本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
「仰望星空、腳踏實地」，這是2010年高考的命題作文，取材於溫總理的一首詩歌《仰望星空》，當然在作文中我們更看重的是腳踏實地，因為無論是現實還是理想，都必須努力去爭取，但今天我卻試圖從純星空的角度來對宇宙做個簡單了解！
人類對星星的認識歷史
古埃及人通過觀測天狼星的運行規律來配合農耕，當天狼星和太陽一起升起時，古埃及人就知道尼羅河又要開始泛濫了，當洪水退去，尼羅河三角洲上都淤積了沃土，古埃及的將種子播種在肥沃的土地上，開啟了一年豐收的希望！
關於佔星術也許是人類對星空運行最好的終結，在這一點上西方和東方的理解是類似的，都是以日月星辰位置的各種變化來與預測人世間的各種事物變化，比如流星或者超新星的出現，尤其預示著人間將會發生滄桑巨變！甚至很多天文學家都來自佔星學家，比如第谷·布拉赫就是丹麥國王腓特烈二世的御用佔星學家，他是克卜勒的老師。第谷是天文史上著名的觀測家，他積累的行星觀測資料甚至直接導致了克卜勒行星三大定律的出現。
赫歇爾認識銀河系
赫歇爾最著名的成就是發現了天王星，當然這必須得提一下他妹妹卡羅琳·赫歇爾，這位終身未嫁的女性也是一位偉大的天文學家，他們兄妹聯手製造望遠鏡，赫歇爾觀測，妹妹記錄，真是一段佳話！但各位可能不知道，在發現天王星而名聲大震之後的赫歇爾曾經是試圖確立整個銀河系的立體機構！
1785年赫歇爾通過上千次觀測測定了近11.8萬顆恆星的位置，畫出了銀河系的結構，看起來像一個煎破了的蛋，跟現代銀河系的螺旋結構大相逕庭，但此後100年內，再無人比赫歇爾跟熟悉銀河系。
梅西耶星表的建立
出身貧苦家庭的梅西耶在14歲那年的一顆明亮的彗星讓他對天文產生了濃厚的興趣，1751年梅西耶通過一次複製中國地圖的機會進入天文臺工作，這為他以後偉大的發現奠定了重要的基礎。
梅西耶
1757年梅西耶第一次記錄了M32，這是仙女座大星系的一個伴星系。梅西耶的工作是追蹤哈雷彗星的軌跡，但由於計算錯誤，梅西耶總是追蹤錯位置，不過陰差陽錯使得他記錄了M1，也就是著名的蟹狀星雲，這是1054年（宋朝）超新星爆發的遺蹟！
1763年，梅西耶發現了M3（M2已經被人發現)，不過也是從這一年開始，梅西耶開始認真巡天搜尋這些天體，那一年他發現了19個未被人發現的天體！1764年，梅西耶發表了40個他觀測到的天體。
梅西耶在1771年和1781年以及1784年，分別發表了《梅西耶星團星雲列表》的第一二三卷，但梅西耶使用的是50-70毫米口徑的小望遠鏡，因此後來發現其中有很多梅西耶天體都是螺旋結構的星系，但當時沒有先進的測距技術，並不知道這些是遙遠的星系也是像銀河系一樣的超級星系。
梅西耶天體總共有110個，種花家做了一張表，當然110個星系不可能全部顯示，截取了一部分，將星系星雲部分以不同顏色標註，方便大家區分。
而在現代，梅西耶天體的觀測成了檢測望遠鏡分辨力以及參與者觀測水平和長時間觀測的能力，有一項梅西耶馬拉松，也就是儘可能多的觀測梅西耶天體，各位有興趣可以參與下。
哈勃區分仙女星係為河外星系
梅西耶時代的觀測水平並不區分距離，但到了二十世紀的哈勃時代就不一樣了，天文學測距技術得到的了長足的發展，哈勃測定出M31也就是仙女星系距離地球達110萬光年，當然這和現代M31的254萬光年相去甚遠，但他已經敏銳地意識到這個距離完全超過了銀河系的大小，因此這是第一個被認定的河外星系。
而隨著越來越多的河外星系被確認，人類的視線一下子從銀河系擴展到了更廣袤的宇宙空間，而且隨著哈勃發現宇宙膨脹，新的測距方式將是一哈勃常數為標準測量遙遠星系的距離，比如上億光年，甚至數十億光年，人類獲得了前所未有的視野。
各種天體的簡介
我們從梅西耶天體列表中可以看到有幾種天體，分別是星雲、球狀星團、疏散星團以及雙星和漩渦星系等，我們一一來做個簡介：
星云：一般都是超新星爆發或者紅巨星擴散後的瀰漫物質形成的星雲，比如M1蟹狀星雲就是1054年超新星爆發後形成的星雲，而M57煙圈星雲則是一個典型的行星狀星雲！
球狀星團：圍繞中心公轉、呈球形分布的恆星團，銀河系內這樣的天體大約有超過150個
M3 獵犬座 球狀星團
漩渦星系：星系大都是規則的漩渦星系或者棒旋星系，當然也有合併中的不規則星系，還有不規則的愛星系，比如大小麥哲倫星系就是連自轉都像指紋狀的矮星系。
M104室女座 漩渦星系 草帽星系
除了這些以外，還有太陽系內的彗星，以及臨近空間內爆發的超新星等，這些都是肉眼能看到的天體。
哈勃望遠鏡的三張超級深空照簡介
哈勃空間望遠鏡分別在1995年和1998年以及2003年，分別對天空中看起來空無一物的區域進行數周乃至上月的曝光，結果發現在遠達133.5億光年外仍然有大量的星系，其數量超過想像，按從HUDF（哈勃超級深空場）取得的照片初步估計，我們的宇宙有超過2萬億個星系，而我們觀測過的甚至遠不足1%。
所以我們看到的星星，其實大都都是星星，星雲除了M42這些比較亮的星雲之外，其他是難以肉眼見到的，而星系在北半球則能看到M31和M33，在南半球則還能看到大小麥哲倫星系，其他就很少見了。而行星狀星雲或者雙星之類，我們肉眼是無法看到的！