用三种颜料画不出银河系,但厨房里的盐可以
那天傍晚,我刚煎完蛋炒饭,锅底还粘着几粒没溶解的盐,厨房射灯斜打过来,盐粒在白瓷盘边缘闪了一下——那一瞬间,我突然觉得这个场景很眼熟,对了,像银河系,就是我们从小在科普书上见过无数次的、侧看像个扁盘子、俯看像个旋涡的那个星系。太阳就窝在一条次级旋臂上,离中心大概2.6万光年,你抬头看见的那些星,全是邻居,最远的也不过几千光年,整个银河系的光,你永远看不到全貌——因为我们就在画布里。
这是绘制银河系时第一个要克服的心理障碍:你得跳出自己的视角,站在地球上仰望银河,跟站在星系外侧俯瞰银河,是两幅完全不同的画。
第二张画,从厨房调料开始
我这人有个习惯,想不通的东西,先动手试,电磁炉那天的盐粒给了我灵感——既然银河系的物质分布也像撒盐一样,有疏有密,那能不能用身边的东西模拟出来?
后来我试了三次。
第一次,用黑色卡纸当底,白颜料加水稀释,拿牙刷蘸着弹上去,溅出来的点倒是挺像星的,但旋臂的结构出不来,看着像发霉的芝麻糊,失败。
第二次,失败。
第三次,我想起家里有一袋粗海盐和一瓶深蓝色墨水,我把海盐倒进盘子,拿墨水一层一层地染——颗粒大的地方墨重,颗粒小的地方墨浅,等它干透了,举起来对着窗户光看,旋臂的结构竟然自己浮现出来了,盐粒堆积的方向,天然形成了一种旋转的动势,我盯着那个盘子看了很久,心里冒出一个念头:原来银河系的画法,不是画出来的,是让它长出来的。
银河系的"自画像"其实已经有了
说到"长出来",就不得不提一件事——人类至今没有飞出过银河系去给它拍张全身照,我们所有关于银河系外貌的认识,都是间接推断出来的,就像一个盲人在摸索一头大象的形状。
但天文学家手里有三样厉害的工具,比画笔好用得多。
| 观测手段 | 能看到什么 | 在"绘画"中对应什么 |
| 光学望远镜 | 恒星、星团的位置和亮度 | 画布上一个个光点 |
| 射电望远镜 | 中性氢原子发出的21厘米谱线 | 勾勒旋臂的云气结构 |
| 红外/亚毫米波观测 | 尘埃带的分布和银心附近的恒星运动 | 画出被遮挡的"暗面" |
就拿那个著名的21厘米氢线—银河系里到处弥漫着中性氢原子,它们偶尔会自发辐射出波长刚好21厘米的电磁波,这个波长太关键了,因为它在宇宙空间几乎没有衰减,能穿透厚厚的星际尘埃,荷兰天文学家范德胡斯特在1944年预言了这个现象,战后射电天文学一爆发,人类第一次"看"清了银河系的旋臂走向。
到了近十几年,特别是盖亚卫星(Gaia)的功劳——顺便说一句,盖亚这个名字取得真好,希腊神话里的大地女神,从混沌中理出秩序——它精确测量了超过十亿颗恒星的位置和自行运动,2018年盖亚的第二批数据释放出来后,天文学家终于可以画出一幅动态的银河系图:哪颗星正在远离我们,哪颗星正在靠近,旋臂并不是固定的结构,而更像是一种密度波——恒星们走过旋臂,就像堵车路段的汽车,短暂聚拢,又各自散去。
来,我们认真"画"一次银河系
假设现在你手上真有这么个任务——不是比喻,是真的要完成一幅关于银河系的画,画面要求:从上方俯视,能清晰看到旋臂结构、银核、星晕,并且尽量接近目前的科学认知,你会怎么画?
以下是步骤,经过简化但逻辑完整:
- 定中心:先画一个扁椭球形的银核,长轴约1万光年,短轴约6000光年,颜色用暖黄到橙白过渡——因为那里恒星密度极高,温度也高。
- 拉旋臂:银河系有四条主要旋臂——矩尺座旋臂、英仙座旋臂、人马座旋臂和南十字-盾牌座旋臂,太阳位于猎户座支臂,介于人马座旋臂和英仙座旋臂之间,画的时候注意,旋臂是对数螺旋形状,不是标准的圆弧。
- 撒星点:用喷雾或者弹拨法,在旋臂区域分布细小光点,越靠近银核越密集,旋臂之间的区域可以稀疏一些,但不要完全空着——那里也有恒星,只是少。
- 加暗面:旋臂的边缘不是清晰的,有一层薄薄的尘埃带,用极淡的灰蓝色或棕褐色晕染,制造纵深。
- 晕和球状星团:银河系的盘面之外,包裹着一个巨大的暗物质晕和稀疏的星晕,在画面上,这意味着在旋臂外围点一些零散的小光团——球状星团,它们是银河系最老的居民。
不过我坦白,我第一次按这个步骤画出来的东西,歪歪扭扭,像被踩了一脚的蚊香,真正的困难不在于技术,而在于比例感的丧失,银河系的直径约10万光年,而太阳系所在的猎户座支臂位置,离中心2.6万光年——换算到画纸上,如果你的画幅是50厘米,太阳系应该画在离中心13厘米的地方,很多人不自觉就把太阳画在更边缘的位置,因为我们在心理上总觉得自己应该更"外围"一点,更孤独一点,这不是绘画技巧的问题,是心理投射的问题。
画完之后呢
那张用海盐和墨水做出来的银河系"画",现在还摆在我书架上,它其实经不起细看——盐粒已经开始受潮,有几处蓝色的墨渍晕开了,旋臂末端糊成一团,但我觉得它比那些精美的打印海报更像银河系,因为它在变化,它不是定格的。
我们的星系每秒钟都在转向一个未知的方向,太阳系正以每秒220公里的速度绕着银心飞奔,你画下银河系的那一刻,它已经不在那个位置了,所以严格来说,所有关于银河系的画,都不是写生,而是记忆——画的是光走了几万年后抵达我们视网膜的样子。
有一次我在露台上看星,楼下邻居炒菜的香味飘上来,油烟气里混着某种香料,我突然觉得,如果银河系有味道,大概就是这样的——温热、辽阔、带着一点烟火气,人类从第一次仰望夜空到现在,对银河系的想象变了一轮又一轮,从神话里的奶路到射电望远镜里的氢云图,画法在变,冲动没变。
后来我买了一袋更粗的海盐,打算等天晴了再试一次,这次不用盘子,用一块黑布,铺在阳台地面上,我想看看风会不会帮忙——也许风能把盐粒吹出一种更意外的旋涡形状,如果失败了也没关系,反正银河系本身,也是宇宙里一场巨大失败里的幸存者:那些没能坍缩成恒星的尘埃,那些被甩出旋臂的流浪行星,那些暗下去的白矮星,都是画布上沉默的底色。
画未完成,星系也是。
