星星亮度的奥秘

汉代《西京杂记》一书大多叙述西汉的传闻轶事，其中一则说到，汉代东海人匡衡家贫，勤学而无烛。邻舍有烛而不逮，衡乃穿壁引其光，以书映光而读之。此光若是星光，又当如何？

宇宙虽有数不尽的星星，但星星有明有暗，受限于肉眼的能力，在亮度上，人类的肉眼只能看到六千多颗星星，再加上受到现今的光害影响，晚上到处都有人造灯光，在都市的夜空，是很难看到这样数目的星星。

在这六千多颗星星当中，亮度也不尽相同，早在公元前一百二十多年，希腊天文学家希帕克斯就对这六千多颗星星的亮度作了排名，他按照肉眼的感觉，共分了六等，最亮的订为一等星，最暗的为六等星。视星等数越大，星星反而越暗，现在大型的光学望远镜可以看到二十五等的暗星，比一等星亮的视星等数则是等于或小于零的负数。

一八五○年普森用仪器测量了星星的亮度，他发现视星等数相差五等的星星，亮度相差了一百倍，所以相差一等，亮度相差约二点五一二倍，也就是说一等星比二等星亮二点五一二倍，但比三等星亮六点三一倍，肉眼对亮度的变化是以等比级数增加，不是等差级数。月亮在满月的时候是负十二点七三等，太阳的视星等是负二十六点七四，太阳不是亮了两倍多，而是二点五一二的（二十六点七四减十二点七三）次方倍，实际上约四十多万倍。

星星离我们的距离有远有近，肉眼看到的亮度不是星星真正的亮度，肉眼看的称作视星等，之前所谈的都是视星等，真正的亮度指的是星星发光的程度，称作绝对星等，绝对星等是将星星都放在相同距离位置（离地球约三十二点六光年）的视星等数，如此一来，便可以忽略距离所造成的亮度差异。以天狼星为例，视星等为负一点四五，太阳是天狼星的一百三十多亿倍，但天狼星的绝对星等是一点四，太阳则是四点七四，天狼星真正的亮度是太阳的二十一点七倍。

六千多颗的星星还算不少，匡衡到底有没有可能用星光来阅读？星星数量在亮度的分布是不均匀的，比三等星亮的不到二百颗，比四等星亮的不到六百颗。如果将天上的星星亮度都集中在一颗，它的视星等只有负五，只比金星亮一点，比满月暗一千五百倍，尤有甚者，六千颗是分布在整个天球，住在北半球的人是没办法看到南半球的星星，因此站在地球的任一位置，大约只有看到三千多颗星星，刚才计算的亮度还要再打个对折。了解了夜空星光的亮度，如果有人说汉朝匡衡凿壁借光的光是星光，你可以轻易地反驳他的论点。（文/陶诗秀）