抬頭仰望，天空就像屋頂；低頭俯視，腳下是大地。我們都不假思索地用“上”、“下”這樣的詞匯來表示方位。

我們通常會認(rèn)為向上運(yùn)動的東西總會落下來，這簡直是顯而易見的：把球拋向空中，它很快就會掉下來。但是我們看見星星也高掛在夜空，但為什么它們不會掉下來呢？

我們先來看看我們說的“上”、“下”是不是看起來的那樣。如果你身處北半球，頭朝上腳朝下，但如果你來到南極，你依然頭朝上腳朝下。也就是說，無論我們走到地球上的哪處，天空仍在頭頂之上，大地在腳下。

物體落到地面上，我們認(rèn)為是向下，因?yàn)樗鼈兪艿降牡厍蛑亓Φ姆较蚴窍蛳碌?，所以總會被拉回到地面上。但是如果我們遠(yuǎn)離地球進(jìn)入浩瀚的宇宙空間，“上”、“下”就失去了意義。飄在太空里，根本沒法說清哪是上哪是下，只有行星和恒星間巨大空蕩的空間為參照。

在宇宙飛船的宇航員失去了重力作用，可以在飛船里隨意行走，比如飛船艙內(nèi)的頂上。向上或向下只適用于對某一個(gè)重力場的描述，而對于太空中的飛行員來說，這里不受重力影響，向上或向下沒有任何意義。

但是當(dāng)宇宙飛船準(zhǔn)備著陸時(shí)情況就完全不一樣了，飛船被拉回重力場，當(dāng)飛船將著陸時(shí)，宇航員將深刻體會“下”的感覺。

每個(gè)行星都有引力場，恒星也是。太陽系就是靠著這種引力維持了八大行星的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，包括地球圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。

夜空中的恒星距離地球太遠(yuǎn)了，以至于它們與地球之間的萬有引力非常微弱。但如果它們靠近地球，地球就會飛向恒星，因?yàn)楹阈堑馁|(zhì)量一般都比地球大得多。

恒星不會墜落在地球上，但是有時(shí)隕石會——這些石質(zhì)或冰質(zhì)物體被地球引力拉入地球，與大氣摩擦產(chǎn)生火焰，劃過天際的一瞬間形成一條亮線，被人們形象地稱為“流星”。

20世紀(jì)初，根據(jù)偉大的物理學(xué)家愛因斯坦的相對論推出了一個(gè)質(zhì)量和能量的關(guān)系式，幫助天文學(xué)家解決了恒星為什么發(fā)光這一問題。原來，恒星內(nèi)部溫度高達(dá)1000萬攝氏度，物質(zhì)處在這樣高的溫度下會發(fā)生熱核反應(yīng)，由較輕的原子核聚變成為較重的原子核，在這個(gè)過程中損失一部分質(zhì)量，同時(shí)釋放出巨大的能量。于是，這些能量以輻射的方式由內(nèi)傳到外，從恒星表面發(fā)射至空間，使它們長期在宇宙中閃閃發(fā)光。

行星的內(nèi)部溫度遠(yuǎn)低于恒星，因此它們自己是不能釋放出巨大能量的，也就不會發(fā)光。同樣，行星的質(zhì)量也比恒星小得多，即使是太陽系質(zhì)量最大的木星也還不到太陽質(zhì)量的千分之一，因此，行星由引力收縮而得到的能量，不會使其內(nèi)部溫度高到發(fā)生熱核反應(yīng)的程度。

淡黃色的太陽是離我們最近的恒星。宇宙中的恒星可不都是淡黃色的，它們的顏色五彩斑斕，一簇恒星就可以成為珠寶盒了。在宇宙里，一顆顆恒星就像藍(lán)寶石鑲嵌在上面一樣，而當(dāng)中一顆橘黃色的則發(fā)出耀眼的光芒。

恒星的顏色取決于它們自身的溫度。光是以波的形式傳播的輻射，相鄰波峰之間的距離就叫做光的波長。光波很短，短到什么程度呢？如果將1英寸分成25萬份，那么一個(gè)光波的長度僅相當(dāng)于其中的幾份加起來那么長。

但無論光波多么短，它的變化卻足以引起人們視覺上的很大差異，因?yàn)椴ㄩL的變化反映在人眼里就是顏色的變化。比如，紅光的波長是藍(lán)光的約1.5倍。而各種波長（也就是各種顏色）的光混合在一起就是白光。

日常生活中我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物體的溫度改變的時(shí)候，它的顏色也會變化。比如，一塊冷的烙鐵是黑色的，把它放進(jìn)火爐里，一會兒工夫，它的表面就變成暗紅色——加熱時(shí)間越長就越紅。如果繼續(xù)加熱，在熔化之前，它會依次由紅變成橘紅、黃、白，最后變成藍(lán)白色。

科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了物體顏色與溫度之間的關(guān)系，即溫度越高的物體，來自它的輻射的能量越大，波長越短。藍(lán)光的波長比紅光短，所以加熱能發(fā)出藍(lán)光的物體就一定比發(fā)紅光的物體熱。

恒星中的熱氣體原子發(fā)射出光粒子——光子。氣體溫度越高，光子的能量越強(qiáng)，波長越短。所以，最熱、最年輕的恒星會發(fā)出藍(lán)白色的光。隨著恒星上的核燃料慢慢消耗掉，它們的溫度也慢慢降下來，所以年邁的恒星溫度都比較低，通常會發(fā)出紅色的光。而介于兩者之間的中年恒星就會發(fā)黃光，比如太陽。

太陽距離地球只有1.5億千米，我們可以輕而易舉地看出太陽的顏色。但是有些恒星距離地球上萬億千米，比太陽遠(yuǎn)得多，即使用目前最大倍數(shù)的望遠(yuǎn)鏡也很難分辨出它們的顏色。因此，科學(xué)家們讓來自恒星的光通過一種特殊的過濾器，或者通過一種叫做濾光鏡的光學(xué)儀器，這些儀器能夠顯示出來自某個(gè)恒星的光里每種波長的光各有多少。

天文學(xué)家們可以通過標(biāo)出什么光的波長強(qiáng)度最高來確定恒星的整體顏色。只要知道了恒星顏色，就可以利用簡單的數(shù)學(xué)換算公式來推斷恒星的表面溫度，還可以進(jìn)一步估計(jì)恒星的年齡。