六個多月前，美國宇航局的詹姆斯韋伯太空望遠鏡(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，一個星系團位于南半球的天空中，距離地球12.<>億光年。用美國總統(tǒng)喬·拜登的話來說，它代表了人類迄今為止拍攝的 “遙遠宇宙最深、最清晰的紅外圖像”。

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

音樂和天文學(xué)：一個古老的愛情故事

音樂和空間似乎不是天然的伙伴——畢竟，沒有空氣就意味著沒有聲音。但對于我們的祖先來說，這種聯(lián)系是顯而易見的。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，這并沒有使它成為一個不變的理想：對古人來說，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。

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

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

在音樂音階上繪制星星

但是如何將音符和行星編織在一起呢?誠然，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，另一些科學(xué)家則將其速度聯(lián)系起來。為了給構(gòu)圖增加更多的復(fù)雜性，當(dāng)時人們對太陽系中行星的相對位置的看法有所不同。

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

開普勒的發(fā)現(xiàn)將把我們帶入現(xiàn)代宇宙：他確定太陽不僅不在太陽系的中心——正如尼古拉斯·哥白尼在上個世紀(jì)提出的那樣——而且行星以橢圓形而不是圓周運動圍繞它旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，距離和速度在軌道過程中發(fā)生了變化。不可能將一個音符與一個行星聯(lián)系起來，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：對于一個行星來說，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)于行星運動的第三定律。

雖然我們早已將行星球體的概念拋在腦后，但“球體音樂”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，包括酷玩樂隊的最新作品。天文學(xué)和音樂之間的關(guān)系進一步發(fā)展，音樂的靈感來自天文概念、物體或人，或者借鑒真實的天文數(shù)據(jù)。

開普勒的繼承人

開普勒的繼承人現(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。圖像中的強光轉(zhuǎn)化為強烈的音量：較亮的物體產(chǎn)生更響亮的聲音。反過來，聲音的持續(xù)時間對應(yīng)于物體的外觀：恒星的縮寫(基本上是圖像中的一個斑點)，長于云霧云。

對于音高，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，法國哲學(xué)家布萊斯·帕斯卡(Blaise Pascal)寫道，“這些無限空間的永恒寂靜”使他感到恐懼。然而，對于現(xiàn)代科學(xué)家來說，它們是光的游樂場，尤其是音樂的游樂場。

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