在春秋季節(jié)交替之時(shí)，如果天空比較晴朗，我們或許會(huì)有機(jī)會(huì)看到銀河系“云母屏風(fēng)燭影深，長(zhǎng)河漸落曉星沉”的美景。

看不到也別遺憾，發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)依然為我們提供很多來自哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到的五彩斑斕的星系或星云圖像。

而事實(shí)上哈勃望遠(yuǎn)鏡使用的是黑白圖像傳感器，顏色是許多天文學(xué)家依據(jù)不同波長(zhǎng)的光所對(duì)應(yīng)的光譜，后期人為的給照片加上去的顏色。

那么真實(shí)的星系或星云下，我們是否還能看到照片上那般璀璨絢麗的美景呢？今天我們就來探索一下答案。

顏色的本質(zhì)是什么，人眼是如何分辨顏色的？在日常生活中，之所以我們能看到物體，是因?yàn)檠劬邮盏竭@個(gè)物體可以發(fā)出或者反射光線，當(dāng)然，如果它不發(fā)出也不反射任何光線，我們看到的就是完全黑暗的世界了。

← 波長(zhǎng)越短 ← 頻率越高 波長(zhǎng)越長(zhǎng) →頻率越低 →

而光的本質(zhì)上是電磁波，它存在各種顏色則是因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)的電磁波所對(duì)應(yīng)的顏色不同。其實(shí)對(duì)于人們來說，物體能夠呈現(xiàn)出不同的顏色，是由于組成這個(gè)物體的成分和結(jié)構(gòu)各不相同，從而導(dǎo)致物體吸收和反射的電磁波的頻率不同，所以我們可以認(rèn)為：顏色的本質(zhì)是它們反射的電磁波頻率不同。

舉個(gè)例子，我們能看到綠色的草，是因?yàn)樵谔?yáng)光的照射下（太陽(yáng)光的是由7種顏色的光組成的一種復(fù)合光），草吸收了除綠色以外波長(zhǎng)的光線，反射了綠色對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的電磁波，最后反射到我們眼睛里，所以我們看到的草的顏色就是綠色的。

現(xiàn)在我們?cè)賮砜慈庋鄣某上裨?，人眼在接收到可見光時(shí)，會(huì)先經(jīng)過眼睛的折光系統(tǒng)，然后，在視網(wǎng)膜上成像，最后被感光細(xì)胞感受到。

感光細(xì)胞又分為兩種：

視錐細(xì)胞：這種細(xì)胞可以分辨顏色，但是只能在比較亮的環(huán)境下工作。色盲就是因?yàn)槿鄙賹?duì)應(yīng)顏色的視錐細(xì)胞導(dǎo)致的。

視桿細(xì)胞：分辨顏色的能力很差，但是可以在昏暗的環(huán)境下工作，視桿細(xì)胞占比更多，所以我們晚上能看的很清晰。

之所以我們?cè)谕h(yuǎn)鏡中看到的景象都是接近黑白的，就是因?yàn)槿搜鄣囊挂暷芰Ρ容^差，無(wú)法更好的分辨顏色，才導(dǎo)致看到的星系都是白花花的一片。

燦爛的星系圖片是如何拍攝的？了解天文攝影的朋友應(yīng)該會(huì)的，如果只通過肉眼觀察，從望遠(yuǎn)鏡里看到的星系只會(huì)是暗淡無(wú)光的黑白景象，原因就在人眼在弱光條件下對(duì)色彩的不敏感。

其次就是曝光時(shí)間，當(dāng)我們進(jìn)行深空攝影時(shí)，僅僅通過瞬間的曝光根本無(wú)法得到更多的細(xì)節(jié)，這就需要來增加曝光時(shí)間，那些美麗的星系圖片，都是短則幾十分鐘，長(zhǎng)達(dá)幾十小時(shí)的曝光，才得到的照片。

而哈勃望遠(yuǎn)鏡又和普通天文望遠(yuǎn)鏡不太一樣，眾所周知，哈勃望遠(yuǎn)鏡是處在地球大氣層之上的一臺(tái)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，這么做的好處也顯而易見，拍攝時(shí)不會(huì)受到惡劣天氣、光污染、大氣湍流等影響。

在宇宙中，可接收到的電磁波頻率，遠(yuǎn)不止肉眼可見的（380-760納米）那么狹窄。所以想要獲取到更多的來自宇宙中的信息，就必須接受到更廣泛的電磁波頻率范圍。

要知道，哈勃望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)可不僅僅是拍個(gè)照片這么簡(jiǎn)單，它還需要分析遙遠(yuǎn)天體的組成成分，含有的元素是什么，測(cè)量星系距離等重任，然后人們通過收集到的數(shù)據(jù)計(jì)算宇宙大小和年齡，以及各種天體的起源。

盡管哈勃望遠(yuǎn)鏡也屬于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，但不一樣的是，它并不會(huì)把接收到的光線直接進(jìn)行成像，而是要經(jīng)過光譜儀對(duì)光線進(jìn)行光譜分析，以此來得到更多的數(shù)據(jù)。

那么光譜分析的原理是什么？我們從微觀角度來看，所有的元素都是由原子組成的，而原子則是由原子核以及電子組成。原子核外的電子，按照能力的高低可以分成不同的能級(jí)，能量最低的基態(tài)能級(jí)，其他為激發(fā)態(tài)能級(jí)。

正常情況下，電子是不會(huì)發(fā)生躍遷的，但是原子接收到外界的能量，原子就會(huì)吸走電子躍遷所需要的能量與之對(duì)應(yīng)特征波長(zhǎng)的光，于是提供能量的光就會(huì)缺失一段特征波長(zhǎng)的光線，這就是吸收光譜。同理電子返回基態(tài)時(shí)也會(huì)釋放能量，稱作放射光譜。

對(duì)于接收到光線，通過測(cè)量不同物質(zhì)的吸收光譜、發(fā)射光譜等， 由于不同元素的光譜在不同的位置都會(huì)有與之對(duì)應(yīng)顏色的譜線或者是缺少對(duì)應(yīng)的譜線，但總的來說，含義相同元素物質(zhì)的譜線總會(huì)在同一個(gè)位置具有相同顏色的譜線。

這也是為什么哈勃望遠(yuǎn)鏡為何用黑白圖像傳感器工作的原因，因?yàn)橥ㄟ^光譜分析，本身就可以知道遙遠(yuǎn)星系的色彩以及元素組成。

回到題目中，如果我們有機(jī)會(huì)親自站在一片星云前，我們看到的又會(huì)是什么樣的呢？此時(shí)你的腦海中是不是已經(jīng)浮現(xiàn)出很多科幻電影的畫面了？但我要很遺憾地告訴你的是，我們無(wú)法看到像NASA發(fā)布的照片那樣五彩斑斕。

首先宇宙中的大部分星云都是非常暗的，再加上人眼在昏暗環(huán)境下，分辨顏色的能力更差，就像在深夜里走在一條沒有任何燈光的小路一樣。

其次是哈勃拍攝的照片有很多細(xì)節(jié)來自于不可見光，科學(xué)家通過特定波段映射到RGB上，才把人眼看不到的波段的電磁波轉(zhuǎn)換為可見光呈現(xiàn)出來。

那么絢麗的星云難道就沒有顏色嗎？顯然不是，只是肉眼看到的是照片中的不一樣罷了。

再來舉個(gè)例子：比如我們?cè)谝雇淼脑鹿庀?，看東西都是接近黑白色調(diào)的，就是因?yàn)榄h(huán)境光線不足，以至于我們不能更好的分辨顏色，但我們并不能說它們是沒有顏色的。

天文學(xué)家只是盡可能的排除干擾，還原出它們?cè)緫?yīng)有的顏色，把人眼看不到的東西轉(zhuǎn)換為人眼可見的形式呈現(xiàn)在我們眼中。

而五彩斑斕的星系圖片，一定程度上也更能激發(fā)人們對(duì)科學(xué)的興趣以及對(duì)宇宙探索熱情，對(duì)神秘的星空也抱有更多的幻想。

聊了那么多讓我們來總結(jié)一下：

顏色的本質(zhì)來源于肉眼對(duì)不同波長(zhǎng)的光所作出的不同反應(yīng)，所以更豐富的顏色取決于我們是否擁有更多種類的感光細(xì)胞。

天文攝影依靠的是高感光和長(zhǎng)曝光，這些都是人眼所不具備的，這就是我們無(wú)法通過望遠(yuǎn)鏡直接看到美麗的星空的重要原因。

星系是有顏色的，但是僅依靠肉眼是看不到可見光外的一些細(xì)節(jié)，但是如果真的可以站在星云前，我相信它也足以讓你震撼。

應(yīng)該很難看到這樣的景象，因?yàn)楹芏嗟臅r(shí)候這樣的照片都會(huì)有些不一樣的。跟我們看到的實(shí)體差別非常大，實(shí)體的可能比較自然一些。