咖啡杯里的宇宙：伽利略之发现

由于可以通过望远镜将天体放大二十倍进行观察，伽利略在书中描述了史无前例的发现，在那时根本不可能有其他人曾经看到过。

例如，他观察到月亮在圆月和弯月之间变化的过程中，明亮区域与黑暗部分的分割线并不均匀，是一个不规则的边界。

事实上，伽利略由此推断月球表面有山脉。这就与亚里士多德“一切星体都是光滑且完美”的观点相矛盾。至少，其中一个星体就类似于我们的地球，并没有那么“纯净”。

伽利略通过望远镜的观察，还在报告中记载了他看到了数量是肉眼可见星体十倍的星星，而且天空中一些云雾状的东西其实是星团。同样，他可以看到穿越整个天空的那条巨大而广阔的星带，即银河系，是由“不计其数的星团”组成的。

根据这些信息，伽利略绘制了一些星座，标注了肉眼可见的和不可见的星体。

自古以来，许多科学家在天空中都观察到一些模糊的发光点、类似云雾状的星团。伽利略可以通过望远镜看到它们并非漫射开来的怪异星体，而是星云。实际上，一部分这样的弥漫星云本身就是太空中巨大的星团，它们反射了周围星体的光，从而有了亮度，如猎户座星云就是如此。我们无法苛责伽利略没能探究到这一点，因为用当时的设备是不可能观测到这些的。那时，人们已经可以接受月球表面有山脉的说法，宇宙空间中发着亮光的气体云也是可以谈论的。

在这本书中，最值得注意的一个发现是木星周围的四颗星。经过连续几个晚上的观察，伽利略发现这四颗星一直保持在木星赤道的水平面上（因为他位于一侧进行观察），它们运行的速度非常快，以至于在几小时内就可以看到其在木星周围位置的变化。

由于这四颗星每天都伴随着木星一同穿过天空，伽利略得出结论：它们围绕木星旋转。

伽利略刚刚证明了宇宙中存在星体围绕着并非地球的行星做公转运动，欧洲的一众科学家们立即使用自己的望远镜进行观察，来证实这一发现。这种举动似乎有点傻，不过这是科学研究基础方式之一的开端：为了验证某一事件的确定性，需要独立的研究人员重复进行检验。

伽利略在《星际信使》中所写下的观察结果引发了公众们一连串的情绪反应，从尊重到敌意与怀疑。这部作品似野火一般蔓延至意大利和英国，甚至出现了相关的艺术作品，如卢多维科·奇哥利的《圣母升天》就展现了圣母玛利亚站在有陨石坑的半圆形新月之上，以及安德烈·萨基的《神的智慧》，其中描绘了与太阳分隔的地球，代表地球围绕太阳旋转。

伽利略的作品能够带来如此大的反响并不奇怪。虽然哥白尼与开普勒的理论已经能够通过数学的方法对天文现象做出解释，但绝大部分人并不熟悉那些天文观测结果，也搞不懂数学计算出的宇宙模型，他们依然认为地球是宇宙的中心，一切围绕地球转动。(www.xing528.com)

在那时，评判地心说与日心说究竟哪一个真正具有价值的人是一些学者。当然了，这些人一直在教会学习，毕竟这是那个阶段唯一提供教育的机构。

不过，伽利略已经向世人证明天空中的星体并非像人们想象的那样完美，任何购买了望远镜的人都可以（在一定范围内）对其进行观察。现在哪怕不是这一领域的学者的人，也可以研究天文现象了，只需要拿起望远镜对准天空，就可以得到和伽利略相同的结论：月球表面光照部分与黑暗区域的分界是凹凸不平的，这样就解开了人们心中天体的完美面纱。

当然，望远镜这项新发明带来的惊喜还不止于此。伽利略在发表了《星际信使》后，又观测到了天空中的奇怪的现象。他在观察土星时产生了困惑。

现在我们都知道，土星周围有一个巨大的圆环系统，其中包含数十亿个冰块和岩石碎片。这些碎片大小各不相同，从微小如尘埃到公共汽车般大小，他们都在土星上方盘旋，覆盖面宽度可达7000~80000千米，但其厚度只有10米左右。伽利略的困惑来自那时的望远镜还没有强大到帮他分辨出土星外的这个圆环。经过几年时间的观测后……嗯，下图就是他试图描绘的看到的景象：

在写给其赞助方美第奇家族的一封信中，伽利略这样说道：

土星并非由单一星体构成，而是有三个部分。它们从不相互接触，也从未移动或改变过相对位置。三颗星在黄道线处平行，中间部分（土星本身）的尺寸比两侧（光环边缘）大三倍。

后来几年，伽利略又观测到这些星体时而出现，时而消失。正如天文学家克里斯蒂安·惠更斯在1659年发现的那样，土星轴有一个27°的倾斜角。当土星位于轨道上的不同位置时，人们在地球上所观察到的光环也有所不同。如第128页上图，当土星与地球在同一侧时，其光环对人们来说就是不可见的（别忘了它的厚度只有10米）。土星在轨道上通过这一点后继续绕太阳公转时，就可以再次观测到其光环了。

最初，分别以宙斯（对罗马人而言是朱庇特）的四个情人的名字来对木星的四颗卫星进行命名：艾奥、欧罗巴、盖尼米德和卡里斯托。提出这个命名的人是马里乌斯，他曾经是第谷的老师。马里乌斯认为自己在伽利略之前发现了木星的四颗卫星，所以有权利命名。不过这是一个误会，他使用的是朱利安历法，而教会使用的是格里高利历法，在日期的计算上略有偏差。考虑到这个因素的影响，还是伽利略更早发现了这四颗卫星。即使如此，人们还是不想改变马里乌斯取的这四个名字（必须承认，确实是很不错的名字）。

由于无法给观测到的结果找到合理的解释，伽利略在首次发现土星光环消失时感到极度困惑。巧合的是，土星是以古希腊神话中克洛诺斯神的罗马名字命名的，他是时间之神。克洛诺斯为了防止他的孩子和自己竞争，就吃掉了他们。所以真的不能责怪伽利略的迷惑，这个巧合真是太糟糕了。