4.光中的秘密：用阳光分析太阳的构成

无论是人还是探测器，前往宇宙都非易事。不过，如果仅是“观测”，那么事情就好办多了。得益于望远镜技术的不断进步，只要我们能捕捉到天体发出的“光”，那么无论是多么遥远的天体，我们也能观察其情况。

当然，这种“观测”是无法触碰到宇宙空间中的物质的。可能有人认为，无法获取实物样本的话，就无从了解它由什么构成。

其实，即使无法获得宇宙中物质的实物样本，只要能观测到它们，也能分析出这些物质的结构。例如，没人去过太阳，探测器也无法接近太阳，但我们能知道太阳与地球的情况相同，都是“原子”的聚集体。

我们发现这种情况并非仅存在于太阳，数万光年之外的天体也都是由原子构成的。因此，学校里会教授“万物皆由原子构成”的知识。或许可以说，这是20世纪天文学中最伟大的发现。

为什么仅靠“观测”就能知道这些天体是由原子构成的呢？给我们带来这些信息的东西，是传播到地球的“光”。大家在小学的科学课上，应该都用棱镜制造过“彩虹”。这种“彩虹”包含从红到紫的所有颜色。不过，这些颜色并非太阳光的全部。如果使用更加精密的仪器进行分光，就会发现太阳光的光谱中存在黑线。

光谱中的黑线表示该颜色所在之处“没有光”。确切地说，是该部分的光被某种东西“吸收”了，所以没有到达地球。

图1-1 太阳的吸收线光谱

吸收这些光的东西正是“原子”。不同种类的原子会吸收不同波长的光，所以，如果光谱中某种颜色的所在之处变黑了，那么就可以知道存在吸收这一波长的光的原子。通过分析太阳光中波长的吸收情况，就可以知道构成太阳的原子，与地球上存在的原子是同一种。这正是用光“照亮”了太阳构成的秘密。

只要有光，我们便能分析光来源之处的物质构成，研究宇宙中遥远天体的构成，使用的也是这种方法。此外，分析光谱中黑线的深浅程度（谱线黑度），还能了解该天体中吸收了该波长的原子的数量。某种原子的数量越多，与之对应的波长的光被吸收的量就越大，光谱中对应位置的黑线就越深。