六個(gè)多月前，美國(guó)宇航局的詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)交付了第一張照片，以絢麗的彩色揭示了宇宙，讓世界眼花繚亂。5月傳輸?shù)牡谝粡堈掌@示，一個(gè)星系團(tuán)位于南半球的天空中，距離地球12.<>億光年。用美國(guó)總統(tǒng)喬·拜登的話來(lái)說(shuō)，它代表了人類迄今為止拍攝的 “遙遠(yuǎn)宇宙最深、最清晰的紅外圖像”。

但NASA并不滿足于在視覺(jué)上展示這些第一批JWST圖像。利用音樂(lè)和天文學(xué)之間的漫長(zhǎng)愛(ài)情故事，科學(xué)家們繪制了不同音高的顏色。

音樂(lè)和天文學(xué)：一個(gè)古老的愛(ài)情故事

音樂(lè)和空間似乎不是天然的伙伴——畢竟，沒(méi)有空氣就意味著沒(méi)有聲音。但對(duì)于我們的祖先來(lái)說(shuō)，這種聯(lián)系是顯而易見(jiàn)的。在古希臘，亞里士多德等思想家認(rèn)為地球位于宇宙的中心。然而，這并沒(méi)有使它成為一個(gè)不變的理想：對(duì)古人來(lái)說(shuō)，地球現(xiàn)象是不斷變化的，反映了我們星球的不完美。相比之下，天空被視為不變和永恒的，因此值得效仿。

一些恒星相對(duì)于其他恒星移動(dòng) - 詞源意義上的所謂“行星”(因?yàn)?ldquo;行星”的意思是“流浪的恒星”)。古人知道其中的七個(gè)：水星、金星、火星、木星和土星，再加上太陽(yáng)和月亮。這個(gè)數(shù)字將繼續(xù)為一周中的幾天以及音樂(lè)音階的組成提供信息。

事實(shí)上，對(duì)于古希臘人來(lái)說(shuō)，每個(gè)星球都掛在一個(gè)球體上，而這個(gè)球體又圍繞著地球旋轉(zhuǎn)。鑒于運(yùn)動(dòng)在這里發(fā)出聲音 - 例如當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦或腳著地時(shí) - 宇宙中移動(dòng)的球體也應(yīng)該產(chǎn)生聲音是有道理的。與在地球上聽(tīng)到的相反，這些被認(rèn)為是完美的，促使古人使用星星作為地球音樂(lè)的模板。這就是為什么在中世紀(jì)，天文學(xué)和音樂(lè)被歸為四分之一，其中還包括算術(shù)和幾何，并為文科教育奠定了基礎(chǔ)。

在音樂(lè)音階上繪制星星

但是如何將音符和行星編織在一起呢?誠(chéng)然，這是最棘手的部分。一些科學(xué)家將聲音的音高與行星的距離聯(lián)系起來(lái)，另一些科學(xué)家則將其速度聯(lián)系起來(lái)。為了給構(gòu)圖增加更多的復(fù)雜性，當(dāng)時(shí)人們對(duì)太陽(yáng)系中行星的相對(duì)位置的看法有所不同。

德國(guó)天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒(Johannes Kepler，1571-1630 年)是利用古希臘“球體音樂(lè)”(也稱為 musica universalis)概念繪制行星系統(tǒng)的科學(xué)家之一。

開(kāi)普勒的發(fā)現(xiàn)將把我們帶入現(xiàn)代宇宙：他確定太陽(yáng)不僅不在太陽(yáng)系的中心——正如尼古拉斯·哥白尼在上個(gè)世紀(jì)提出的那樣——而且行星以橢圓形而不是圓周運(yùn)動(dòng)圍繞它旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，距離和速度在軌道過(guò)程中發(fā)生了變化。不可能將一個(gè)音符與一個(gè)行星聯(lián)系起來(lái)，這使他得出結(jié)論，行星唱著旋律。

當(dāng)然，所有這些都必須保持和諧：對(duì)于一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，要產(chǎn)生旋律，最高的聲音必須與最低的聲音很好地配合。最終，開(kāi)普勒放棄了他的曲調(diào)，專注于在1619年闡明他關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的第三定律。

雖然我們?cè)缫褜⑿行乔蝮w的概念拋在腦后，但“球體音樂(lè)”留下了它的印記——即使在今天，歌曲和專輯仍然以它的名字命名，包括酷玩樂(lè)隊(duì)的最新作品。天文學(xué)和音樂(lè)之間的關(guān)系進(jìn)一步發(fā)展，音樂(lè)的靈感來(lái)自天文概念、物體或人，或者借鑒真實(shí)的天文數(shù)據(jù)。

開(kāi)普勒的繼承人

開(kāi)普勒的繼承人現(xiàn)在不是繪制行星系統(tǒng)，而是按照一些選定的規(guī)則用聲音繪制天空。圖像中的強(qiáng)光轉(zhuǎn)化為強(qiáng)烈的音量：較亮的物體產(chǎn)生更響亮的聲音。反過(guò)來(lái)，聲音的持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)于物體的外觀：恒星的縮寫(基本上是圖像中的一個(gè)斑點(diǎn))，長(zhǎng)于云霧云。

對(duì)于音高，它可以直接反射光頻率(如果頻率越高，則音調(diào)越高)或作為空間編碼(物體在圖像中的位置越高，音高越高)。在這種情況下，星云“山”的圖像將產(chǎn)生鏗鏘的起伏。在為錢德拉太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)布的銀河系中心圖片中，兩種方法結(jié)合在一起：由不同儀器(X射線鈴鐺，可見(jiàn)光弦和紅外線鋼琴)表示的不同光頻率的空間編碼。

1606年，法國(guó)哲學(xué)家布萊斯·帕斯卡(Blaise Pascal)寫道，“這些無(wú)限空間的永恒寂靜”使他感到恐懼。然而，對(duì)于現(xiàn)代科學(xué)家來(lái)說(shuō)，它們是光的游樂(lè)場(chǎng)，尤其是音樂(lè)的游樂(lè)場(chǎng)。