哈勃空间望远镜持续观测宇宙接近 24 年,传回大量星系、星云图像,画面里星云、星系有着丰富鲜亮的色彩。很多人默认宇宙是深邃黑色,或是充满绚烂斑斓光影,有天文学家算出,把全宇宙所有星系发出的光线混合平均,得到的色调是柔和米黄色,大家叫它宇宙拿铁。

这项研究数据收录在《天体物理学》期刊,卡尔・格莱兹布鲁克与伊凡・巴尔德里负责计算,样本包含 20 万个星系。团队先搭建宇宙光谱,再按照人眼的色彩感知规则叠加光线。除了宇宙拿铁,研究团队还准备了另外两个备选名称,天空象牙白、寰宇哔叽。巴尔德里提到,这批星系距离地球数十亿光年,样本体量足够支撑计算平均色,这个色调和白色非常接近。
这个平均色会跟着宇宙演化慢慢改变。100 亿年前,宇宙里短命的蓝色大恒星数量更多,星系整体色调更偏蓝,当时还没有 M87 这类发红光的巨型星系。蓝色恒星燃烧速度快,消亡之后,偏红的老年恒星占比慢慢提升。过去 60 亿年,宇宙平均色调从苍绿色,逐步转成现在的米黄色。往后数亿到数十亿年,宇宙的颜色还会继续变化。
恒星本身的颜色由表面温度决定。温度更高的恒星辐射大量蓝光,视觉上呈现蓝色;温度偏低的恒星,光谱里红光占比更高,看起来发红。观测的时候,还有不少因素会干扰最终看到的色彩。宇宙处在加速膨胀状态,遥远星系持续远离地球,光线波长被拉长,出现红移,地球上接收到的红光信号会变多,计算宇宙颜色时,这个效应必须纳入考量。

观测波段同样带来差别。红外、紫外波段拍摄的宇宙画面,色彩层次会更丰富。但地球大气层会阻挡紫外、红外波段的光线,地面望远镜很难完整捕捉这些信号。亚利桑那大学 90 英寸望远镜、斯隆数字巡天项目的数据都显示,近处星系的星光也会受到各类因素干扰。
我们平时看到的哈勃彩色宇宙图,不等于肉眼直接看到的样子。不同波段的信号,会经过调色处理再合成图片。夜空看上去一片漆黑,只是大部分区域没有足够光线抵达地球,并不代表宇宙本身的基础色调是黑色。

巴尔德里说,算出这个拿铁色调只是附带结果,项目真正目标是解析完整的宇宙光谱。光谱里面藏着恒星诞生、演化的线索,用来追溯宇宙里恒星形成的历史。在不同光照环境下,人眼的感知会发生变化,同一组光谱,还可能被肉眼读出淡粉色、乳白色、淡绿松色。这个柔和的奶咖色调,也慢慢被一些建筑设计拿来做墙面配色。