【天文】關於宇宙拿鐵 Cosmic Latte

林彥興

圖片設計受 How It Works 啟發。 近日 How it works 的一篇貼文突然爆紅，大意是天文學家在觀測了 20 萬個星系的光譜後，計算出宇宙的平均顏色是接近拿鐵的米色（色號 FFF8E7），並把這個顏色命名為「宇宙拿鐵 Cosmic Latte」。

但，這樣的敘述是對的嗎？

仔細去查論文的話，會發現宇宙拿鐵最早源自 Johns Hopkins 大學的天文學家們在 2002 年發布的論文〈The 2dF Galaxy Redshift Survey: Constraints on Cosmic Star Formation History from the Cosmic Spectrum〉。
你可能會想：這什麼碗糕？跟宇宙的顏色有什麼關係？
答案：確實沒什麼關係......
這篇論文其實主要是在描述天文學家們觀測了約 20 萬個星系的光譜後，對宇宙恆星形成歷史的進一步了解。而在討論複雜的天體物理之餘，他們也順便計算了一下如果把這些光譜全都加起來，在肉眼看來會是什麼顏色。最終，他們得到的答案就是 FFF8E7。

但這整個過程，其實有很多值得討論的地方。

☆ 比如宇宙中的星系那麼多，20 萬個星系真的有足夠的代表性嗎？
☆ 比如為什麼明明只是測量了許多「星系」的光譜，卻說這是「宇宙的顏色」？那其它的恆星、星雲難道都不用管嗎？宇宙的紅移造成的顏色改變有沒有算進去呢？
☆ 比如知道了星系的光譜之後，又是用怎樣的方式把這些光譜資料轉化成色號？顏色的定義和意義到底是什麼？

事實上，宇宙拿鐵這個顏色的計算，是把觀測到的星系光譜消除紅移的影響之後，根據星系的光度加權平均而來，是理想狀態下宇宙中星系的平均光譜，而非我們在地球上會實際觀測會看到的結果，因此沒有考慮前景的恆星、星雲、銀河系塵埃等影響。有了光譜，再用國際照明委員會（CIE）的定義計算出光譜對應的色號。

至於為甚麼要採用這種計算方式，則跟論文本來要討論的星系演化物理有關，這點需要的背景知識太多，篇幅有限就不多談了。光譜到色號的轉換其實也有很大的討論空間，不過因為我們不是色彩學粉專，還是到此為止就好。_(:з」∠)_

所以整體來說，宇宙拿鐵算是天文學家當初興趣使然的副產品。但也許因為「宇宙的顏色」、「拿鐵」這些概念太受喜愛、受到媒體大量報導，所以才為人所熟知。至於 FFF8E7 到底是不是「宇宙的顏色」，就看你怎麼定義。


延伸閱讀
。原始論文
。論文作者 Ivan Baldry 和 Karl Glazebrook 對宇宙拿鐵的詳細敘述
。論文作者 Ivan Baldry 的 QA