2009年6月8日 星期一

星空是彩色的嗎?

天文攝影照片中的天體,色彩繽紛,美不勝收。不少人受到瑰麗色彩的吸引,興沖沖參加 Star Party,利用大口徑望遠鏡一窺天體之真面目,卻以大失所望收場。

為何照片所呈現的天體,與肉眼所見差別很大?這牽涉到人眼的基本生理運作。

人類的肉眼很像傳統底片相機,鏡頭是由角膜、水晶體所組成,底片則由眼球內的視網膜所構成。視網膜內有二種感光細胞,分別為對三種色光敏感的錐狀細胞(Cone Cell),以及對黯淡光線敏感的柱狀細胞(Rod Cell)。

光線較強的環境下,錐狀細胞是主要的感光細胞,不但提供我們分辨色彩的能力,空間解析度(Spatial Resolution)也佳,使我們得以看清楚周遭的環境。在微弱的光線下,錐狀細胞就無用武之地,取而代之的是柱狀細胞。柱狀細胞有二個特點,一是只能分辨光線強弱,因此看到的世界是黑白的;二是空間解析度比錐狀細胞差,對於細節的分辨力較弱。

很不幸的是,絕大多數天體的光線都相當黯淡,只有柱狀細胞能夠運作。

當人類走到沒有光害的星空下,所看到的銀河是沒有顏色的,呈現的是白色雲霧狀的樣子。事實上,不少沒有看過銀河的人,初次見到銀河,真的會把它當作高掛天上的雲朵。

不只是銀河,幾乎所有的天體,即使是以肉眼透過大口徑望遠鏡去瞧,也看不出有色彩的成份,所見到的多半是 "一團棉花",或者 "一縷輕煙"。天體所發出的光線,飄移過整個宇宙,經過比人類歷史還要久遠的時間,才能夠達到地球,進入我們的眼睛。能夠激發感光細胞的光子,數量非常有限。人類的眼睛可以對這麼微弱的光線有反應,已經是演化上的勝利。

所以囉,被美麗的天文攝影作品所吸引來觀星的人,大失所望的例子太多了。只要能夠了解人類眼睛的生理極限,就會了解到,為什麼星空原來是黑白的。

講到這裡,您一定可以了解,天文攝影如何地彌補了人類眼睛先天的缺憾。透過攝影技術的輔助,有史以來第一次,人類終於可以將黑白的星空,變成色彩絢爛的奇觀。

第一張照片是透過數位相機,所拍攝到的銀河。第二張照片,則是肉眼所見到的銀河。照亮地景的光線相對較強,因此肉眼還是可以看到色彩。

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