想象我们从宇宙以外的一个点综观我们赖以生存的宇宙,由此来进入我们的主题。我们必须将这个点选得非常远。为了得到这个距离,我们用光速来度量这个距离。我们所选择的这个媒介——光速,每秒可达186000英里 ,也就是说在钟表的两声嘀嗒之间可以绕地球好几圈。如果到远处的这个点光要走上100万年的话,那么我们所选择的立足点的位置就比较合适了。我们知道,这个视点将处于完全的黑暗之中,被包围在没有任何星光的漆黑的天空中。但是,从一个方向,我们会在天空的一处看到一大片微弱的光,好像一片模糊的云或者一线晨曦。也许在其他方向上也有这样一片片的微光,但是,我们对此一无所知。我们所谈及的,称之为宇宙的这一片微光正是我们要探究的。于是,我们飞向它,不必考虑速度。若用一个月的时间到达,我们的速度要比光速快100万倍。随着我们的迫近,宇宙不断地在漆黑的天空中展开,最终覆盖了天空的一半,我们的身后仍旧是一片漆黑。
在到达这一阶段之前,我们便可在宇宙当中看到点点微光。继续飞行,这些光点越来越多,似乎从我们身边经过,又远远地消失在我们身后。与此同时,新的光点不断出现在眼前,就像火车上的乘客看到风景和房子掠过他们一样。这些光点就是星星,当我们身处其中的时候,我们发现满天星斗犹如夜晚看到的一样。我们若以之前想象的高速穿过整个云团,除了星星或许只有寥寥散布其间的巨大而朦胧的光雾。
但是,我们并不这样做,而是选择一颗星星,放慢速度仔细观察它。这是一颗非常小的星星,随着我们的接近,它变得越来越明亮,最终像金星一样闪亮。时而它投下阴影,时而我们可以借助它的光线读书,时而它开始耀眼夺目。它看起来好似一个小太阳,它就是太阳!
我们再来选择一个位置,这个位置较之我们之前旅行的距离可以说就在太阳旁边,尽管按照我们普通的度量可能有10亿英里远。现在,环顾我们脚下,可以看到,在太阳周围远近不同地分布着8个像星星一样的光点。如果我们长时间观察这些光点,会发现它们都在围绕太阳运行,绕行一周需要3个月至165年不等。它们在完全不同的距离上运行,最远的距离是最近距离的80倍。
这些类似恒星的天体是行星。仔细观察发现,这些行星与恒星的不同之处在于它们是不透明的,只能借助太阳光而发光。
我们来观察其中的一颗行星,就选择靠近太阳的第三颗吧。从上方接近这颗行星,也就是从它与太阳的连线垂直的角度,距离越近,它就变得越来越大、越来越明亮。当距离非常接近的时候,它看起来就像半个月亮——一半在黑暗之中,另一半被太阳的光线照亮。距离再近一些,可以看到被照亮的部分持续变大,呈现出斑驳的表面。这个表面继续扩大,逐渐变成了海洋和陆地,就好像表面被云彩遮蔽了一半。我们看到的这个表面在我们眼前不断延伸,取代了越来越多的天空,直到我们看出来这就是全部世界。我们降落在上面,于是我们来到了地球。
于是,在飞越天空时完全看不到的那个点,在我们接近太阳时成为一颗星,更近一些发现它是一个不透明的球体,现在成为我们居住的地球。
这次想象的飞行让我们知道了天文学的一个重要事实:夜晚缀满天空的众多星辰都是太阳。换句话说,太阳只是其中的一颗恒星。相比之下,太阳只是同类恒星中很小的一颗,我们知道很多恒星发出的光和热是太阳的千万倍。本质上,太阳与其亿万同类没有差别。它之所以对我们重要,在我们眼中相对伟大,都源自我们与它之间的偶然的联系。
我们所描述的宇宙星辰,从地球上看与所幻想的飞越其中时看到的是一样的。缀满天空的繁星正是我们在幻想的飞行中所看到的。我们瞭望天空与我们在遥远星空的某一点观测天空,其最大的不同在于太阳和行星所处的突出地位。太阳光芒万丈,在白天完全遮蔽了漫天星辰。如果我们能够在最广泛的区域遮蔽太阳光,就能在白天看到围绕太阳的星辰,如同夜晚一样。这些天体围绕在我们周围,好似地球处于宇宙的中心,就像我们的祖先想象的一样。
我们可以把刚刚了解的宇宙同我们在天空所看到的最大程度地联系起来。我们所谓的天体分为两类:一类是由千百万颗星星组成的,其排列形式和外观我们刚刚讲过;另一类只由一颗星星为核心,另有其他星星在其某种影响下围绕着它,这一类在所有天体中对我们是最重要的。以太阳为中心的一些星星构成了一个小的星群,我们称之为太阳系。关于太阳系,我首先想告诉读者的是,相比于众星之间的距离,它的规模是很小的。就我们目前所知,太阳系周围的辽远空间里空空如也。如果我们能够横渡太阳系从一边飞到另一边,不会看到前方的星星越来越近,也不会看到星座与在地球上看有什么不同。天文学家用最精良的仪器也只能观察到近处的星球上发生的变化。
天体的大小和天体之间的距离将会帮助读者想象宇宙是什么样子。设想我们在看一个天体的小模型,或许可以帮助我们认知天体的大小和距离(有一个概念上的认识)。在这个宇宙模型中,想象我们居住的地球是一粒芥菜籽。月球则是只有芥菜籽直径1/4大小的微粒,放在距地球1英寸 的位置。太阳相当于一个大苹果,放在距地球40英尺 的位置。其他行星按照大小从肉眼看不见的微粒到豌豆大小进行排列,想象它们在距太阳10英尺至1/4英里的距离上。然后,想象这些小东西在距太阳不同的位置上围绕太阳缓慢转动,绕行太阳一周的时间从3个月至165年不等。想象芥菜籽一年围绕大苹果转一圈,伴随一旁的月亮则每个月绕行地球一周。
按照这个比例,整个太阳系可以平放在半平方英里之内。在这个范围之外、比整个美洲大陆还广大的区域内没有可见物质,除非或许有彗星(Comets)散布在边缘地带。在比距离美洲大陆更加遥远的地方,我们会见到距离太阳系最近的一颗星,这颗星就像我们的太阳,可以视为一个大苹果。再远一些,每个方向都会看到星星了,但是它们彼此之间基本上都像距离太阳系最近的那颗星和太阳那样遥远。小模型上地球大小的范围内恐怕只有2~3颗星。
由此可见,在我们之前设想的宇宙飞行中,即便我们仔细搜寻,像地球这样的小天体也可能会被忽视。我们就像飞越密西西比河河谷的人寻找隐藏在美洲大陆某处的一粒芥菜籽一样,即使是那个代表光芒万丈的太阳的苹果也可能会被忽视,除非碰巧在它附近经过。