編按：本文摘自《關(guān)於夜空的 362 個(gè)問題》，蒐集了英國最長壽科普節(jié)目《仰望星空》的觀眾提問。所有你對(duì)太空宇宙會(huì)有的疑問，都將在本書中為你解答。本節(jié)討論的是「過去和未來的天空」。

古文明如何準(zhǔn)確測量星星的運(yùn)動(dòng)？

太陽、月球和星星的移動(dòng)，在古代就已經(jīng)為人所知，此外黃道帶上的那些星座也是最早被發(fā)現(xiàn)的。圖／pxhere

巴比倫人和蘇美人是世界上最古老的天文學(xué)家，他們?cè)谌Ф嗄昵熬幼§冬F(xiàn)在的阿拉伯地區(qū)。

太陽、月球和星星的移動(dòng)，在古代就已經(jīng)為人所知，此外黃道帶上的那些星座也是最早被發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)的人可能已經(jīng)知道，在不同的時(shí)間會(huì)看到不同的星星排列，但他們應(yīng)該還不知道這是為什麼。這些文明是最早注意到天象變化的文明。他們可能注意到有些行星好像會(huì)在星星之間移動(dòng)，特別是最亮的那顆：金星。當(dāng)時(shí)也已經(jīng)知道在夜晚或早上都看得到金星，蘇美人還發(fā)現(xiàn)了它的周期性。當(dāng)然，他們並沒有因此思考到其他行星，而是聯(lián)想到神祇的活動(dòng)。

巴比倫人知道各種不同的周期，主宰月相改變的周期就是其一；不過更重要的是日食和月食的周期。這些周期也流傳下來，到了在天文學(xué)方面非常有條理、邏輯的古希臘人手中。最令人震撼的天文事件自然是日食與月食。

最令人震撼的天文事件自然是日食與月食。圖／pexels

事實(shí)上，許多古代文明都對(duì)這種現(xiàn)象感到害怕。雖然因?yàn)樘柵c月球在天空中的運(yùn)動(dòng)方式不同，日月食發(fā)生的時(shí)間間隔似乎並不規(guī)律，但其實(shí)大約是每十八年發(fā)生一次。這段時(shí)間被稱為沙羅周期，是太陽、地球、月球三者形成的幾何系統(tǒng)回到相同配置的時(shí)間。再加上地球的自轉(zhuǎn)，就必須使用三個(gè)沙羅周期來計(jì)算，所以是大約五十四年發(fā)生一次。這表示，如果你觀察到一次日食或月食，那麼在一萬九千七百五十六天（或是五十四年又一個(gè)月）之後，在地球上同一個(gè)地點(diǎn)就能再看到一次幾乎一模一樣的日食或月食。

古代天文學(xué)留下令人著迷的遺產(chǎn)之一，就是安提基瑟拉儀，大約是西元前一世紀(jì)或二世紀(jì)左右建造的。銅製的安提基瑟拉儀是一九○○年在希臘的安提基瑟拉島發(fā)現(xiàn)的，經(jīng)過深入研究後，學(xué)界發(fā)現(xiàn)這是由大約三十個(gè)細(xì)心配置的鑲齒排列而成的儀器，用來預(yù)測太陽、月球、行星在任何一天的方位。

安提基瑟拉儀，大約是西元前一世紀(jì)或二世紀(jì)左右建造的。圖／<a href="https://zh./wiki/%E5%AE%89%E6%8F%90%E5%9F%BA%E7%89%B9%E6%8B%89%E6%9C%BA%E6%A2%B0#/media/File:NAMA_Machine_d" anticyth%c3%a8re_1.jpg'="">wikipedia

製造者想必不知道太陽系的配置，因?yàn)檫@個(gè)儀器的設(shè)計(jì)是以地球?yàn)橹行牡哪Ｐ蜑榛A(chǔ)，可是它對(duì)位置預(yù)測的準(zhǔn)確度卻讓人驚訝。過去從來沒發(fā)現(xiàn)過類似的儀器；本質(zhì)上而言，這是目前已知最古老的科學(xué)計(jì)算機(jī)。

至於星星本身的運(yùn)動(dòng)，在古代來說，是無法在某人的有生之年內(nèi)測量出來的。古人很精細(xì)地測量了太陽在天空中的位置，所以能確定像是冬至、夏至這樣的至點(diǎn)以及春分、秋分的二分點(diǎn)時(shí)間。二分點(diǎn)出現(xiàn)在太陽通過天球赤道的時(shí)候，而有非常多的古代天文學(xué)家都會(huì)觀測太陽在天空中的位置。

地球自轉(zhuǎn)的歲差怎麼算？

西元前二世紀(jì)的希臘天文學(xué)家希巴克斯（Hipparchus）指出，和前人觀測到的結(jié)果相比，太陽在二分點(diǎn)的位置出現(xiàn)了相對(duì)性的改變，這個(gè)發(fā)現(xiàn)被稱為「分點(diǎn)歲差」。現(xiàn)在我們知道這是因?yàn)榈剌S相對(duì)於星星的移動(dòng)所造成的，而這個(gè)發(fā)現(xiàn)成為了精密天文學(xué)的轉(zhuǎn)捩點(diǎn)。歐洲太空總署（ESA）的衛(wèi)星伊巴谷（Hipparcos）就是利用這位天文學(xué)家姓名的發(fā)音，但是字母的拼法不同，因?yàn)槠鋵?shí)這是「高度精密視差測量衛(wèi)星」的縮寫。

伊巴谷是最早踏出第一步，排除地球是所有運(yùn)動(dòng)的中心的人。他觀察到太陽在全年中移動(dòng)的速度會(huì)變化，而且計(jì)算出太陽中心的運(yùn)動(dòng)，一定會(huì)輕微地偏離地球。大約兩千年後，科學(xué)家才真的拋棄成見，推翻地球中心論，建立出地球以橢圓形軌道環(huán)繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的理論。

地球中心說。圖／wikipedia

巴比倫人和希臘人都是最早在天文學(xué)上跨出一大步的民族，他們會(huì)測量太陽、月球和行星的移動(dòng)。兩千多年後，哥白尼、第谷，還有克卜勒才又往前邁了一大步，拋棄地球是宇宙中心的理論。我（諾斯）認(rèn)為，我們現(xiàn)在即將跨出在天文學(xué)與宇宙學(xué)方面重大的第三步，開始了解宇宙的真實(shí)規(guī)模。

英國最適合看極光的地方是哪裡？

唯一一個(gè)算得上看得清楚的地方是蘇格蘭。一旦越過北方的邊界，極光就沒那麼少見了，不過也沒有像挪威北部或阿拉斯加那麼頻繁。重點(diǎn)是要到一個(gè)真的很暗的地方，而蘇格蘭有些地方還能滿足這個(gè)條件。

所以定期觀測是值得的，不過也得準(zhǔn)備好可能要等好一段時(shí)間。如果你去到挪威北部像是特浪索這樣的地方，那麼你在一整年裡，除了永晝的日子以外，幾乎每個(gè)晚上都能看到極光。

在《仰望夜空》播出的期間裡，天空有些什麼改變？夜空中有沒有新的天體出現(xiàn)，或者有沒有星星或其他天體的位置、外觀發(fā)生了改變？

很顯然，就算是在比《仰望夜空》節(jié)目播出時(shí)間更長的期間裡，星星和行星都不會(huì)改變。我們的確有看到幾顆彗星，一、兩顆明亮的新星。除此之外，情況都沒什麼改變。

我在主持《仰望夜空》的期間看過最壯觀的景象，應(yīng)該是海爾波普彗星，那真的很壯麗，而且有超過一年的時(shí)間都能用肉眼看到它。我想當(dāng)它離開我們時(shí)，我們都很傷心。別難過，它四千年後還會(huì)回來！

當(dāng)然有些行星總是在改變，尤其是木星和土星。木星的雲(yún)帶在過去幾年中一直出現(xiàn)強(qiáng)烈的變動(dòng)，而土星上則發(fā)生了劇烈的風(fēng)暴。相當(dāng)值得持續(xù)關(guān)注。

圖／wikipedia

未來的觀星者會(huì)看到如我們現(xiàn)在所看到的北斗七星、獵戶座腰帶、老鷹星雲(yún)等這些星星的排列嗎？

根據(jù)我們目前的預(yù)測，未來不會(huì)有可偵測到的改變，但是當(dāng)然如果是一萬年或是更久之後，這些星座一定會(huì)有改變。舉例來說，大熊座會(huì)扭曲，因?yàn)樗膬深w星（瑤光與天樞）在太空中是以與其他五顆相反的方向移動(dòng)，遠(yuǎn)離對(duì)方的。但是這些星星在太空中的移動(dòng)實(shí)在太慢了，所以很難用肉眼看出來。

提醒你，一百萬年之後再回來，天空就會(huì)變得很不一樣。隨著時(shí)間過去，星座會(huì)因?yàn)樾切堑囊苿?dòng)而變形，新的排列也會(huì)變得明顯。就連星雲(yún)也會(huì)隨著它們的中心出現(xiàn)氣體與塵埃生成的星星而改變，不過這個(gè)過程會(huì)需要幾百萬年的時(shí)間。

如果我們可以把時(shí)間快轉(zhuǎn)十億年，那時(shí)候的天空會(huì)是什麼樣子？會(huì)有多少星星不再存在？

如果快轉(zhuǎn)那麼長的時(shí)間，所有星座都會(huì)有非常大的改變，到時(shí)候我們已經(jīng)認(rèn)不出來那片天空了。除此之外，我們也無法辨識(shí)一些我們熟悉的星星，例如獵戶座的參宿七，到了那時(shí)候一定已經(jīng)經(jīng)歷了紅巨星的階段，也許在超新星的爆炸中死去。同樣的事也會(huì)發(fā)生在我們鄰近星系中的很多大質(zhì)量的恆星上，不過也會(huì)有更多的恆星在天空中的其他位置出現(xiàn)。

如果把太陽系從銀河中拔出來，然後完整地放在太空中另外一個(gè)空曠的區(qū)域，我們會(huì)變好還是變?cè)悖?/p>

這個(gè)嘛，我們會(huì)悲慘很多，因?yàn)槲覀冎荒芸吹阶约禾栂档奶祗w，對(duì)於星星會(huì)一無所知。事實(shí)上，我們的知識(shí)會(huì)被局限在很小的範(fàn)圍內(nèi)，有點(diǎn)像是去倫敦但只參觀維多利亞車站而已。一定要記得，天文學(xué)是最古老的科學(xué)之一，是古代文明不斷地重寫，增進(jìn)我們對(duì)宇宙的了解的成果。

——本文摘自《關(guān)於夜空的 362 個(gè)問題：從天文觀測、太陽系的組成到宇宙的奧祕(mì)，了解天文學(xué)的入門書》，2019 年 4 月，貓頭鷹出版。