远远的街灯明了，好像闪着无数的明星。天上的明星现了，好像点着无数的街灯。星空，自人类文明诞生之日起，我们就一直在仰望它、研究它。但说来惭愧，时至今日，我们对它依然知之甚少，一个重要的原因就是星星离我们实在太远了。太阳——距离我们最近的恒星，有1.5亿千米之远，第二近的是半人马座的比邻星，距离我们399233亿千米，这个距离即使是光也要走上4.22年，何况是普通的宇宙飞船了。
虽然在小说里我们无数次的飞到宇宙边疆看了又看，可在真实世界中，我们对一颗星的描述都只能通过基本的物理公式来想象，比如根据它离恒星的距离推测它的表面温度，根据圆周运动公式推测它的昼夜变化等。再细一点的问题，比如它是由什么元素组成的、有没有磁场，早期的天文学家就只能两手一摊了。
那么，我们真的无法更进一步了解它们了么？别急，宇宙早就在星星的身上贴好条形码送到我们眼前了。对，就是类似于超市里那种斑马线似的条形码。以前普通物理公式无法告诉我们的答案，现在我们只要扫一扫这个条形码就都知道了。而且跟超市里那种黑白色的条形码相比，星星的条形码可要漂亮的多，它是彩虹色的，从红到紫一应俱全，天文学家把这种条形码叫做“光谱”。
说到光谱，我们都听过一个牛顿用三棱镜把白色的太阳光变成彩虹的故事。没错，光谱就是复色光（比如太阳光）经过色散系统（就是牛顿用的棱镜，以及近些年使用的光栅）分光后，按波长或频率大小依次排列的图案。组成光谱的，是无数条颜色不同的谱线，而每一条特定的谱线，又都是无数带有相同能量光子的集合。那么这些光子是从哪里来的呢？它们来自原子的内部。
我们都知道，原子里有电子，而每一个电子根据其所含能量的不同又处在不同的状态上。能量最低的状态叫“基态”，当这个电子吸收了能量，就会变得比较活泼，它所处的状态就叫“激发态”。很久以前，科学家认为电子由基态到激发态的过程是一个类似爬山的过程，即吸收一点能量就活泼一点。
但现在科学家发现，这个过程其实更像是爬梯子，基态和激发态就像梯子上的踏板，电子要想从一个踏板到另一个踏板，就只能挪动固定的高度，过高或过低都不行，即电子只能吸收、释放固定量的能量。当一个电子从能量高的激发态回到能量低的基态时，释放出来的能量就会以光子的形式排走。无数个这样的光子汇聚到一起时，就组成了光谱中的一条明亮的谱线，这种由释放的能量组成的只含有一些不连续的亮线的光谱就叫做发射光谱。
同样，当一束复合光照射到一个原子上时，处于基态的电子也会从复合光中吸收相应的能量到达激发态，剩下的能量则继续以光子的形式传递，直至到达我们架设好的投影幕上形成光谱。那些被吸收掉的能量就会在光谱中形成一些不亮的暗线，这样的光谱叫吸收光谱。除此之外，像太阳、铁水这样高温且致密的固体、液体、高压气体，因为组成它们的原子数量过多，距离过近，相互之间的影响也就极大。
就像无数个梯子被挤在了一起，难免会有一些踏板被挤得移动了位置，电子从一块高踏板到另一块低踏板所释放的能量也就具有了更多的数值。这样的物体释放出来的光就是从红光到紫光，各种颜色一应俱全、连续不断，形成的光谱叫连续光谱。
星光的条形码，正是它们的光芒形成的发射光谱、吸收光谱或者连续光谱。那么这看似简单的条形码能告诉我们星星的什么秘密呢？太多了！首先是天体的温度。
前面说过，组成光谱的光子来自原子，而天体的温度对原子内电子的能量有显著的影响。天文学家通过比较一些特定谱线的强度，就能推测出特定元素的原子的能量分布，进而推测出天体的温度。上世纪，天文学家根据某些谱线，特别是氢谱线的强度，将恒星按温度进行了分类排序，极大的推动了科学家对天文学的整体认识。其次是天体的大气组成。
对于太阳这样的致密高温天体，它发出的光是各种能量都有的复合光，而当这些复合光通过恒星大气层时，就会被大气内部的原子吸收掉特定的能量。因为不同原子的电子排布、能量状态不同，它们吸收的能量也各不相同，表现在光谱上就是具有元素特异性的吸收光谱。据此，天文学家就能推测出这个恒星的大气层包括有什么元素了。第三是天体的压强。压强越大，原子核就越容易俘获游离的电子，进而对光谱的结构产生影响。
反过来如果我们知道了光谱对压强的响应机制，就可以倒推算出天体的压强。有了压强，我们又能计算出天体的引力，质量和半径。第四是天体的磁场。天体的磁场会对原子的能量状态产生一定影响，进而影响电子发射或吸收的能量大小，结果导致光谱的变化。最后就是天文学家最关心的天体运动。如它的自转方向或者相对地球的运动方向。生活中我们都有这样的体验，当一辆鸣笛的车驶向我们时，笛声会变高，驶离我们时，笛声会变低。
这是由于声波在相对运动中受到了压缩或拉伸，光波同样也有这样的现象。当一个天体背离我们运动时，它发出的光波波长会被拉长，反应在光谱上就是一部分谱线向着红光的部分移动，简称“红移现象”。反之，如果天体向着我们运动，它发出的光波波长会被压缩，反应在光谱上就是一部分谱线向着蓝光的部分移动，简称“蓝移现象”。而自转的天体，转向我们的一侧发出的光波会发生蓝移，转离我们的一侧发出的光波会红移。
虽然时至今日我们都不能亲自去星星的旁边看看，但因为有了这些条形码，我们无疑听到了来自宇宙最深情的告白，向我们讲述着它的过去、现在和未来。相信在科技高度发展的未来，我们还会在这张条形码里读出更多的信息，让我们更加了解我们的宇宙。