纯就是需要被提醒一下自己有多渺小,说来奇怪,这件事居然能带来一种奇怪的放松感,你想想,你正在为某个工作上的破事焦虑到睡不着觉,然后你看到一张图里有10亿颗恒星,而你的太阳只是其中一颗普普通通的中年恒星,绕着银心默默转了四十多亿年还没转完半圈,你那点烦恼放在这个尺度上,连一粒尘埃都算不上。

这个想法放在以前可能会让人觉得虚无,觉得既然这么渺小那努力还有什么意义,但我现在反而觉得恰恰相反——正因为宇宙大到根本不在乎我们怎么做,我们才更应该把自己手里这点短暂的时间认真地花掉。这个念头是在我看到这张全景图里银河中心方向那片密密麻麻的星场时冒出来的,那片区域恒星密度高得像是谁不小心把一把碎钻撒在了黑绒布上,层层叠叠,远的小的叠在近的大的上面,根本分不清哪颗是哪颗,你明知道它们之间隔着几千甚至上万光年的距离,但在二维图像上它们就这么挤在一起,热闹得不像话。

而我们就在这个星系的边缘地带,一个叫猎户臂的旋臂分支里,离银心大约两万六千光年,在这个位置上抬头看夜空,你能看到一条淡淡的亮带横跨天空,那个亮带的每一块光斑其实都是几万光年外数百亿颗恒星加在一起的光,你现在看到的那些星光,在人类这个物种还不存在的时候就已经出发了。

下载这张24GB的图花了我二十分钟,等它打开又等了一分钟,但发呆看它的时间,远远超过了下载和等待的时间,后来我把电脑关掉去阳台站了一会儿,外面是城市的灯光和灰蒙蒙的天空,一颗星星都看不到,但我知道它们就在那儿,只是被尘埃挡住了,被灯光盖住了,有些东西你看不到不代表不存在,这个道理生活里到处都是,只是银河系用24GB的数据又提醒了我一次。

我下载了一张24GB的银河系全景图,然后电脑差点去世

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