第一章 天文奇观

宇宙尽头在何方

在20世纪以前,人们认为太阳系几乎就是一切,不相信太阳系以外还存在其他星球。到1900年,人们又认为太阳系所属的银河系就是整个宇宙。至于银河系的大小,当时最大胆的估计是宽约2万光年(光年即光在一年中所走过的距离,约等于94605亿公里),其中包含大约20~30亿颗像太阳一样的恒星。

1920年,天文学家哈洛·沙普利等人根据当时掌握的测量恒星距离的新方法,算出了银河的真实宽度是10万光年,其中包含的恒星总数达2000—3000亿颗。同20年前的看法相比,银河“扩大”了100倍,而且还断定这极度扩大了的银河,并不是全部宇宙。

与此同时,天文学家又发现宇宙是由许多个像银河系一样的星系集成的,每个星系大约由几十亿到几万亿颗星体组成。而且证明了宇宙是动态的,成群存在的星系彼此相互分离,它们之间的距离越来越大,好像宇宙也在不断扩大。

1929年,美国天文学家埃德温·P·哈勃等人设计出了确定星系距离的多种方法,证明即使是离我们比较近的星系(例如仙女星座系),距离我们也有230万光年。60年代,人们发现某些曾被认为是我们自己星系中的没有光泽的恒星,实际上离我们星系非常遥远,被人们称为“类星体”。这些“类星体”,最近的离我们也有10亿光年,远的则达120亿光年以上。

按照宇宙诞生之后就急速扩大的宇宙模型,可以计算出宇宙的年龄为130亿年。这就是说,从地球到宇宙“尽头”的距离,理论上应是130亿光年。

至于宇宙究竟有多大,它的“尽头”究竟在何处,也许将永远是个谜。

宇宙的主宰是谁

你知道吗?很多大的星系的中心都有一个黑暗的“暴君”。这一发现,是现代天文学研究的新成果。英国出版的《新科学家周刊》2000年第3期有篇题为《宇宙的主人》的载文,该文指出:虽然它的臣民们看不见这位“君主”,但是它却统占着伸展到数千光年以外的几十亿个“太阳系”,它在所有“太阳系”诞生之前就已存在,并且早就在帮助塑造它们的未来了。这些“暴君”就是黑洞,天文学家将它们称为“超大质量”天体。

自从天文学家于20世纪初预言黑洞的存在以来,人们陆陆续续地得到了各种证据,证明了宇宙中确实存在着黑洞。然而,对于这种无法以可见光看到的天体,人类的了解究竟达到什么程度?

如今,天文学家们正在开始怀疑是否已经在宇宙中留下了象征它们权威的标记。2000年年初,研究人员提出:巨大的黑洞是宇宙中所有星系萌生的“种子”,近来,天文学家发现了更多的支持这一观点的证据。

早在几十年前,天文学家就发现了类星体——位于遥远星系中央的高亮度的天体。类星体的亮度可以是环绕在它周围的星系的数百倍,但是它们的体积却比我们的太阳系还小。到底是什么东西可以从这么小的空间里发出这么多的光和辐射呢?——黑洞是一种可能性。

尽管人们对于黑洞吞噬光线的能力了解得更多一些,但是它们也可以成为灿烂光芒的发源地,被黑洞吞没的物质会在黑洞周围形成一个呈螺旋形运动的圆盘,而圆盘在剧烈的翻腾过程中所产生的摩擦会将默默的气体加热到白热状态。天文学家认为,这就是类星体发光的原因。

因此,当天文观测的结果开始证明更多的普通星系中央存在着黑洞时,天文学家自然会认为它们是能量已经耗尽的类星体。

1978年,在一个编号为M87的星系中,天文学家第一次捕捉到这样一团巨大的黑色物质。

1988年,美国密歇根大学的道格·里奇斯通和他的同事阿兰·德雷斯勒对螺旋形的安德洛墨达星系和椭圆形的小星系M32进行了观察,科学家们因而得出这样的结论:上述两个星系中一定存在着巨大的黑洞。果然,在几年的时间里,哈勃太空望远镜在我们附近的20多个星系里已经发现了巨大的黑洞存在的证据。其中的一个黑洞属于我们自己:银河系中心有一个质量相当于300万个太阳的黑洞。

那么,在星系的生命进程中,这些超大质量的黑洞扮演着什么样的角色呢?

在2000年1月的美国天文学会上,里奇斯通提出一个引起天文学家激烈争论的观点:黑洞可能首先是星系的缔造者。里奇斯通这一观点将传统的天体物理学整个颠倒了过来。宾夕法尼亚州立大学的戈登·加迈尔则指出:巨大的黑洞可能在时间刚刚诞生时就已经形成,而且它们一直都是在其周围形成的新星系萌生的“种子”。

星系为什么会需要这样的“种子”呢?早期的宇宙非常匀净。创世大爆炸残留下来的余辉表明,在早期的宇宙中,不同区域之间的密度差异非常小,不超过大约10万分之一。为了创造出我们今天看到的由星系和空间组成的宇宙,这些微小的密度差异一定被放大了许多倍。而且这一放大过程非常迅速。因为在创世大爆炸发生仅10亿年后星系就出现了。加迈尔指出:“这段时间对于宇宙完成从‘平滑’到‘粗糙’的演变过程来说并不算长。”为此他提出,巨大的黑洞在这一过程中可能扮演了引力种子的角色,黑洞将受到其引力作用的物质吸引到它的周围,这些物质又进一步演变形成恒星。换句话说,星系就这样诞生了。

与此同时,美国航天局新近建成的钱德拉χ射线观测站也给里奇斯通提供了一些支持其观点的证据。一个由天文学家组成的研究小组在《自然》杂志上发表了钱德拉望远镜的观测结果。研究小组负责人理查德·穆绍茨提出:新发现的“暗光天体”可能是非常遥远的类星体,它们发出的普通光线已经被星系间的气体吸收,因此只有χ射线穿过星际间气体到达了地球。它们可能是处于生机勃勃的青年时代的类星体,这时大多数星系都还没有形成。

但是,即使有证据表明黑洞并没有这么古老,它们也仍然有可能对星系的演变产生深远的影响。

大约在1998年,里奇斯通和德雷斯勒及多伦多大学的约翰·马里因安等十几位天文学家进行合作,以便将所有人们已知的关于邻近星系中黑洞的信息集中在一起。他们发现,位于星系中央的黑洞的体积总是大约相当于其周围的核球体积的1%。但是问题在于,核球部分的大小与星系中央的黑洞的大小为什么会有如此紧密的联系呢?

1988年,英国剑桥大学的马丁·里斯和乔·西尔克提出了他们对这种紧密联系的解释:年轻的类星体发出的辐射可能会推动带电粒子风吹到环绕在它周围的星系中去,随着黑洞吞噬的物质越来越多,其体积也在稳步增加,类星体因而会变得更亮,带电粒子风也会相应加强。最终,带电粒子风的强度大到足以克服星系引力的程度,这时它就会把所有的气体都吹走。随着黑洞的气体供应被切断,它会停止膨胀,而整个星系的扩张也会相应停止。西尔克和里奇斯通通过计算得出:黑洞的体积必须增加到与马戈里安提出的质量关系大致相当的程度才会停止增长。

在此之前,年轻的类星体可能还会对其周围的星系产生其他的影响。密歇根大学的里奇斯通指出:“在其生命最初的1亿年时间里,类星体可以控制其所在星系的能量输出。”在这一段时间里,类星体发出的所有辐射也许可以帮助引发恒星的形成,虽然这一变化过程相当复杂。

类星体也可能会搅动其所在的星系。它们会喷出带有强大的能量的高速物质,这种高速物质流可以席卷整个星系,从而产生对周围气体有压缩作用的冲击波。这种压缩也有可能对恒星的形成产生帮助作用。

最后,巨大的黑洞可能会改变其所在星系的形状。在20世纪70年代,牛津大学的詹姆斯·宾尼通过计算认为:大多数椭圆形星系的形状都非常奇怪,它的x轴、y轴、z轴中应该有一条较长,而另一条的长度则介于二者之间。椭圆形星系看上去可能有点像一粒西瓜籽,或者一个被压扁的橄榄球。

但是,后来的天文学观测表明,大多数椭圆形星系的形状要比宾尼描述的更为对称——就像M&M巧克力豆一样是一个被压扁的球体。这是因为星系中央的黑洞扰乱了该星系恒星的运行轨道,从而使它们变得不稳定。因此,这个星系的形状很快就会变成更为稳定的扁球形。

事实上,我们很难相信黑洞会拥有上面提到的这些强大力量中的任何一种:比我们的太阳系还小的东西,却可以控制由数十亿颗恒星组成的巨大的宇宙区域,这种说法看起来仍然充满怪诞的色彩。

但根据路透社华盛顿电,关于黑洞的强大力量之说又有了新的证据。就在发布电文的当天,利用哈勃天文望远镜工作的天文学家公布了一张照片,从中可以看到宇宙中电子流的喷发。这股电子流像探照灯一样在宇宙中闪闪发光,其动力来源于吸力强大的黑洞。

这个看起来像宇宙探照灯光束的电子流实际上由几乎以光速从M87星系中心喷射出来的电子以及其他亚原子粒子组成。M87星系距离地球5000万光年,这股电子流自身的长度大约为5000光年。人们可以通过因特网看到这张最新发布的由哈勃望远镜拍摄的照片。

科学家发表的一份声明说,天文学家们早在1918年就知道了这股来自M87星系的奇特的电子喷射流,但是只有这张由哈勃望远镜在1998年拍摄并经过科学家们两年研究的照片揭示了这股电子流的来源。

天文学家们说,M87星系的中心隐藏着一个特大黑洞,它已经吞噬了相当于太阳质量20亿倍的物质。

宇宙产生的猜想

宇宙是怎样产生的?这是当今最大的谜。目前,大多数科学家接受的是“大爆炸宇宙学”。这一学说认为,宇宙起源于一个温度极高、体积极小的原始火球。在距今150~200亿年前,由于我们还不知道的物理原因,这个火球发生了大爆炸。随着空间膨胀、温度降低,物质的密度也逐渐减小,原先存在的质子、中子等基本粒子结合成氘、氦、锂等元素,以后又逐渐形成星系、星系团,并逐渐形成恒星、行星,而且在一些天体上还出现了生命现象,最后诞生了人类,宇宙初步形成。

大爆炸学说不断得到证实。1991年4月23日,美国加利福尼亚大学天文物理学家乔治·斯穆特在美国物理学会会议上宣布,他领导的科学小组发现了宇宙诞生初期的物质云团,有力地支持了大爆炸学说。他们的这一发现引起世界科学界的极大关注,被认为是继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家斯蒂芬·霍金4月24日发表声明说:“这是本世纪最重要的发现。”

大爆炸学说可以解释较多的观测现象。例如,天文学家观测到远处的天体总是远离地球而去,这证明宇宙仍在膨胀;各种天体的年龄都小于200亿年,这也符合该学说有关大爆炸后才形成各种天体的推论。另外,大爆炸理论还成功地预言了宇宙背景辐射的存在。大爆炸学说预言在大爆炸之后,星系形成之前宇宙的结构应当是云团。这一巨大云团的发现证实了大爆炸学说的预言,通过对这一云团的观测,科学家可以进一步推测宇宙初期的情景。

而且,这一巨大云团的发现还证实了科学家的另一个预言,即宇宙质量的90%存在于“暗物质”中。以往天文学家观测到的宇宙总质量远比理论上计算出的宇宙总质量要小得多。这些“消失”了的物质被称为“暗物质”。“暗物质”的多少直接影响着宇宙的未来,如果宇宙总质量小于某一数值,那么它将像现在这样一直膨胀下去;如果它的总质量大于这一数值,那么天体之间的引力将使宇宙停止膨胀,并在这一巨大引力作用下开始收缩,形成宇宙“大坍塌”,直至大爆炸前的状态。

宇宙和谐吗

宇宙的运动有规律与和谐似乎已成为一种万古不变的信条。从古希腊时期起,著名的毕德哥拉斯学派就提出了“美是和谐与比例”,进而指出,人类生活的宇宙正是由于这种和谐才演化到今天并且秩序井然的。也正是由于这种和谐,天体才应该是球形的,其运动也应该是圆周运动。

16世纪,哥白尼经过自己的观测,否定了传统的“地心说”,提出了“日心说”。他认为,以太阳为中心的这种宇宙模型既符合天体运动的规律,又体现了一种“美妙的和谐”。后来的德国天文学家开普勒也非常推崇毕德哥拉斯的美学原则,把天体运动同音乐的音阶联系起来。牛顿从力学上对天体运动作了更深入的探讨,他提出了万有引力定律,不仅对运动的变化提出了更科学的解释,而且还指导天文学家发现了海王星。牛顿的万有引力定律体现出宇宙的秩序是如此的和谐。

这种“先定的和谐”也影响着现代天文学的研究。著名的反映宇宙膨胀的“宇宙大爆炸”假说非常具体地体现了“和谐”的原则,它以哈勃关于星系红移的观测事实为基础,并且预言了宇宙背景微波辐射的存在。这些都是宇宙和谐图景在大尺度宇宙空间上的再现。

现代物理学家爱因斯坦指出,宇宙这种先定的和谐可给人以美感和快感,是人类一切文学与艺术创作、毅力和耐心产生的源泉。

长期以来,宇宙的和谐性已被人们普遍接受,但近年来却遭到了挑战。以美国麻省理工学院的科学家萨斯、天文学家威兹德姆为代表的一些人认为,整个太阳系根本无法预测,也许400万年后,牛顿学说就被证实是错误的。他们认为,在宇宙中存在一种现象,根据某种简单的法则预测,由于许多偶然的因素起作用,会导致非常复杂和无规则的现象,这就是混沌现象。

那么,宇宙的主宰究竟是和谐还是混沌呢?这真是一个无法解释的谜。

宇宙会热死吗

1854年,德国科学家亥姆霍兹提出了宇宙热死说,他指出,宇宙只能使所有的能量转化为热,并最终处于均匀的状态,进而使宇宙陷入永恒的静止状态。这种假说也称作热死假说或热力学假说。

热死假说引起了世人的恐慌,因为那死寂的没有生命的宇宙就等于世界的未日来临,为了消除这个假说,许多科学家都对此进行了尝试,德国物理学家克劳修斯和奥地利物理学家玻尔兹曼曾为此展开争论,后者认为宇宙并非只向一个方向变化,也会向相反方向转化。恩格斯也不同意热死假的观点,他认为这同能量守恒原理相矛盾。

由于热死假说同宇宙无限论相矛盾,主张大爆炸学说的宇宙学家则从宇宙膨胀的观点加以解决。俄国科学家费里德曼曾经作过精密的计算,结果表明宇宙可能会周期性地收缩和膨胀,也可能会无限制地膨胀下去。后来美国天文学家哈勃利用加州威尔逊山上的1.5米望远镜和2.5米望远镜也发现宇宙是在膨胀着。根据这个观点,宇宙物质中分为粒子和辐射(如光线、红外线、紫外线x射线),由于宇宙的热膨胀,粒子是热平衡的,辐射也是热平衡的,但二者之间不是热平衡的,达到热平衡尚须一定的时间,由于引力作用,所以它们没有足够的时间达到热平衡。

然而,一些科学家对于宇宙热膨胀提出了疑问,把某些特定的物理性质的解释都归结到宇宙初始时的情况是不能令人满意的。人们都希望宇宙不会有热死那一天,希望生命和文明世界延续下去,但一直没有找到解决热死假说的办法。

神秘的电波来自何方

1924年8月22晚上7点至10点,美国海军捕捉到了一种奇怪的电波。阿姆哈斯特大学的天文学教授迪皮德·特德博士认为,这种电波有可能是“宇宙人发来的信号”。

这种奇怪的电波仍在不断地出现。有人经过研究发现,发往空中的无线电波脉冲,在相同的时间间隔内收到了两个回波。其中一个是从大气的电离层反射回来的。而另一个则不知是从哪里反射回来的。人们估计另一个回波,可能是从电离层外、月球轨道之内反射回来的,英国一位天文学家估计,这个反射回波的物体可能是牧夫星座中的某个星球发射的宇宙飞行器。究竟是什么东西,至今无人知晓。

1931年,美国无线电工程师央斯基在研究无线电干扰时,发现了来自银河中心的无线电波。从那以后天体发射的无线电波使人们产生极大的兴趣,于是,射电天文学这门新的学科应运而生。天文工作者用射电望远镜找到了几万个“无线电台”,已被确认的有超新星的残骸、银河中的星云、一些有特殊外表的河外星云、快速旋转的中子星等。但其余大部分是什么还不清楚。

1960年美国拟定了第一期奥兹玛计划,以便捕捉研究各种奇怪的电波。这个计划由美国国家射电天文台负责实施。他们利用3架25.908米的射电望远镜,对波江座和鲸鱼座两颗相邻的恒星作了3个月的监视,结果从波江座星系中接收到了异常的间歇脉冲信号。天文工作者应用地球上的数学规律绘成图形,并按我们的思维方式对图形进行研究,结果发现有一颗行星,表面似乎被液体覆盖着,并且有类似于地球上鱼类的生物生活在那里;另一颗行星上似乎生活着像地球上人类那样的哺乳动物,有雄雌之分,长有6个手指,并且还领着他们的后代。可是,这些推论并没得到充分的证实。1972年到1976年,美国又开始执行第二期奥兹玛计划,利用世界上最大、最精密的射电望远镜,对地球附近的650颗类似太阳的恒星观察了近4年时间,结果收到了10多颗恒星异常的信息。但是这些信息是智慧生物发出的,还是天然无线电波的噪声?至今还无法确定。

从1983年以来,美国开始执行一项大规模探索外星智慧生物的计划。在普遍搜索太空的同时,重点搜索半径在80光年范围以内的773个星球,希望能从这里解开神秘电波之谜。

月球是外星人的基地吗

宇宙飞船“月球轨道2号”在宁静海(月球上的平原)上空49千米的高度拍摄到月面上有方尖石,这一发现引起人们纷纷议论。美国科学专栏作家桑德森提出:“这些方尖石底座的宽度为15米,高为12到22米,甚至有可能达到40米。”法国亚历山大·阿勃拉莫夫博士对这些方尖石和其分布作了详细的研究,他通过计算方尖石的角度,断定石头的布局是一个“埃及的三角形”。他认为,这些东西在月球表面的分布很像开罗附近吉萨金字塔的分布。在宁静海的方尖石照片上,人们还发现了极其正规的长方形图案。这不可能是方尖石本身就有的,而是人为地刻在上面的。

1969年,人类登上月球后,地球人发现月球上并没有生物生存的迹象。不过,科学家分析研究了从月球带回的月岩标本后作出了一些猜测。前苏联天体物理学家米哈伊尔·瓦西尼和亚历山大·晓巴科夫说:“月球可能是外星的产物,15亿年来,它一直是外星人的基地。月球是空心的,在它荒漠的表面下存在着一个极为先进的文明。”在美国阿波罗计划进行中,当两名宇航员回到指令舱后,“无畏”号登陆舱突然在月球上坠毁。设立在离登陆舱坠落处70多千米远的地震仪,记录到了这次持续15分钟的“震荡声”。“声音”越来越远,慢慢减弱,前后达30分钟,仿佛是一只巨钟发出的美妙的乐音。这种现象在空心的星球上才会出现。如果月球是实心的,那么“声音”只会延续1分钟。

“阿波罗11号”宇航员阿姆斯特朗在回答休斯敦指挥中心的问题时吃惊地说:“这些东西大得惊人!简直让人难以相信。我要告诉你们,那里有其他的宇宙飞船。它们排列在火山口的另一侧,它们在月球上,正注视着我们。”美国无线电爱好者播报到这里,无线电信号突然中断。阿姆斯特朗看到了什么,美国宇航局没有作出解释。

“阿波罗15号”飞行期间,斯科特和欧文再次登上月球。在地球上的沃登十分吃惊地听到(录音机同时录到)一个很长的哨声,随着声调的变化,传出了由20个字组成的一句重复多次的话。这哨声可能是月球人的语言,这种语言使宇航员同休斯敦指挥中心的一切通讯联系切断。月球真的是宇宙人的基地吗?这至今还是一个谜。

月球上有水吗

如果月球上有水,那一定会为太空开发、登月旅行、月球基地建设带来很大的方便。

人们从水中还可以分解出作为宇宙飞船燃料的氢和助燃的氧,同时对于在月球上寻找生命以及研究月球本身都有着极其重要的意义。因此,人们渴望能在月球上找到水。

自1969年7月,“阿波罗”11号宇宙飞船登月以来,“阿波罗”系列的宇宙飞船已6次登月,并从月面上带来大量岩石标本。然而对这些岩石的分析表明,月球岩石中根本不含水分,于是,“月球上没有水”成了定论。

但美国天文学家对这一问题作出了挑战性的回答:月球上很可能有水。他认为,在月球北极和南极的环形山中,有终年不见阳光的凹地,那里有可能蓄积着冰,而“阿波罗”宇宙飞船从没有到过那里。

科学家们研究了月球的有关资料发现:在月球赤道附近,月面温度正午时是130℃,夜间降至-150℃,温差大得惊人。而在月球极地,温度经常在-200℃左右,在这种情况下,是有可能存在冰的。还有些科学家认为,如果月球与地球是以同样方式诞生的话,那么当初月球上也应该有水。

为了解开这个谜,美国国家航空航天局准备在今后的几年内发射一颗月球极轨道卫星,这颗卫星将使用伽马射线分光计,来考察月球两极是否有冰及其他物质。日本的宇宙科学研究所,也希望尽量发射自己的月球极轨道卫星,实现月球探查计划。

月球上到底有水吗?也许只有月球极轨道卫星才能带来真正的答案。

火星上的可疑历史

现代探测表明,火星表面所以呈红色,是由于火星大气能够发出红外线激光,使火星形成一个巨大的气体激光器。火星地表亦富含氧化铁而呈红色。

多少年来,人们一直幻想着“火星人”的存在。但实际上,火星远不具备地球上的生存环境。这里的大气极其稀薄,只相当于地球3万米高空的大气;同时大气成分以二氧化碳为主,而且异常干燥。火星赤道地区全年平均气温仅达到15℃。春季的大风暴异常猛烈,可在火星上空形成经久不散的、面积极大的“大黄云”。火星表面类似月球,球形山密布,大约有几万座。

经过地球人的探测努力,尽管未能发现“火星人”的现实踪影,但从“人面石”到金字塔等建筑物的发现,已经表明火星上确有文明遗迹的存在。而最先为揭示火星文明秘密提供证据的,正是美国于1976年发射的火星探测器“维京1号”。

同年7月31日,“维京1号”拍下了著名的火星表面照片,这就是火星“人面石”照片。从照片上看,一处巨大的建筑犹如五官俱全的人脸仰视着天空。该照片受到了美国宇航局的重视,为此还成立了由3名技术人员组成的专门研究小组,来分析这令人莫名其妙的画面,以鉴别是否属于自然侵蚀或自然光影所致。

专门研究小组成员采用计算机最新的处理技术对火星“人面石”照片进行分析。他们认定:“人面石”是修建在一个极大的长方形台座上,刻有轮廓分明的鼻子以及左右对称的眼睛,还有略张开的嘴巴。“人面石”全长(从头顶至下巴)为2.6公里,宽度为2.3公里。

美国宇航局共存有6张火星“人面石”的照片,这是当初“维京1号”在不同的时间、从不同的角度拍摄的同一物体。此外,从这些照片上还发现有类似金字塔的火星古建筑,它们地处“人面石”西南方向约16公里处,其边长是埃及金字塔的10倍,体积超过其1000倍,它们对称排列在“人面石”的对面。除了塔形建筑,还有其它形状的一些建筑。

门森德·伊比特罗是美国宇航局电子工程技师,也是专门研究小组的成员之一。他在介绍对火星“人面石”的检测情形时说:“眼睛部分里面有眼球,也就是有瞳孔。眼睛部分经用计算机进行处理分析,看出内部面积很大。越往外越狭小,明显地能看出刻有半球似的眼珠。更有趣的是,仔细一看眼睛下方还刻有像眼泪似的东西。这意味着什么就弄不明白了……”

专门研究小组对于“人面石”照片上出现的塔形物体和排列在其附近的人工建筑物,也进行了放大处理和仔细分析。分析结果表明,火星上的金字塔和埃及金字塔相同,都是面向正北方修建的。研究人员还在照片上发现,在类似古代都市遗迹的建筑物和金字塔群附近,有人工修建的城堡似的墙壁向前延伸。其墙壁的一面长达2公里,呈V字形耸立。从形式上看,就像地球上的古城堡似的,不知用途何在。

对于火星上出现人工建筑物的事实,由于有已向公众公开过的火星“人面石”照片为证,已是不容否认的了。前不久,美国加利福尼亚州和马萨诸塞州的一些火星研究专家,将他们从旧资料堆中偶然发现的一组有趣的火星照片公布在报纸上;这些照片都是l976年由“维京1号”、“维京2号”探测器在飞临火星上空时成功地摄取下来的,只是因为当时照片太多而被积压下来。在这些拍摄于十多年前的火星照片上,人们可以看到一尊尊石头人像(眼、鼻、口甚至头发都清楚可辨认),一座座高耸的金字塔,一片片类似城市废墟的奇迹。

显然,在久远的火星历史上,曾有过智能生物的大规模的文明活动。那么,这些智能生物究竟源于火星本土,还是来自于火星之外的世界呢?对此,没有任何可供追究与探索的凭据。不过,应该肯定的一点是:火星的自然环境已发生过不可逆转的悲剧性演变。

据美国宇航局的科学家们的调查分析,在距今5亿年前,火星上不仅有辽阔的海洋和大陆,而且空气同地球上一样湿润,空气成分也同现在的地球几乎相同,因此很可能存在与人相似的生物。在一次记者招待会上,美国宇航局艾姆斯研究中心的火星问题专家说:“火星上的水,比一般人一度所认为的要多得多,而且火星上仍发生类似地球上的季节变化。火星的水足够填满一个10~100米深的海洋。”

尽管对于有关火星残存生态环境的情报,美国与前苏联都采取了秘而不宣的态度,但既然美国科学家已说明火星上发现了大量水的存在,那么显而易见,作为水的载体,河流海洋以及其间鱼类等生物的存在,也就不是不可能的了。

最近,美国宇航局也宣布说,在处理和分析火星照片时,发现有的照片上出现了三角形的“怪物”形象,火星上的这些“怪物”显然是会移动的。它们究竟是生物变异的产物,还是某种机械装置呢?难以判断。

不过,无论怎样说,如今火星上的智能生物或者说火星人早已是不存在的了。那么,这些在火星上留下了众多的石头建筑杰作的智能生物到底哪里去了呢?难道火星“人面石”的眼泪是在注明火星主人的命运悲剧么?

1989年,瑞士天文学家帕沙向报界披露了有关火星“人面石”的新的内幕消息:火星上的巨型人面建筑是报警的象征,它的内部装有一部电视发射机,其最低限度在50万年前已向地球不断地发出一项不祥的警告。据说,该电波显示了数以10万计的人死在街上的惨景,似乎表明火星蒙受了一场灭顶之灾,使得火星人个个皮黄肌瘦并死于饥饿和干渴。

帕沙提到,来自世界各地的50位科学家已看过这段触目惊心的电视片,而苏联和美国的科学家看到该片已逾两年,其中不足90秒的部分清晰而没有受到干扰。

这是耸人听闻么?

美国宇航局成立的火星“人面石”特别研究小组成员认为:古代火星人的灭亡确实是由于遭遇到了某种灭顶之灾,而这种灾难可能来自于大气臭氧层的被破坏。门森德·伊比特罗结合地球南极出现臭氧洞的实际说:

“臭氧层一破损,来自太阳的有害紫外线就会直射到地球上,地球上的生物就会发生皮肤癌,也许很快就会死亡。而更可怕的是,这些有害的紫外线会把水分解成氢和氧。结果,分量轻的氢气会逃往宇宙空间,长此以往,水就会消失,而留下的氧,会使土地酸化,使地表的颜色变红。火星上那人脸一般的人工建筑物的眼泪,也许就是向整个宇宙生物发出的警告。

格里主利·林耐砍也认为:“如果我们人类现在不立即停止施放废气,防止臭氧层遭到破坏,那么,我们不久就会走向与火星相同的命运。”

无须赘言,火星巨型人面建筑的眼睛及其古老的电波讯息,既是对昨日火星不幸灾变的纪念,也是对今朝地球可能命运的警示,并非只是杞人忧天。为了防止地球文明重蹈火星文明的覆辙,我们人类必须对此有所准备。

从这个意义上说,1989年7月20日,美国总统布什所宣布的将建成以月球为基地的实现载人飞访火星的宇宙计划,其内幕是不言而喻的。

火星上是否有生命

一位天文学家接到了一家报纸编辑的电报,内容是:“请用100字电告:火星上是否有生命?”

这位天文学家回电说:“无人知道。”并且重复了50遍。

这件事情发生在人类对宇宙的探索之前。后来,到了1965年7月,美国宇航局首次成功发射的“水手4号”太空探测器近距离地飞过了火星,并且向地球发回了22帧黑白图像。这些图像显示:这颗神秘的星球上布满了令人恐怖的深坑,并且显然和月球一样,是个完全没有生命的世界。以后数年中,“水手6号”和“水手7号”也飞过了火星,“水手9号”对火星做了环绕飞行。它们向地球送回了7329幅照片。1976年,“海盗1号”和“海盗2号”进入了长期轨道的飞行,在这期间,它们发回了6万多幅高质量的图像,并且将一些登陆车组件放在火星表面上。

到1998年初,尽管当时人人都热衷于写作,但对“火星上是否有生命”这个问题的回答,却依然仅仅可能一直是“无人知道”。不过,科学家们手头上已经掌握了更多的资料,并且对这个问题形成了一系列见解。

火星的外表虽然伤痕累累,现在却已经有许多科学家认为:火星地表之下,有可能生存着最低级的、类似细菌或病毒的微生物有机体。另一些科学家虽然感觉到火星上现在根本不存在生命,但并不排斥这样一种可能性:在某个极为遥远的古老时期,火星可能曾经出现过“生物繁盛”的时代。

这些争论的范围不断扩展。其中的一个关键因素就是:从作为陨石到达了地球的火星碎片或岩石当中,是否找到了一些可能存在过的微生物化石,是否找到了生命过程的化学证据。这个证据,必须连同对生命过程进行的那些肯定性试验结果,一同被定了下来——“海盗号”登陆车就曾经进行过此类试验。

探索火星上的生命的故事中,存在着诸多令人困惑的因素,其中包括美国宇航局发表的官方结论:1976年,“海盗号”对火星的探测过程中,没有发现任何有说服力的证据,表明火星表面存在着生命。

但是,吉尔伯特·莱文却不能接受这个说法,他是参与“海盗号”计划的主要科学家之一。他进行了“放射性同位素跟踪释放”实验,而这个实验则显示出了准确无误的积极读数。他当时就想如实公布这个结果,但是,美国宇航局的同事们却阻止了他。

1996年,莱文博士对此评论说:“他们提出了一些解释来说明我的实验结果,但那些解释没有一个具有说服力。我相信,今天的火星上存在着生命。”

看来,莱文的同事们之所以阻止他公布自己的实验结果,是因为他的试验与另外一些试验得出的负面结果相对立,而那些试验是一些更年老的同事设计的。

“海盗号”上的质谱分光仪并没有探测到火星上的任何有机分子,这个事实受到格外的重视。不过,莱文后来证明:这个探测器上的质谱分光仪的工作电压严重不足——在一个标本里,它的最小灵敏度是1000万个生物细胞,而其他正常仪器的灵敏度却可以下降到50个生物细胞。

1996年8月,美国宇航局宣布,他们在编号ALH8400的火星陨石中,发现了微生物化石的明显遗迹。只是到了这个时候,莱文才受到了鼓舞,公布了自己的实验结果。美国宇航局公布的证据有力地支持了莱文本人的观点,即这颗红色星球上一直存在着生命,尽管那里的环境极为严酷:“生命比我们所想像的要顽强。在原子反应堆内部的原子燃料棒里发现了微生物;在完全没有光线的深海里,也发现了微生物。”

英国欧佩恩大学行星科学教授柯林·皮灵格也同意这个观点。他说:“我完全相信,火星上的环境曾一度有利于生命的产生。”他还指出,某些生命形式能够生存在最不利的环境中,“有些能够在零度以下相当低的温度中冬眠;有的试验证明,在150摄氏度高温里也有生命形式存在。你还能找到多少比生命更顽强的东西吗?”

火星上冷得可怕——各处的平均温度为-23℃,有些地区则一直下降到-13℃。火星上能提供生命生存的气体极为贫乏,例如氮气和氧气。此外,火星上的气压也很低,一个人若是站在“火星基准高度”上(所谓“火星基准高度”,是科学家一致确定的一个高度,其作用相当于地球上的海平面),他感受到的大气压力相当于地球上海拔30000米高度上的压力。在这些低气压和低温之下,火星上即使有水存在,也绝不可能是液态的水。

科学家们认为,没有液态水,任何地方都不可能萌发生命。假如这是正确的,那么,火星过去和现在存在着生命的证据,就必然非常明显地意味着:火星上曾经充满过大量的液态水——我们将看到,有无可辩驳的证据能够证明这一点。火星上的液态水后来消失了,这也无可置疑。但是,这并不必然意味着任何生命都不能在火星上存活。恰恰相反,最近一些科学发现和实验已经表明:生命能够在任何环境下繁衍,至少在地球上是如此。

1996年,一些英国科学家在太平洋海底4000多米的地方进入钻探,发现了“一个欣欣向荣的微生物地下世界……”,(这些)细菌表明:生命能在极端的环境里存在,那里的压力是海平面压力的400倍,而温度竟高达170℃。

研究海底3000多米处的活火山的科学家也发现了一些动物。它们属于所谓髭虎鱼属动物,聚居在布满各种细菌的领地上,而那些细菌则在从海床上隆起的、沸腾的、富含矿物质的地幔柱上,繁殖生长。这些动物通常只有几毫米长,样子很像蠕虫,而在这里,其尺寸畸形发展成为巨大的怪物,样子使人联想到神话中的蝶蛾,那是传说生活在火里的一种大虫子或者爬行动物。

髭虎鱼属动物赖以生存的那些细菌,其模样也几乎同样古怪。它们不需要阳光来提供能量,因为没有阳光能够穿透到这样的深海下面。但它们却能利用从海底冒出来的、接近沸腾的水的热量,它们不需要有机物碎块作为营养,而能够消化热海水中的矿物质。这样的动物被动物学家归入极端变形的“自养生物”类属,它们吃玄武岩,以氧气为能量,并且能从二氧化碳中提取碳元素。

科学家们的报告声称:

另外一些自养生物被发现于海底3000米处,那里惟一的热源是岩石的热量……在113摄氏度的高温中能够发现这些生物……在酸流中也能发现这些生物;在苯和环乙酮等物质的有害环境中,在马里亚纳海沟11000米的深海里,都能够发现这些生物。

可以想见,火星上有可能存活着这类生物,它们也许被封闭在了10米厚的永久冻土层当中。人们认为,火星地表下面存在着这种永久冻土层,它们也许已在火星悬浮的大气里存在了无比漫长的时期。

在地球上,休眠的微生物被琥珀包裹了数千万年而保存下来。1995年,美国加利福尼亚州的科学家曾经成功地使这些微生物复活,并把它们放在了密封的实验室里。另外一些有繁殖能力的微生物有机体,已经从水晶盐当中被分离了出来,它们的年龄超过了两亿年。

在实验室中,“细菌菌子被加热到沸点,然后被冷冻到-270℃这个温度范围正是星际太空间的温度变化范围。等温度条件一好转,这些细菌菌子立即恢复了生命。”

同样,有些病毒即使在此类生物组织外面没有活力,也能够在细胞中被激活。在其休眠状态下,这些可怕的小生物(其身体比可见光的波长还短)可以说几乎是永远不死的。经过仔细检查,科学家发现它们都极为复杂,并具有由1.5×104个核苷组成的基因组。

随着美国宇航局对火星的继续探索,科学家们相信,火星和地球之间存在交叉感染的情况是极为可能的。的确,早在人类开始太空飞行时代以前很久,可能已经发生过这种交叉感染的情况了。来自火星表面的陨石落到地球上,同样,有人认为因小行星的撞击而从地球飞溅出去的岩石有时也必定会到达火星。

可以想像,地球上的生命本身就有可能是由火星陨石携带过来的——反之也是如此,生命体也可能被从地球上带到火星。阿德莱德大学的保罗·戴维斯教授指出:

对地球上的生命来说,火星并不是一个特别有利于生存的地方……然而,地球上发现的一些细菌物种依然能够在火星上生存下来……如果生命在以往遥远的年代里曾在火星上牢牢地扎根和发展,那么,当其生存条件逐步恶化的时候,生命也就有可能逐步地适应其更为严酷的环境。

火星上到底有没有生命?也许,直到人类的脚印踏上火星之前,它永远不会有一个明确的答案。

太阳和月亮为什么同时升起

太阳和月亮同时升起,这听起来似乎是不可能的事。可是你知道吗,在离杭州82千米的海盐县南北湖风景区186.8米高的鹰窠顶上,有时在农历十月份就能看到日月并升的奇异景象。这一现象,虽然在民间传说已久,而且明代古书上也曾有过记载,但这一天下奇景近千年来已无人问津了,直到1980年杭州大学冯铁凝先生在发现古书中的记载后,在当年农历十月初一清晨会同武林中学谢秉松老师来到鹰窠顶上,终于看到了日月并升的奇景。这一消息成了当时爆炸性的新闻。从此以后,每年农历十月初一清晨都有几千人来到这里,想一饱眼福。过去流传,只有在狗年(戌年)的十月初一才能见到这一奇景;也有人说要上月(九月)大,即30天,当月(十月)初一才能见到这一奇景。但是,从1981至1983年这3年的十月初一,奇景都没出现,这使人们大为失望,甚至怀疑冯、谢二人是否看错。然而,1984年以后,许多人又看到了。1984年农历有两个十月(当年闺十月),在十月初一、初二人们没看到;初三看到了,而且这一奇景持续了15分钟;初四仍能看到;初五持续了5分钟,而且在闰十月初一它又出现了。1985年农历九月只有29天,但在这一年的十月初一人们仍然看到了这一奇景。这说明民间流传的必须九月大,十月初一才能看到奇景的说法不确切。

80年代以来,有人对这一日月并升现象作了观察,发现每次情况都不一样,大体上可分为以下几种情况:一是日月合为一体,同时从钱塘江上升起,日月重叠,太阳直径略大于月亮直径,露出的一圈太阳呈血芽红和清蓝色。二是太阳升起不久,在太阳旁出现一个暗灰色的月亮,围绕着太阳,一忽儿跃在太阳右边,一忽儿又跃在左边,一忽儿在太阳上面,一忽儿又在太阳下面。当月亮经过太阳时,太阳表面大部分被月亮遮盖,颜色变暗,未被遮盖的部分就闪现出金黄色的月牙形状。三是月亮先出,几乎在同一直线上太阳随之出来,太阳托住月影一起升起。四是月影先在日轮中,后又跳出日轮,在太阳四周跃动,阴影呈月牙形。五是月影在日轮中一同升起,并在日轮中跃动,直到月影消失。

在这种日月并升的奇景中,那个“阴影”是月亮的影子,还是由于十月空气湿度小、透明度好的一种折光现象?每次出现的景观为什么不一样?这一千古之谜至今还没有被揭开。

太阳个数的悬念

1551年4月,德国城市马格德堡被瑞典卡尔五世的军队所围困。围困的日子已延续一年有余,城中粮草全无,危在旦夕。一天下午,该城上空突然出现三个太阳。围城的士兵惊恐万状,认为这是天意的预兆,是上帝将要亲自来保卫这个城市。根据卡尔五世的命令,瑞典军队马上撤除了对这个城市的包围。这可是中外战争史上绝无仅有的一桩趣事。其实,多个太阳中除一个为真太阳外,其余皆为假象,气象上称之为“假日”、“幻日”或“伪日”,是一种少见的大气光学现象,其成因比较复杂。

简言之,是天空有由冰晶组成的云层存在时,太阳光被这些冰晶反射、折射所形成的。由于假日的出现对云中冰晶形状、位置和排列等要求十分严格,故这种奇景很难见到。当然,多日并升也并非绝无仅有。

1986年12月9日15分,西安上空突然出现一大一小两个彩色光圈和五个太阳。据资料记载,1934年1月22日和23日,西安市上空曾连续两天七日当空。

1981年4月18日,海南岛东方县上空出现五个太阳。

1988年12月28日,内蒙古翁牛特旗五日同照大地。此外,峨眉山顶上出现过三个太阳,庐山也曾两日并升。有关多日并升奇景,我国史籍中亦多有记载,如《宋史·天文志》载:“日有二影,如三日状”等。1973年,湖南长沙马王堆汉墓中出土的帛画中,有“九日并出”之画面。

太阳有伴星吗

有的恒星看上去是一颗星,但用望远镜观察,它却是两颗互相吸引,互相绕转的星,就像两个在一起的“伙伴”一样。太阳这颗恒星有没有“伙伴”呢?假如太阳真有一个“伙伴”,即伴星,那么人类就可以解释过去出现的一些现象,然后再想方设法防止今后可能出现的大灾难。

1979年,美国哥伦比亚大学的地质学家沃尔特送给他父亲阿尔瓦雷斯一块6500万年前的石头,它与恐龙灭绝的年代相同。阿尔瓦雷斯是个物理学家,他的扩散理论获得了诺贝尔奖。他对这块古老的石头分析后发现,其中含有丰富的铱。铱是天外的“来客”,地球上并不存在这种元素,因此他提出了小行星撞击地球的理论。他经过计算推断,6500万年前,有一颗直径为10千米的小行星和地球发生撞击,扬起的尘埃弥漫着整个天空。在此后的3~5年间,地球陷入了一片黑暗,植物停止了光合作用,造成植物和动物群的大片死亡,严重破坏了生态平衡,从而使恐龙走向了灭绝。阿尔瓦雷斯的这一理论提出不久,芝加哥大学的古生物学家戴维·芬普和约翰·塞普科斯基研究了古生物灭绝的年代,发现古生物灭绝是有周期性的,平均每2600万年发生1次。在过去的1亿年中,即9100万年前,6500万年前,3800万年前,1200万年前,都发生过大突变和大灭绝,每次突变有75%的生物绝灭。

在这个基础上,阿尔瓦雷斯的学生马勒提出了伴星假说,即太阳有一位“伙伴”。这位“伙伴”的轨道周期,恰好是2600万年。伴星质量很大,当它一接近太阳系外星的彗星群时,就扰乱了彗群的正常运行,产生彗星雨。有些彗星撞击了地球,造成地球上的灾难和生物大灭绝。马勒的学说提出后,科学家们经过进一步研究认为:如果太阳有伴星,那么这颗伴星便是一颗密度很大的白矮星。它没有热,没有光,体积很小,质量却大得惊人,它悄无声息地在太空中绕太阳运行,因而人类很难发现它的踪迹。

太阳有伴星只是一个假说,而太阳到底有没有“伙伴”?这还有待科学家们去寻找和探索。

彗星的活动与地球怪象有关吗

在太阳系这个大家庭里,有一种相貌奇特带尾巴的星星,人们称它们为“彗星”。其中最著名的是哈雷彗星。1910年,当这颗彗星和地球相接近的时候,天文学家们推断,它将和地球相撞。这一年的5月19日,哈雷彗星果然来到地球的附近,使人们惊喜的是彗星并没有和地球相撞而是擦肩而过。

然而,数百年来,人们依然把彗星看作一颗大灾星。世人把地球上发生的大灾难都归罪于彗星。战争、瘟疫、洪水、地震都说成是彗星搞的鬼。

彗星相貌古怪,拖着一条摇摇摆摆、时短时长的尾巴,发出金黄和灰白色的光,好像一把扫帚扫过夜空,人们又称它为“扫帚星”。它只是太阳系中的一颗普通星星。彗星和我们地球一样,也是在万有引力的作用下绕太阳旋转的。不同的是,地球的轨道很接近圆形,而彗星的轨道是椭圆形。因此,它有时离我们很近,最近时肉眼也能看得清清楚楚;有时离我们很远,最远时用最大的天文望远镜也找不到。彗星的轨迹除了椭圆外,还有抛物线和双曲线形。

彗星主要由彗头和彗尾组成。彗头包括彗核、彗发和彗云,但有的彗星没有彗云,甚至连彗发都没有。彗核是由冰和尘埃冻结在一起而形成的固体物质构成的,形状像一个“脏雪球”。这个脏雪球的质量大约在1000万吨到10万吨之间。

彗发在彗核的外面,是由一些云雾状的稀薄物质构成,而彗云则是彗发外面的氢原子云。

彗星的外貌随着它与太阳距离的远近而千变万化。当它远离太阳的时候,只是一个隐约可见的星状小暗斑;当它接近太阳时候,由于太阳光的压力和太阳风,使它的气体受热蒸发从而形成长长的尾巴。

彗星的成分是一种含有剧毒的物质——氰化物。只要一丁点氰化物,就能使大批生物死亡。因此如果彗星真的与地球相撞,或者它那1.5亿千米长的大尾巴,一旦扫过地面,这种剧毒分子就能在一定区域内大量地扼杀地球上的生物。

英国著名天体物理学家霍伊尔认为,彗星有可能还含有病毒类的微生物,几十亿年前,正是彗星把病毒或细菌传播到地球上,才使地球开始有了生命。有些人还认为,一些传染病,如1968年全球流行的香港型流感和中世纪的几次大瘟疫,很可能与彗星经过地球时带来的病毒有关。

据调查,当地球上发生大地震的时候,正好是彗星离地球最近的时候。

1920年12月16日,我国海源发生了8.5级地震,这是一次本世纪以来最大的地震,而天文学家们发现,Ⅲ号彗星正好在1920年12月17日距地球最近,约为1.88个天文单位。在海源地震以前,智利、千岛群岛等地发生了好几次7~8级地震。

1976年7月28日,我国唐山发生了大地震,在这前后的5月底到8月中旬,还先后发生了6次7级以上的地震。同年8月16日,在菲律宾发生了8.1级地震。据调查,1976年彗星从6月开始接近地球,在7、8、9三个月的时间内距地球都很近,只有0.125到0.3个天文单位。2000年来,每当地球上频频发生地震时,在地球附近游弋的彗星也明显增多。

当然地震发生的原因主要是地壳内部。外界的一些因素只是起诱发作用。彗星的体积虽大,但质量很小,是一个大而空的家伙。它真有本领扰动地壳发生震动吗?人们虽然对彗星会引起地震拿不出确凿的证据来,但对它的怀疑,依然很大。

彗星给我们带来了许多疑团,但它究竟从何而来呢?

有一种假说是荷兰天文学家奥乐特提出来的。他推测在离开太阳系很远很远的边缘区,有一个彗星冷藏库——彗星云。其中聚集着大量的彗核,估计彗星是从这里来的。

据计算估计,彗星云大约位于离太阳10万亿千米处。在那里,大约有一万亿颗彗星。在众多的彗星中,由于受某种力的影响,有少数彗星就能从太阳系边缘跑到太阳系里面,成为我们看得到的彗星。

有一种假说则认为,彗星本不是太阳系的成员,它们来自恒星际空间。在那里,有许多尘埃和气体混和的星云,由于引力不稳定,它们被分解为许多小气体尘埃团,凝结而成小晶粒,这些小晶粒聚合成彗核。太阳在银河系里运行时,把这些小晶粒吸引到自己的周围,变成了彗星。

也有的科学家说,彗星来自太阳系内,是天王星和海王星未能吸住的小星子,在大行星的引力下,小星子跑到了太阳系的边缘,形成了一种彗星云。

关于彗星的身世,众说纷纭,至今还是个疑谜。总而言之,有关彗星之谜还有待于科学家进一步去探索。

宇宙诞生之谜

宇宙是如何诞生的?现在的样子又是如何演变而成的呢?在很早以前人类就提出了这些疑问。这个使人类困惑千年而未能破解的重大问题,直到70年前爱因斯坦完成了一般相对论学说之后,才首次提出符合科学逻辑的解答。

一般相对论提出宇宙有可能发生膨胀,后来研究的结果证实了这一点。科学家们发现远方的银河正在以非常快的速度和我们的银河拉远距离,这说明宇宙正在逐渐地膨胀着。另外,还发现宇宙空间到处充满着3度K的杂音电波,这证明宇宙曾经是一个超高温,高密度的大火球。在以上事实的基础上而产生的“大爆发宇宙论”已被公认为是当前最标准的宇宙进化理论。根据这个理论推算,宇宙诞生的时间在150亿年之前。宇宙刚刚诞生时它的直径仅有l/1033厘米,但它的温度和密度却高得让人无法想像。由于物质的温度和密度骤然下降,使这个宇宙之卵以爆炸性的速度猛烈膨胀。在“大爆发”中诞生了各种元素和支配它们运动的力,也因此形成了星球和银河,倾刻间宇宙之卵便演变成了“成年”的宇宙。

“大爆发宇宙论”提出,宇宙可能是从既无空间也无时间的“虚无”之中以惊人的速度迅猛膨胀而瞬间诞生的。这种理论还提出,宇宙常常是周而复始地从诞生到消亡,再诞生、再消亡的轮回,我们现在的这个宇宙只是从过去到未来无数个宇宙中的一个而已。但到目前为止,对于宇宙的起源还没有一个统一的理论,这还需要人类待进一步的考察和研究。

宇宙也会死亡吗

生老病死是人之常情。但宇宙也会有完结的一天吗?会以怎样的形式完结?会是瞬间爆炸吗?

根据科学家利用天文望远镜获得的最新观测结果,宇宙最终不会变成一团熊熊燃烧的烈火,而是会逐渐衰变成永恒的、冰冷的黑暗。这听起来似乎太骇人听闻了。然而地球人或许没有必要杞人忧天,因为地球人暂时还不会被宇宙“驱逐出境”。根据科学家的推测,宇宙很可能至少将目前这种适于生命存在的状态再维持l000亿年。这个庞大的数字相当于地球历史的20倍,或者,相当于智人(现代人的学名)历史的500万倍。既然它将发生在如此遥远的未来,对地球人今天的生活就不会有丝毫影响。

与此同时,科学家又指出:没有什么东西是可以永远存在的。宇宙也许不会突然消失,但是,随着时间的推移,它可能会让人觉得越来越不舒服,并且最终变得不再适于生命存在。

这种情况将会在什么时候出现呢?又会以怎样的方式出现呢?这的确是一个令人沮丧的问题。但是,我们又不得不承认,对于我们这些生活在地球上的凡夫俗子来说,这些问题却有另一种冷酷的魅力。

自从20世纪20年代,天文学家哈勃发现宇宙正在膨胀以来,“大爆炸”理论一直没有摆脱被修改的命运。根据这一理论,科学家指出,宇宙的最终命运取决于两种相反力量长时间“拔河比赛”的结果:一种力量是宇宙的膨胀,在过去的100多亿年里,宇宙的扩张一直在使星系之间的距离拉大;另一种力量则是这些星系和宇宙中所有其它物质之间的万有引力,它会使宇宙扩张的速度逐渐放慢。如果万有引力足以使扩张最终停止,宇宙注定将会坍塌,最终变成一个大火球——“大崩坠”,如果万有引力不足以阻止宇宙的持续膨胀,它将最终变成一个漆黑的寒冷的世界。

显而易见,任何一种结局都在预示着生命的消亡。不过,人类的最终命运还无法确定。因为目前,人们尚不能对扩张和万有引力作出精确的估测,更不知道谁将是最后的胜利者,天文学家的观测结果仍然存在着许多不确定的因素。

这种不确定因素又是什么呢?科学家指出,这一不确定因素涉及到膨胀理论。根据这一理论,宇宙始于一个像气泡一样的虚无空间,在这个空间里,最初的膨胀速度要比光速快得多。然而,在膨胀结束之后,最终推动宇宙高速膨胀的力量也许并没有完全消退。它可能仍然存在于宇宙之中,潜伏在虚无的空间里,并在冥冥中不断推动宇宙的持续扩张。为了证实这种推测,科学家又对遥远的星系中正在爆发的恒星进行了多次观察。通过观察,他们认为这种正在发挥作用的膨胀推动力有可能确实存在。

倘若真是这样的话,决定宇宙未来命运的就不仅仅是宇宙的扩张和万有引力,还与在宇宙中久久徘徊的膨胀推动力所产生的涡轮增压作用有关,而它可以使宇宙无限扩张下去。

人们不禁要问:人类能够避免这场可怕的灾难吗?人类已经在越来越快地改变着地球,操纵着自己的生存环境,也许到那时,人类将会以高度发展的智慧在宇宙中立于不败之地。谁知道呢?且让未来的地球人和地外一切生命拭目以待吧。人类对宇宙的认识永远没有终极,认识穷尽的那天也许就是人类或宇宙毁灭的那一天。正如爱因斯坦在写给一个对世界的命运感到担忧的孩子的信中所说:“至于谈到世界末日的问题,我的意见是:等着瞧吧!”

宇宙范围之谜

我们现在所谈到的宇宙大小,是指可见的宇宙,也就是以我们人类生活的地球为一个球体,它的半径是从大爆炸,即宇宙作为一个点诞生,并开始向外迅速膨胀以来光所通过的空间。从整体上看,宇宙很可能比这个可见的宇宙大得多。

“光年”是天文学采用的计量单位,也就是光在一年中经过的路程。光的速度大约为每秒30万公里,一光年大约是94600亿公里。银河系的直径约为十万光年,而且还有另外的星系在银河系之外,离我们有数10亿光年。我们目前所能观测到的宇宙边缘,最新发现了类星体,与地球相隔约100亿到200亿光年,这是到目前为止所知最遥远的天体。

这样遥远的距离简直无法想像,但天文学家的职责就是准确地计算、测量出宇宙的大小和范围。

假如天文学家可以找到一支“标准蜡烛”,也就是某个类星体,它有稳定亮度,特别显眼,远隔半个宇宙也能够看见,那么这个问题便不再是谜。但是到目前为止,大家公认整个宇宙可通用的“标准蜡烛”还没有找到。因此,天文学家运用这一基本方法时通常采取一种分步方式,这就是设立一系列“标准蜡烛”,每一步的作用就是测定下一步。

近几年,远红外线观测造父变星、行星状星云和麻省理工学院的约翰·托里的成片星系,3种不同的“标准蜡烛”使大多数人认为宇宙并不古老,仅有110-120亿年。

但是,并不能肯定这就是正确答案,至少有另外3个天文学家小组得出了不同的结果。其中的一个小组是以哈佛大学天文学系主任罗伯特·柯什纳为首,他们得出的结论是,宇宙并不古老,可能有150亿年。

但杰奎琳·休特及她的学生们,以及普林斯顿大学的埃德·特纳,都测定宇宙有240亿年。

总而言之,到现在为止,宇宙究竟有多大这个问题还没有一个具体统一的答案,有待科学家们进一步研究。

宇宙年龄之谜

宇宙的年龄有多大,这一直是科学家所关注的问题。因为它是宇宙是否会膨胀的一个指标。

测定宇宙年龄的方法有很多。用同位素年代法测量过地球的年龄为40至50亿年,月球年龄为46亿年,太阳年龄为50至60亿年,此法测定宇宙年龄为120亿年。

比较常用的还有球状星团测量法,它是借助恒星演化理论来测算恒星年龄,利用这个方法计算的宇宙年龄为80至180亿年。如果从测定的最老恒星的年龄约200亿年来看,宇宙的年龄至少应在180亿年以上。

哈勃常数测定法是基于宇宙膨胀的观测事实确立的。在一个不断膨胀的宇宙中,测膨胀速度可通过红移量的测量来获得。测出邻近星系与我们的距离,再由此标定红移与距离的关系,就可提供宇宙的尺度,进而计算宇宙的年龄,因此测定出邻近星系与我们之间的距离是最为关键的。

测量与邻近星系距离的方法有两种,每种方法测量出的结果也都有两种,即200亿年和100亿年。

还有人采用一种与哈勃常数无关的测定方法,测得的宇宙年龄为240亿年。最近,德国的科学家测定出宇宙年龄为340亿年。

总之,运用不同的测定方法测出来的宇宙年龄都不一样,而且相差非常远。由于宇宙是怎样产生,又是怎样演化等问题至今也没有一个正确的解释,所以宇宙的寿命到底有多大,也无法给它一个合理的解释,有待科学的进一步研究。

宇宙的膨胀与收缩

关于宇宙的生成有许多假说。在我国古代曾有“盘古开天地”的传说,于是有一个假说观点产生了。盘古花了八千年使天地分离这样一种用膨胀观点来描述宇宙产生的假说。

在西方,认为宇宙的膨胀或演化似乎是不可思议的。《圣经》上讲:“一代消逝了,另外一代降临了,但地球是永恒的……过去是什么,将来还是什么;过去被做成什么样,将来还是什么样。世界上没有任何新的东西。”这种思想对西方的影响可谓至深、至远。

说它的影响深远,并不夸张,就连爱因斯坦也未能例外。爱因斯坦在发表广义相对论之后,同荷兰物理学家德西特一起把它应用到宇宙研究上。研究结果表明宇宙是动荡不止的,要么膨胀,要么收缩。为此,爱因斯坦修改了自己的理论,使宇宙重新“静”下来,这使他铸成大错。他曾不无遗憾地谈到,这次失误是“我一生中犯的最大错误”。

俄国科学家费里德曼计算的结果表明,宇宙可能周期性地收缩和膨胀,也可能无限地膨胀下去。比利时天文学家勒梅特则认为,我们的宇宙原来装在一只“宇宙蛋”中,由于它的突然爆炸才逐渐形成现在人们观测到的宇宙。

在勒梅特的理论提出后不久,美国天文学家哈勃利用加州威尔逊山上1.5米和2.5米直径的天文望远镜发现宇宙是在膨胀着的。

宇宙会永久地膨胀下去吗?这个问题并不容易回答。为此人们进行了大量的观测与研究。

能使宇宙中止膨胀的是引力,但它要达到一定的量。能否达到这个量,要看宇宙物质的平均密度能否达到一个量(临界密度)。可是,如果宇宙中存在着大量的“暗物质”,其平均密度就难定了。

20世纪80年代,前苏联科学家发现一种叫作中微子的基本粒子质量不为零。如果它得到确认,宇宙物质就会超过临界密度,宇宙膨胀就会中止。

宇宙年龄测定也是宇宙膨胀与否的一个指标,但宇宙年龄测定的难度很大。

目前为止,虽然可以检测宇宙的膨胀还是收缩,但都缺乏可靠的证据,但科学家相信人类迟早会有一个清楚的认识。

银河系的秘密

在茫茫的宇宙中,那飘缈的银河引起多少人的遐想,谁都想看看它披着神秘面纱的真面目,但直到今天,它仍然是个谜。

17世纪时,伽利略首先用望远镜发现了银河。他发现,这是一个恒星密集的区域。后来,英国人赖特提出了银河系的构想,并具体描绘出了银河系的形状。他假定,银河系是个透镜,连同太阳系在内的众星位于其中。在中国境内,人们观测到的银河是从天蝎座起,经人马座特别明亮的部分,到达盾牌座而止。

18世纪时,英国著名天文学家赫歇尔父子对赖特的猜想进行了验证。他们发现,银河系中心处恒星特别多,离中心越远越少。他们的观测表明,银河系的确是一个恒星体系,并且其范围是有限的,太阳靠近银河系中心。测量结果表明,银河系非常庞大,可容纳3亿颗恒星,其直径为8000光年,厚1500光年。

20世纪初,荷兰天文学家卡普亭对银河系的观测和赫歇尔的观测结果基本相似。1906年,他测出银河系直径为23000光年,厚6000光年。但1920年他对银河系测出的新数据变化很大,银河系直径为55000光年,厚11000光年。

以赫歇尔为代表的一些科学家提出,太阳是银河系的中心。1915年,美国天文学家卡普利研究了许多球状星团的变星,发现太阳仅仅是银河系内的一颗普通恒星,而不在银河系的中心,它距中心约5万光年并朝向人马座,银河系的范围大约有30万光年。

20世纪80年代,银河系又有了新的数据,即质量相当于2000亿个太阳的质量,直径为8万光年,厚2000光年,太阳距银河系中心距离为2.5光年。

关于银河系的观测一直在进行着。有科学家指出银河系是镶嵌在硕大无比的异常低密度的星系冕——银冕之中。天文学家从理论上论证了它的存在。由于银河系吸引仙女座星系以每秒300公里的速度向我们奔来,这就要求银河系质量至少不低于10000亿个太阳质量,进而说明,银河系至少应存在一个至少延伸到80000光年以外的星系冕。但这个假说目前仍有许多科学家不相信。

银河系究竟有多大,它是由什么构成的,它那无数的秘密到今天,仍然是一个解不开的谜。

恒星的起源之谜

恒星是宇宙星系中的细胞,所以它的起源、演变及结局一直是人们所关注的。

1955年,前苏联著名天文学家阿姆巴楚米扬提出一种“超密说”。他认为,恒星是由一种神秘的“星前物质”爆炸而形成的。这种星前物质体积非常小,密度非常大,但它的性质是不清楚的。由于超密理论的物理机制不清楚,因此多数科学家都不接受这种观点。

另一种解释恒星起源的学说是“弥漫说”。这一派科学家认为恒星由低密度的星际物质构成。这种学说的渊源最早可以追溯到18世纪康德——拉普拉斯的“星云假说”。

星际物质是一些非常稀薄的气体和细小的尘埃物质,它们在宇宙中各处构成了庞大的像云一样的集团,这些特质的主要成分是氢和氦,它们的温度在零下一二百度。

人们一般把星云分为两种,一种是被附近恒星照亮的星云,另一种是较暗的星云。星云的形状有网状、面包圈状等,著名的猎户座星云则像一匹披散着鬃毛的黑色马头,所以也称“马头星云”。

恒星是由星云构成的,但真正构成恒星的物质是非常大的,如构成太阳这样的恒星就需要一个方圆900亿公里的星云团。

从星云成为恒星要分两个阶段:第一阶段是快收缩阶段,这需要几十万年;第二阶段是慢收缩阶段,这需要上千万年。星云快收缩后半径仅为原来的1%,而平均密度却提高1亿亿倍,形成一个原始的“星胚”,这是一个云团,中心为密集核。进入慢收缩阶段后,星胚体温不断升高,到一定温度后就要闪烁身形,步入幼年阶段。此时它发光不稳定,仍被弥漫着的星云物质包围着,并向外界抛射物质。

近些年来,随着射电技术不断提高,人们对星云的物质成分做了很多观测,为恒星起源研究提供了新材料。但还有许多问题没有解决,包括快收缩阶段的物理机制等问题,所以恒星起源问题至今尚无定论。

太阳系有第十颗行星吗

自从1930年发现太阳系第九颗冥王星以后,轨道偏移问题仍然没有解决,因为天王星的计算轨道还是和实际观测到的不相符合。而海王星的计算轨道,也只是符合近期,时间越长产生误差越大。天文学家们一直没有停止对第十颗行星的寻找,可是直到今天收效甚微。

“冥外行星”是否存在?从理论上说是有可能的。因为太阳的质量相当于九大行星质量总和的740倍,附近却只有九个行星,这种结构不太合理。太阳的引力作用范围是很大的,大约应该可达到4500个天文单位,而冥王星最远距离太阳只有49个天文单位。因此推断,太阳系的边缘,远在冥王星之外很远很远。在这片冥外空间,应该存在第十颗、甚至第十一颗行星。

有天文学家曾经宣称发现了第十颗行星,并指出行星的距离、轨道、质量、位置和亮度,但多家天文台据此寻找,却怎么也发现不了,因而也不可能确认它。1977年底,美国天文学家科瓦尔在天王星和土星之间发现一个环绕太阳运行的天体,后经天文学家半年多的努力观测,认为它还不够大行星的资格,基本上认为它只是一颗小行星——这就是“喀戎”小行星。

现在,我们完全可以不借助已知行星的偏移来寻找新的行星了!空间探测器的精密仪器已经伸进了遥远的行星际空间,本世纪70年代美国先后发射“先驱者10号”和“先驱者11号”、“旅行者1号”和“旅行者2号”,它们都担负着考察太阳系外围空间的重大任务,在一路上飞掠过木星、土星、天王星、海王星后,它们会飞出太阳系,到茫茫的宇宙中去探索!但就目前发回的照片及资料中,还没找到新行星存在的证据。

地面上的天文学家并不泄气,他们一边等待航天飞船带回更新更奇的成果,一边也坚持不懈地借助大型望远镜搜巡天空。

每当发生日食时,天文学家的观测项目总有一项寻找水星内侧行星的任务。人们利用日全食时月亮影子遮住太阳圆面的一瞬间,对太阳附近的区域进行搜索,验证水星以内还有大行星的设想,但长期以来,也是毫无结果。

从发现天王星到发现海王星相隔了65年,从海王星到冥王星的发现又隔了74年。冥王星自发现以来到现在还不到70年,空间技术的发展却是突飞猛进的,一艘艘无人太空船或载人宇宙飞船带着人们无限希望相继升空。探索宇宙之路是永无止境的,我们相信总有一天人类会揭开太阳系行星之谜。

恒星是如何产生的

恒星是如何产生的呢?对于这个问题存在两种假说:一种是超密说,它是由前苏联著名天文学家阿姆巴楚米扬在1955年提出的“超密说”。他认为,恒星是由一种神秘的“星前物质”爆炸而形成的。具体地讲,这种星前物质体积非常小,密度非常大,但它的性质人们还不清楚。不过,多数科学家都不接受这种观点。

与“超密说”不同的是“弥漫说”,其主旨是认为恒星是由低密度的星际物质构成。它的渊源可以追溯到18世纪康德和拉普拉斯提出的“星云假说”。

星际物质是一些非常稀薄的气体和细小的尘埃物质,它们在宇宙中各处构成了庞大的像云一样的集团、这些物质密度很小,每立方千米只有10-8-10-4克,主要成分是氢(90%)和氦(10%),它们的温度为-200℃~-100℃。

从观测来看,星云分为两种:被附近恒星照亮的星云和暗星云。它们的形状有网状、面包圈状等,最有名的是猎户座的“暗湾”,其形状像一匹披散着鬃毛的黑马的马头,因此也叫“马头星云”,而美国科普作家阿西莫夫说它更像迪斯尼动画片中的“大灰狼”的头部和肩部。

星云是构成恒星的物质,但真正构成恒星的物质非常大,构成太阳这样的恒星需要一个方圆900亿千米的星云团。

从星云聚为恒星分为快收缩阶段和慢收缩阶段。前者历经几十万年,后者历经数千万年。星云快收缩后半径仅为原来的百分之一,平均密度提高1亿亿倍,最后形成一个“星胚”。这是一个又浓又黑的云团,中心为一密集核。此后进入慢收缩,也叫原恒星阶段。这时星胚温度不断升高,高到一定的程度就要闪烁身形,以示其存在,并步入幼年阶段。但这时发光尚不隐定,仍被弥漫的星云物质所包围着,并向外界抛射物质。

随着科学技术的不断发展,人类对恒星的起源问题会有更深刻的认识。

行星会撞地球吗

自古以来人类一直对别的星球是否会撞击地球,给人类带来毁灭性灾难一事怀有深深的忧虑,直到现在,这种忧虑仍没有完全消除。

1968年初,澳大利亚悉尼大学巴特拉教授预言,1968年6月15日伊卡鲁斯小行星稍许偏离轨道就会进入地球,它将会以每秒9公里的速度把大城市撞得粉碎。美国加州大学的理杰逊博士支持这一观点,认为其可能性是很大的。他们计算,如果伊卡鲁斯行星与地球相撞,它可以在陆地上造成直径为1000公里的大坑穴;如果掉在海中,造成的海浪将高达600米,数千个城市和村镇被淹没;即使它掠过地面,所造成的损失也不亚于一次大地震或龙卷风的灾害,甚至会引起火山爆发。这一预言震惊了全世界并引起了世人的极大恐慌。

但前苏联科学家指出,此计算有误,相撞的可能性为零。果然,1968年6月15日,伊卡鲁斯与地球“擦肩而过”。

1978年,一位天文学家的计算结果表明,“地理小行星”于1995年将与地球相撞。但中国天文学家的计算表明,1995年“地理小行星”距地球有四五百万公里之遥,大可不必担心。后来证明果真如此。

科学研究表明,太阳系中,小行星有5200颗,多数在木星和火星间穿行,其中有200余颗可能会进入地球轨道。此外,还有一些彗星接近地球,这些天体称作近地类天体。计算表明,直径为1.5公里的小行星进入大气层的机会约30年一次,而直径为9米的小行星击中地球,破坏力不亚于一颗原子弹,而直径为1.5公里的小行星击中地球,破坏力相当于10万颗百万吨级炸弹的威力。

然而,迄今为止,人类还未曾目睹过一次小行星撞击地球的事件,那么,小行星真的会撞击地球吗?这还是一个未解之谜。

小行星起源之谜

按宇宙的法则和规律,太阳系的九大行星都有自己的轨道,且行星与行星之间也都有相应的距离。所以,当人们发现火星与木星之间的距离过于大时,有人就断定这中间还应有一颗行星。

著名的科学家开普勒最早注意到这一现象。不久,德国的提丢斯还计算出了这颗行星距离太阳的天文单位,柏林天文台台长波得还计算出了这颗行星绕太阳一周的时间。许多科学家对这件事都产生了极大的兴趣并进行研究,但没有什么结果。

19世纪初,意大利西西里岛天文台台长皮亚齐在观察金牛星座时,意外地发现了一颗从未见过的星星。经计算,它与人们所要寻找的行星相仿,便给它起了个名字——色列斯。

色列斯明显比太阳系的其他行星小,它的直径有700多公里,是地球直径的1/16。人们又继续搜索,1802年3月,德国医生奥伯斯发现了第二颗小行星智神星,1804年,德国天文学家哈丁顿发现第三颗小行星婚神星,1807年,奥伯斯又发现了第四颗小行星灶神星。后来人们又在这里陆续发现了许多小行星。

这么多小行星是从哪来的呢?1807年,奥伯斯就小行星的起源问题提出了一种假说,他认为在火星和木星之间原来有一颗大行星,后来不知什么原因爆炸了,那些小行星就是它爆炸的碎片。

美国天文学家柯伊伯则提出了碰撞说。他认为,这些小行星就是由行星之间碰撞之后产生的碎片。

以瑞典物理学家阿尔文、前苏联天文学家施米特为代表的一派则提出“成品说”。他们认为在太阳系形成初期,小行星与大行星一样,都是从原始星云中诞生的,其他大行星得到了完全的发育,这些小行星由于各种各样的原因没有成为大行星,而以半成品的散状形态遗留至今。

关于小行星的起源还有其他许多种假说,哪一种是正确的,还需要经过人们的进一步探索才能得到答案。

太阳自转之谜

15世纪时,人们普遍认为,地球由于自转引起了按一定周期变化的昼与夜的交替,并且太阳系内许多其他行星也都存在着自转现象。但对于太阳系的主要成员是否也有自转还不敢肯定。

1612年,伽利略发表了关于太阳黑子的活动记录,其中又发现黑子位置并非固定不变,也发现了太阳确实有自转。伽利略估计,“太阳自转周期大约为一个太阳月”,德国数学教授沙伊纳也曾有过类似的观测。

到19世纪中叶,英国天文爱好者卡林顿对太阳黑子和太阳自转周期进行了详细观察,由于太阳不是一个固体球,而是气体球,因而它的各个部分自转是不同的,这是卡林顿的发现。

太阳自转周期随纬度不同而变化,赤道地区自转周期为25天,纬度为40度的地区自转周期为27天,80度地区为35天,太阳自转的平均一周期为25.4天,在地球上测量太阳的自转周期平均为27.3天。

太阳自转除了因纬度变化而不同外,自转速度也是不均匀的。在20世纪初时,人们测定太阳自转速度的变化差不多是太阳自转平均速度的1/4000。1970年,有些科学家还提出,太阳的自转速度每天都在变化,它的变化速度是在一个极大值与极小值之间,这似乎令人感到难以解释。

研究太阳自转还包括太阳大气层的自转问题。一般来说,在大气低层的自转情况也基本上随纬度而变化,在大气中上层的自转没有什么明显变化。此外,太阳自转还涉及到太阳黑子的分布问题。这些研究还是初步的,还有许多问题需要进一步研究。

太阳对地球有哪些影响

谁都知道太阳对地球气候的影响是由于地球绕太阳公转,同时又绕自身极轴自转而造成的,但太阳对地球的其它影响你知道吗?

19世纪时,著名天文学家赫歇尔指出地球雨量多少与太阳黑子有关。异常的降水或天气冷暖都与太阳黑子活动周期有关。

近年,科学家玛莎·亚当斯提出了一个惊人的观点:太阳是引发地震的原因。她指出,当太阳产生耀斑时,温度高达2000万度,爆发能量相当于百万吨级的氢弹。耀斑发射辐射能,电磁场携带高能粒子冲击地球,会使地壳的许多岩石产生受压放电和伸缩现象,使积聚着巨大能力的断层发生共振,导致地壳板块发生断裂、错动或滑移,引发地震。但玛莎的观点还没有足够的统计资料证明。

太阳活动除了影响地球生物节律变化外,有人指出,它还对人类的创造活动有着极大的影响。苏联科学家伊德利斯曾指出,牛顿、库仑、法拉第等著名科学家一生有很多重要发现和发明,如果把他们的活动列表,就会发现一个周期,大小恰为11.1年,基本上和太阳活动周期等同。有些人还列出一些艺术家的创造活动,如著名音乐家肖邦的两首钢琴协奏曲、门德尔松的《苏格兰交响曲》、贝里尼的《诺匀玛》和《梦游者》等作品都是在1829-1830年间完成的,而1830年正是太阳活动高峰期。

针对上述奇妙现象,一些科学家解释说,强烈的太阳活动对人的神经系统有影响,这是因为它影响地球的磁场而造成的。也有人认为,地球的土壤和岩石内存在一些放射性元素氡,它对人的影响很大。当太阳活动剧烈时,特别是耀斑的爆发常使大气中放射性的氡含量增加,激发了人的创造力。但这种猜测受到许多人的怀疑。

太阳对地球、对人类到底有哪些方面的影响,影响到什么程度,至今还无法解答,有待科学的进一步研究,一旦研究成功,将会给人类带来许多方便。

月球的起源

月球到底是怎样诞生的呢?有科学家曾断言,月亮是地球早期与另一个天体发生猛烈的宇宙碰撞时产生的。也就是说,月亮是在一次“大撞击”之后,由从地球母体中分裂出来的部分物质形成的。

1984年,探索月球的科学家们就以碰撞学说举行了首次严肃的学术讨论会,大家的看法已逐步趋于一致。最近的计算机模拟使撞击镜头变得更加活灵活现。大约45亿年以前,一颗巨大的星体,或许与火星的大小差不多,在一次空前的宇宙大碰撞中猛击了地球。两个天体的球壳都很薄,撞击时破裂开来。撞击物艰难地破开地幔,全面进入地核,在那里留下了大部分躯体。来自两个天体地幔中含硅非常多的岩石挥发掉了,残片便形成一团环绕地球运转的云雾。气体冷却之后,云雾颗粒冷凝成一个薄薄的光环。在那里,通过反复碰撞,粒子开始聚合增大,经过数千万年之后,月亮就逐渐诞生了。

不过前苏联科学家瓦欣和谢尔巴科夫曾提出:月球是一个受智慧生物控制的天体,也就是巨形宇宙飞船说。假如这个假说成立,那么月球应该是中空的。月球的全部天文参数都应符合这种特性。事实证明,前苏联两名科学家的假说得到了许多事实的支持。美国多次载人登月的阿波罗飞船飞行证明,第四种假说可能成立。宇航员在月面上做的月震试验、火箭三级毁月试验都表明月球是中空的,产生如铜钟般的震动效果,另外月面环形山不管大小,山的深度都一样,说明月表下层可能有加固钢体。以前月球曾离地球不远,但现在却离地球越来越远,且轨道也越来越远。从这些现象中,都说明月球是受外星人操控而来到地球身边的一个外星人人造天体的可能性相当大。根据宇宙信息,有人更确切地提出,月球的确是外星人改造过的一个天体,是外星人的宇宙基地。在100万年前来到地球附近,近轨道运行在地球周围,利用它来控制地球的轨道稳定运行,以防止偏向金星的轨道。不然在太阳系中,地球可能变轨进入金星轨道,因此会给地球人类造成灾害。多年来,外星人(常居月球内部,故又称为月球人)一直操控着月球,不停地调整着地球轨道,他们使用的完全是超现代的高科技手段。后来,种种原因又使月球变为高轨道飞行,而且慢慢远离地球。这种假说或许有些神奇怪异,但根据近年来的地球气候变迁和宇航登月飞行的种种试验表明,上述假说又好像非常有道理。

要彻底搞清楚月球的诞生原因,还有待人们运用各种高科技手段进行不懈地探索来解决。

月球是怎样诞生的

月球是地球的卫星,它是如何形成的呢?

中国唐代诗人张若虚的著名诗章《春江花月夜》中有云:“江畔何人初见月,江月何年初照人。人生代代无穷已,江月年年望相似。”其实,在世界古往今来许多民族的传说中,月亮是诗文创作始终摆脱不开的主题之一。地球人这样地热爱月球,关心月球,于是就少不了会产生一种迫切的原望:与地球朝夕相伴的月球到底是怎么一回事?是不是像百姓所说——太阳是阳、月亮是阴?中国神话传说中的嫦娥奔月、月亮中的玉兔和桂树到底是真的吗?

诚然,时代发展到当今社会,科学知识的普及已经使当代人对月球有了正确的认识。

天文望远镜的诞生,使人类第一次有幸目睹了月球的表相,看到了月球表面上的山峰和田地,于是,便开始了对月球的科学研究。人造卫星上天,宇宙飞船的研制成功,打开了从地球通向月球的路,开始了人类天文研究的新纪元。

1969年7月16日,美国佛罗里达半岛上的肯尼迪宇航中心站人潮汹涌,欢声雷动,来自世界各地的科学家和观光人群正万分激动地等待着划时代时刻的到来——人类首次登月航行开始点火!7月20日下午4时17分,人类终于完成了这一划时代的伟大创举,千百年来人们登月的梦想变成了生动的现实。

宇航员阿姆斯特朗小心翼翼地爬出舱门,一步一歇地走下来,因重力小,他用了3分钟的时间才走完9个梯级。他向月球表面迈出了历史性的第一步,非常激动地向全世界宣告:“对一个人来说,这是一小步。对人类来说,这是一大步。”

之后,人类又先后多次登上月球,并在月球上设置了科学站,进行各种考察试验。随着人们对月球认识的不断深入,月球展示出了更多的谜团。

最令人不解的是月球的形成。根据研究结果发现,月球从诞生到现在已有45亿年历史,与地球同样古老。这45亿年的月球是怎样形成的?目前,主要有5种假说被较多的人接受。首先是分裂说:月球原为地球的一部分,早期地球还处于熔融状态,由于旋转太快,在赤道附近鼓了起来,越鼓越大,有部分向外凸出,最后断裂脱离,形成了月球。

其次是俘获说:认为月球原是一个绕太阳公转的小行星,在30至40亿年前,因靠近地球,被地球引力俘获,从此成了地球的一颗卫星。

还有孪生说:认为在太阳附近原有一大片分散着的星云物质,后来以其中两个较大的星团为中心,凝聚其它云状物质,便形成了地球和月球两个星球,它们是“孪生兄弟”。

更有一种离奇的假说,认为月球本身是一艘巨大的外星文明所操纵的飞行器,它一直守候在我们地球人身边,注视着我们的一举一动。只是这种假说不能充分说明外星人为什么要监视着我们且不与我们发生直接联系,而我们地球人又有什么值得外星人来监视或观察的。

持后一种观点的人认为:公元前1万多年地球经过长期的发展,已经在许多低海拔、交通便利、土地肥美的地方形成了一定的文明,拥有了一批城市和大量人口。但是有一天,月亮突然闯入了地球人的生活,于是出现了全球性的大洪水,进而地球地轴发生了移位和随之而来频繁爆发的地壳及火山活动,史前人类文明由此遭到了毁灭性的破坏。大灾变过后的人类幸存者又回到了野蛮时代,从高山上下来的无文化的牧羊人面对史前文明社会创造的东西一无所知,因此只能从原始阶段重新开始。

众多假说,许多科学家认为最合理的一种是:月球在太阳系形成初期因行星相撞而产生。这种假说叫做“巨大撞击论”,它提出曾有个火星一般大的行星撞向地球,当时两个星球都处于熔融状态,各有一个高密度的岩石核心,核心外包着一层较轻的岩石,一旦相撞,熔融的岩石就迸射而出,后来聚拢成为月球。月球形成时产生高热,排除了水等容易汽化的物质。撞向地球的行星,其核心熔入了地球的核心。

起初,许多天文家拒绝接受此说,因为这种发生机率微乎其微。不过,今天的超级电脑非常先进,算出如果当时发生过这样的事,月球会有些什么成分,计算结果竟与事实相吻合。

假说毕竟只是假说,虽然也能够使人们了解一部分自然现象。但都缺少足够的证据,我们相信月亮诞生终会有一个合理的解释。

人类能在火星上居住吗

人类若想在火星上居住同样不可避免地首先要有水的存在。但就在几年前,美国航天局发布新闻说,火星上有水。由此这颗星球引起了人们极大的关注。

来自圣迭戈马林太空科学系统的两位科学家一下子成了风云人物,他们是该研究机构的迈克士·马林博士和肯尼斯·埃吉特博士。这两位科学家一个月前通知国家航空航天局,说他们从火星地球勘探者号航天器发回的照片上,发现了火星表面近期有水的证据。两位科学家就此写出了研究报告,在该年度7月份的美国《科学》杂志上发表。

火星上曾有水的说法并不新鲜,但火星很可能现在就存在着水,这可是绝对的新观点。科学家甚至推测,火星上现在可能就有生命存在。

以前,科学家们一般认为,火星地表特点是数十亿年前由水流冲刷而成。他们相信,火星曾经有过海洋、河流,而且有过一个温暖而深厚的大气层。但随着时间的推移,火星的大气层由厚变薄并逐渐消失,气温因而变得格外的冷。由于大气层压力极低,液态水直接转变为水蒸气,火星上的水大部分以这种形式释放到了太空。

马林和埃吉特对火星地球勘探者号近两年发回的6.5万张照片进行了大量的分析和比较,最后筛选出200张,经过多方研究和查证,终于大胆提出:火星上存在水的时间距离我们比较近,最多也就是几百万年前或几千年前的事,甚至可以说,“火星现在就有水”。

根据他们的研究,火星上面有许许多多的山沟、溪谷和扇形的三角洲,这些很可能是水从火山口的悬崖峭壁上急流而下造成的。马林指出,火星地球勘探者号从太空发回的高清晰度照片上,一条条山沟、溪谷历历在目,与地球上的水流特点毫无二致。他们还发现照片上山沟、溪谷边的水印十分平滑,不像过去看到的火星照片上遍布火山口和到处是黑尘的样子,因而推断水流迹象是最近形成的,“这说明某些事情现在发生,或者说只过了一两年”,埃吉特说,“这些水流迹象十分年轻”。

如果马林与埃吉特的论断被证实,火星地球勘探者号真是立了大功。该探测器于1996年12月发射,目前绕火星轨道运行。据说,这个价值4.55亿美元的航天器与德国大众汽车公司生产的甲壳虫汽车大小差不多。探测器上配有一架能发送高清晰度照片的照相机、一个能辨别土壤和岩石特点的红外线感应器、一个能绘制火星地貌图的激光测量仪。

对于马林与埃吉特的最新发现,美国不少科学家认为是“激动人心”的,但同时也认为有待进一步证实。康奈尔天文学家教授斯蒂文·斯奎尔说,“两位科学家的新发现的确是令人兴奋的结果,但我们还得持现实的态度。”

“我认为,到2003年,人们还不会看到一只小轮车稳稳地落在火星山脉底部,然后爬上爬下再向岩石中打管子。”国家航空航天局首席科学家艾德·威勒尔说,在人类登上火星之前,国家航空航天局还需通过机器人对火星进行几十年的研究。该局目前计划每26个月进行一项火星探测任务,这些计划主要是为了侦察、寻找可供机器人着陆的可能之地,也许最后会送人上去。他说,如果火星表面存在液态水的观点能被证实,这无疑将加快将人类送到火星上的可能性。“如果我们曾有过送人到火星的愿望的话,现在这种愿望更加强烈了。”

许多专家认为,火星若果真有水,人类“红色星球”居住的梦想在不远的将来就会成为现实。水可以分解为化学成分氢和氧,这就能供机器人当燃料使用。从水中分离出的氧对人的用处就更大了,可以用来在未来人类“火星基地”内建立一个可供人呼吸的大气环境。

为此,国际火星学会正在积极准备建立空间站,以便训练宇航员以及相关设施的制作,我们希望人类登上火星居住的梦想早日实现。

彗星蛋是巧合吗

在1682年哈雷彗星定期回归的时候,在德国的马尔堡,有只母鸡生下一个异乎寻常的蛋——蛋壳上布满星辰花纹。

1758年,英国霍伊克附近乡村的一只母鸡生下一个蛋壳上清晰地描有彗星图案的蛋。1834年,哈雷彗星再次在苍穹出现,希腊科扎尼一个名叫齐西斯·卡拉齐斯的人家里,有只母鸡生下一个蛋,壳上有彗星图。他把它献给国家,得到了一笔不小的奖励。

1834年5月17日,当哈雷彗星重新装饰天空时,法国人诧异地从报端获悉,一名叫阿伊德·布莉亚尔的妇女养的母鸡也生下一个蛋壳上绘有彗星图案的怪蛋,图案有如雕刻,任你擦拭都不改变。

为了得到1986年的彗星蛋,早在1950年,苏联科学家便在国内联系了数以万计的农户;法国、美国、意大利、瑞典、波兰、匈牙利、西班牙等二十多个国家也建立了类似的调查网络。

现在,调查结果已经揭晓:1986年,意大利博尔戈的一户居民家里的母鸡生下一个彗星蛋,母鸡的主人意大利人伊塔洛·托洛埃因此暴富。为什么天空出现哈雷彗星时,地球上就出现蛋壳上绘有哈雷彗星的鸡蛋呢?

太空流浪者——彗星之谜

20世纪末,全世界天文爱好者开始翘首以待,用期待又兴奋的心情迎接起两个回归的彗星明星——先有1996年的百武彗星,后有1997年的海尔波普彗星闪亮登场!

彗星为什么如此引人注目呢?首先是它的奇异的形状,毛茸茸的彗头中间嵌着闪光的彗核,拖着又长又透亮的彗尾;其次彗星突然出现,来也匆匆,去也匆匆,有的则从遥远的行星际尽头奔向太阳,随后又扬长而去,长久不归,如同浪迹太阳系的漂泊者。

彗星的传说

自古以来,偶尔现身的彗星就被抹上了神秘恐怖色彩。我国民间叫它“扫帚星”,认为它会给地球带来灾难、饥饿和战争。当著名的哈雷彗星在1066年出现时,正是法国诺曼底公爵威廉率兵准备入侵英国的时候,后来一举获胜,建立了诺曼底王朝,威廉公爵夫人为了纪念这次胜利,将当时的情景编织在一幅挂毯上,图中一方是一群诺曼底人指着彗星露出胜利微笑,另一方则是英国的哈学德国王坐在王位上望着头上彗星,惊恐万状。

但是,埃德蒙·哈雷却不相信这些迷信传说,他曾担任过格林尼治天文台台长。1682年,他26岁的时候,亲眼见到了那颗以他名字命名的彗星,他利用牛顿的彗星轨道计算方法,分析了1337~1698年以来有观测记录的24颗彗星轨道,发现其中1531年、1607年和1682年的三颗彗星在出现方法、运行轨道和时间间隔上有着惊人的相似之处,遂于1705年断定这几颗彗星是同一颗彗星的反复出现,并预言,这一彗星将在1758年再度出现在空中,并且每隔76年将出现一次。后来,哈雷的预言得以证实,该彗星在1758年的圣诞之夜果然再次回归,遗憾的是哈雷已于16年前与世长辞,无缘与他会面了。为纪念哈雷的功绩,从此,这颗彗星就被正式命名为“哈雷彗星”,这也是人类第一次预报归期的彗星。

20世纪哈雷彗星有两次回归,第一次是1910年5月,地球在哈雷彗星庞大的尾巴中逗留了好几个小时,亮度如同火星,让人大饱眼福。第二次,1985~1986年,就远不如上次壮观,直到1986年3、4月份,人们才在南半球上空一睹其尊容。

彗星是个“脏雪球”

1986年,天文学家已经认识到,彗星实际上是一个由石块、尘埃、甲烷、氨所组成的冰块。彗核外表酷似一个深黑色的长马铃薯,就像一个“脏雪球”。它与地球上的小山差不多,如果在上面作“环星旅行”,大约半天就走完了。这样的小个子,远离太阳时在地球上是无法辨认的,当这个“脏雪球”飞向太阳时,太阳的加热作用,使其表面冰蒸发升华成气体,与尘埃粒子一起围绕彗核成为云雾状的彗发和核,合称彗头。彗发又使阳光散射,便形成星云般淡光的长长彗尾。这时,彗头直径可达几十万千米,彗尾长达好几千万千米,变得好似庞然大物,但质量却小得出奇,绝大部分集中于彗核,只到地球质量的十亿分之一。

天空稀客、常客、过客

彗星可分为沿椭圆形轨道运动的周期彗星,以及沿抛物线和双曲线轨道运动的非周期彗星。周期彗星循着轨道周期性回到太阳附近来,只有在这时显得亮,我们在地球上才容易发现它。周期彗星以200年为界,分为长周期和短周期两种。哈雷彗星是短周期彗星的代表,它的周期是76年,下次它来到太阳附近将是21世纪60年代,犹如美国市场颇受欢迎的儿童运动衫上的字样“哈雷彗星,2061年我将再次看到你”,表达了人们的盼望之情。虽然它如“稀客”一般,但终有回归之时。最短的是恩克彗星,周期3.3年,从1786年发现以来,已出现过50多次,算是“常客”了。而非周期彗星就可以算是太阳系的“过客”,他们可能沿着双曲线和抛物线从遥远的太阳系深处来,在太阳这儿打个弯,又不知跑到哪处天涯海角去了。

哈雷彗星真貌

50个国家的900名天文学家组成了国际哈雷彗星联测组织,除了有组织地观测外,还第一次进行了空间现场考察,先后发射了5颗太空探测器,在非常近的距离内观测这颗星。其中,以英法等西欧10国花了5年时间建造的“乔托”号最引人注目,它深入到离彗核只有500多千米的地方,已进入彗发的深处,所获得资料也最丰富、最有价值,让人类第一次目睹了彗核的真貌:①日照率4%,比煤炭还黑,③独具特色的喷流上千千米高,喷泉核表面粗糙,像煤块般极黑,核外部是由非挥发性物质组成的多孔表面层,接近太阳外表30℃~130℃,里面仍存在零下70℃,有裂纹和凹坑多处,从里向外喷射气体尘埃流、尘气,煞是好看。

值得一提的是我国对彗星的观测和研究有最早、最完整的记录,开始见于《春秋》(公元前613年):“鲁文公十四年秋四月,有星季于北斗。”比外国早几百年,我国也有世界上最早、最珍贵的彗星图案,这是公元前168年,长沙马王堆汉墓发掘的帛书中所绘,比公元66年绘下的耶路撒冷上空的彗星早得多了。

彗星的风采也和宇宙其他星体一样,逃不过年华老去的命运,一次不如一次亮丽,最后会耗损殆尽而崩解。然而,每隔一段时间,总会有另一颗光耀的彗星出现,作为“新力军”加入人类发现彗星的名单中去。比如,我们在20世纪末发现的百武彗星及海尔·波普彗星,所以人们得以不断目睹彗星的风姿。

神秘的哈雷彗星蛋

哈雷彗星每靠近地球时,地球上就出现神奇的彗星蛋,令人百思不得其解。

1682年德国的马尔堡,有只母鸡生下一个奇异的蛋,蛋壳上布满星辰花纹。

1758年英国霍伊克附近名叫齐尔斯·卡拉斯的农民的母鸡下的一枚蛋,壳上有彗星图案。

1834年希腊科扎尼一只母鸡产下的蛋上彗星图案特别清晰、规则,后来献给国家收藏。

1910年5月17日法国一名叫阿伊德·布莉亚尔的女人家里的母鸡生下一个蛋,蛋上的彗星图案擦不掉。

1986年彗星蛋又出现,意大利的博尔戈一户居民得到一枚珍贵无比的彗星蛋。

彗星蛋之谜尚待解开,彗星蛋作为研究彗星的宝贝,被认为与免疫系统的效应原则,甚至和生物进化有关。

火星上有水吗

火星上有水吗?如果有水,那么水又在哪里呢?

从1964年到1967年,美国对火星发射了“水手号”和“海盗号”两个系列共8个探测器。1971年11月,“水手”9号对火星全部表面进行了高分辨率的照相,发现了火星上有宽阔而弯曲的河床。不过,这些河床与轰动一时的运河完全是两回事。这些干涸的河床,最长的约1,500公里,宽达60公里或更多。主要的大河床分布在赤道地区,大河床和它的支流系统结合,形成脉络分明的水道系统,还可以观测到呈泪滴状的岛、沙洲和辫形花纹,支流几乎全部朝着下坡方向流去。科学家们分析,只有像水那样的少粘滞性流体才能造成这种河床,这是天然河床,绝不是“火星人”的运河。

那么,火星上的河水流到哪里去了呢?这便成了当代“火星河之谜”。

今天的火星表面温度很低,大部分水作为地下冰存在于极冠之中。极稀薄的大气,使得冰在温度足够高时只能直接升华为水蒸气,自由流动的河水是无法存在的。

火星河床说明,过去的火星肯定与今日的火星大不相同。有一种假说认为,在火星历史的早期,频繁的火山活动喷出了大量气体,这些浓厚的原始大气曾经使火星表面温暖如春,造成了冰雪融化、河水滔滔的景色。后来火山活动减少,火山气体逐渐分解,火星大气变得稀薄、干燥、寒冷,从此,河水干涸,火星成为一个荒凉的世界。

另一种假说认为,在火星的早期历史,自转轴的倾斜度比现在更大,因而两极的极冠融化,大量二氧化碳进入大气,大量的水蒸发并凝成雨滴在赤道地区落下,形成河流。

还有很多关于火星河流消失的假说,但这并不是最终的目的,科学家们最关心的是:水到底哪里去了?是什么使火星有这么大的变化?

多“最”的水星

一直以来在肉眼能看到的水、金、火、木、土五大行星中,水星是最使人难以捉摸的行星。离太阳最近的行星就是它,因此它总是被强烈的阳光所隐藏着,很难看清它的真面目。就连波兰著名的天文学家哥白尼,也由于没能看到水星的真面貌而终身遗憾。不过在偶尔的情况下,水星从太阳面前经过时,人们可以看见在明亮的太阳圆盘背景上有一个小圆点,那就是水星。这种现象称为“水星凌日”。以前两次看到的“水星凌日”分别发生在1986年11月13日和1993年11月6日中午前后。

发生“水星凌日”时,太阳明亮的背影上会呈现出水星的黑点,仔细观察会发现水星的边缘特别清楚,这就向我们证明,在水星上是没有空气的。正因为这个原因,水星世界中就会出现许多特色。

由于水星离太阳比地球近许多,比日地距离的一半还近,因此在水星上看到的太阳比地球上看到的大许多,也更耀眼。更为奇特的是水星上没有大气,因而星星和太阳同时出现在天空中。

在太阳系的九大行星中,水星获得了几个“最”的记录:

1.水星是离太阳最近的行星,和太阳的平均距离为5790万公里,约为日地距离的0.387倍,到目前为止还没有发现过比水星离太阳更近的行星。

2.由于水星离太阳最近,所以受到太阳的引力也就最大,因此在它的轨道上比任何行星跑得都快,轨道速度为每秒钟48公里,比地球的轨道速度快18公里。以这样的速度,只用15分钟就可以环绕地球运行一周!

3.“水星年”是太阳系中最短的年。它绕太阳公转1周仅需88天,还没有地球上的3个月。这都是因为水星围绕太阳高速飞奔的缘故。在希腊神话中,水星被比作脚穿飞鞋,手持魔杖的使者。

4.水星是行星表面温差最大的行星。因为水星上没有大气的调节,距离太阳又太近,所以在太阳的烘烤下,向阳面的温度最高时可达430℃,不过背阳面的夜间温度可低到零下160℃,昼夜温差近600℃,真是一个处于火与冰之间的世界!

5.水星和金星是卫星数最少,或根本没有卫星的行星,而在太阳系中现在发现的卫星总数已达60多颗。

6.在太阳系的行星中,水星“日”比任何行星都长,在水星上的一天(水星自转一周)相当于地球上两个月(为58.65地球日)。在水星的一年里,仅能看到两次日出和两次日落,那里的一天半就是一年。

1974年3月,“水手”10号行星探测器从相距20万公里处拍下了水星的近距离照片,不仔细看几乎和月球照片难以分辨,但仔细看时,会发现水星表面的坑穴比我们看到的月球上的环形山更多更密,后来在深入研究下证实这些坑穴大多是40亿年前极限星撞击形成的。

为了探索水星的秘密,美国宇航局在1973年11月3日发射了“水手”10号行星探测器,前往探测金星(1974年2月5日)和水星(1974年3月29日)。“水手”10号在日心椭圆轨道上和水星有两次较远距离的相遇,拍摄了第一批水星有大量坑穴的照片,拼合起来特别像是半个月球。从那以后,水星表面的真面目被逐渐地揭开了。

“水手”10号拍摄水星表面的照片大约2000多张,水星表面有大量的坑穴和复杂的地形都可以清楚地看到。在水星上有一个直径1300公里的巨大同心圆构造,这很可能是一个直径有100公里的陨星冲撞而形成的,它与月球背面“东方”盆地的情况特别相似。这个同心圆构造位于水星赤道地带,异常炎热,因此用热量单位“卡路里”给它命名,叫做卡路里盆地。其中有的坑穴还有的像月球上某些环形山具有的辐射状条纹。这有可能是因为小的天体撞击水星时,产生了许多小碎片,一齐飞散到四方而造成的,有的长达400公里。水星表面具有放射状条纹的坑穴共有100多个。

现在的水星表面是平静无事的,可能过去有过火山活动,现在在水星上还可以看到几处貌似火山熔岩形成的平面状地区。

水星还有一个特征,就是它的表面3~4公里高的断崖地形随处可见,有的长达几百公里,这些被认为是水星冷却收缩而形成的。当然真正的深层原因,仍在探索与研究之中。

水星的赤道半径虽然只有地球的五分之二,但密度和地球差不多,因而可以初步断定构成水星的物质比地球物质重。这就使科学家推论,水星中心有一铁镍组成的核心,大小可能和月球相似。

水星也有磁场,大约为地球磁场强度的百分之一,但比火星的磁场要强许多。这已经是被“水手”10号探测水星时所研究出的,谜一般的水星现在已经被我们揭开了它的不少秘密,进一步的探测还有待于未来的探索。

水星上有生命吗

水星上没有大气,太阳近距离地灼烤着水星,以9倍于给地球的光和热倾注于水星上,使水星面向太阳的一面最高温度可达到400℃左右,岩石中的铅和锡都会被太阳光熔化出,更别说生命的存在了,这里是太阳系最热的地方之一,黑墨般的天空悬挂着巨大的太阳,比地球上看到的太阳大8倍,四周寂静无声,简直像一座炼狱。别以为水星只是个滚烫的星球,有时候又冷得吓人。在水星背向太阳的一面,由于没有大气起调节温度的作用,温度下降极为迅速,温度多在零下163℃以下。水星的昼夜大约30天交换一次,即在一个月的时间里,连续暴晒,接着一个月时间跌入寒夜,真是一个火与冰的世界!这样的水星世界,对地球上任何已知的生命都意味着毁灭,不可能有生命在水星上生存。

金星逆向自转之谜

在太阳系已发现的九大行星之中,有八颗行星自转方向是顺向自转,只有金星的自转方向与众不同的,呈逆时针方向。也就是说,如果人类生活在金星上的话,人们看到的太阳将是西升东落。

金星一般被人看作是地球的姊妹星,它的自然条件与地球非常相似。它距地球1.08亿公里,位于地球的内侧。公转一周是243天,自转周期由于测量困难,所以得出的数据很不统一。有人计算出是23小时20分,有人认为是几十天,还有人认为和它的公转周期相同,也是243天。后来经过长期的观测,才测得它的自转周期是117天。那么,金星如此缓慢散发像一氧化碳那样的气体,由于该气体与水相互作用,结果把水都消耗掉了。第三种可能是,金星上曾有大规模的火山爆发,灼热的岩浆把大海烤干了。第四种可能是,金星的水源来自它的内部,后来又回归原处。

持这种观点的人还有美国密执安大学的学者多纳休等人,他们补充说,大阳的早年并不像现在这样亮和热,太阳每秒的辐射量要比现在少30%,金星的气候也没有现在这样炎热。温和的气候使大海得以形成,后来,太阳渐渐热起来,金星运转又相当缓慢(金星一天等于地球117天),经不过太阳的酷晒,金星上的大海就完全被蒸发干了。

到了90年代关于金星上是否存在过大海,是否存在过生物,科学家们又进行了很多探讨,前苏联科学家宣布说,他们的无人空间探测船从金星上拍到的照片看到金星上有大量的古城遗址,这个消息令很多人震惊。

但也有许多科学家对金星存在大海一说提出不同的看法。美国科学家尹兰克认为,金星大气是由不断进入大气层的彗星核造成的,而彗星核的主要成份是水冰,所以金星根本不可能存在大海。

到目前为止,科学家们还没有找到金星存在大海的实证,这个问题对于人类来说仍是个未解之谜。

天王星上的“水”

在美国天文学家观测天王星时,发现天王星周围有一个强大的磁场以围绕它绕行的月亮。

美国的航海者M号无人驾驶太空船,在离地球18亿英里的太空,拍回了大批照片,初步揭开了这个星球的神秘面貌。

最初的一些照片发现天王星最少有14个月亮,直径从20英里到1000英里都有。这些月亮表面满是坑和浮水。

天王星表面上的云状物原来是永不静止的蓝绿色大海,急速流动的氦和氢造成了强风,吹过结冰的海洋。磁场的发现证明天王星有一个炽热的轴心,并产生强大的电能,造成类似地球的极光。

天王星是太阳的第七个行星,1781年才被天文学家发现,但在航海者二号发回照片前,科学家对这个遥远的行星所知的非常有限。在这里,阳光要比地球弱350倍,气温大约是零下360度。以地球时间计算,天王星环绕太阳一圈要84年。

航海者二号和一号是1977年一起升空的,已经到过木星和土星。后来一号太空船离开太阳系,二号继续飞去天王星,1987年1月24日最接近这个行星,大约离表面不足170万英里。

现在知道天王星上有水、碳氢化合物和有机气体。一般人最感兴趣的是这个星球有没有生物呢?因为地球开天辟地的时候,也是先有这三种东西。早在1979年,航海者发现木星也有月亮。到1981年,又在土星的月亮上发现类似地球大气层的有机物,天文物理学家说在这种情况下,有原始生物是有可能的。

令科学家们兴奋的是:木星、土星和天王星都是灰云和冰组成的光环,这就是说,在这些行星上可能存在着水,存在着生命。科学家认为,如果能够研究出这些光环的来历,也可以研究出我们居住的地球的来历。科学家最少还要用几年时间,才能分析和研究完航海者二号在六个小时内所拍回的照片,到时可能会有惊人的发现!

宇宙航行设想

20世纪50年代末,美国科学家搞了个火星探测的研究性计划,即“猎户星座计划”。为此设计的“奥利安”号无人飞船,设想用间隔的核爆炸所产生的冲击波来推动。后来,科学家们又对“奥利安”号的设计进行了改进,使它成为载人恒星际航行飞船,飞向天狼星或别的恒星。巨大的飞船可装载几百名男女宇航员和他们的后代,以及维持他们的生活和工作的一切物品。飞船的核脉冲推进装置,采用小型氢弹爆炸产生动力。一颗氢弹的爆炸威力,相当于1000吨黄色炸药,每隔3或10秒钟爆炸一颗。10天之内可使飞船加速到1万千米的速度,由于速度效应,280年可以到达天狼星附近。

英国星际航行协会1973年1月,成立以阿兰·邦德为首的科学家小组,他们在“代达罗斯”研究性计划中,设计了“代达罗斯”号自动飞船,用来飞往离地球6光年的巴纳德星。由两级组成的飞船,均采用核脉冲推进。飞船总长200米,初始质量5.4万吨,其中两级的核燃料分别为4.6万吨和4000吨。

用氢的同位素氖和氦的同位素氦-3作燃料,让它们在-270℃的低温下混合,并制成直径为2至4厘米的小球。动力装置工作时,将一颗燃料小球射入发动机燃烧室。同时,几十个电子束发生器发出高能电子束,一齐轰击核燃料小球,使温度升至上千万度,氖和氦-3发生核聚变反应产生巨大的能量,推动飞船前进。如果每秒钟燃烧250颗小球,即核脉冲率达250次每秒,则推力可近似于连续。

第一级工作205年后与第二级分离。第二级接着工作1.76年,使飞船速度达到3.6万千米每秒。由于速度效应,大约50多年可飞到巴纳德星。在接近巴纳德星的前几年,放出探测器,对巴纳德星、它的行星及其卫星进行探测。从飞船发射时算起,大约60年后可收到“代达罗斯”号飞船的探测信息。

20世纪80年代初,弗里曼·迪森提出用微波帆来推动宇宙飞船。1984年,罗伯特·福瓦特以此设计了“星束”号宇宙飞船,它有一张直径达14米的圆形网帆,它由极细的铝丝织成,重量只有20克。在网帆上有10万亿个铝丝交叉点,每个交叉点就是一个微电子线路,它们既是计算机的元件,又可感光,具有微型针孔照相机的功能。

一座围绕地球运行的太阳能卫星电站,将电能转变为微波。在卫星与“星束”号飞船之间,设一面菲涅耳透镜,将卫星发来的微波,聚焦到飞船的帆上,开启10万亿个微电子线路,调节网帆的导电率,使帆对微波束的反射能量达到最大值,作用在网帆上的微波束的光子压力,使飞船加速。通过科学计算表明,20千兆瓦的微波束,可使飞船获得155克的加速度值,在六七天内达到1/5的光速,即6万千米每秒。由于速度效应,约20年可到达比邻星。如微波束加速的时间延长,则到达的时间还可缩短。

在飞行过程中,飞船上的超大规模集成块会自动使用网帆中的导线,作为微波天线去收集微波束的能量,然后像人眼视网膜上的光感受器一样,自动分析目标星的光谱信息,并以25张每秒的速度拍照,再通过网帆作定向天线,将探测到的信息发回地球。

激光动力飞船由于太阳能卫星电站的电能,既可以变成微波束也可以变成激光束,而且激光束比微波束发散性更小。为此,罗伯特·福瓦特于20世纪80年代末以激光束代替微波束,设计了“星集”号飞船。它由3个同轴环组成,外层为加速级,直径1000千米,中间为交会级,直径320千米,内层为返回级,直径100千米。飞船上的帆用铝膜制成,膜厚16毫微米,直径3.6千米,重约五吨。将激光束聚焦到帆上的菲涅耳透镜,直径1000千米,设在土星和天王星之间绕太阳飞行的轨道上。铝膜薄帆能反射82%的光能,让4.5%的光透过,吸收13.5%。计算表明,65千兆瓦的激光束,可使飞船获得4%的地球重力加速度值,连续加速3年,飞船可达到11%的光速,约40年可到达比邻星。

如果将激光的功率增大到43000×1012瓦,那么则可使飞船以l/3克加速,16年飞行0.4光年的距离,速度达到50%的光速。由于速度效应,20年可到达距我们10.8光年的EE星系。在离EE星0.4光年距离时,外层移位,将激光束反射到交会级上,由于作用方向相反,经1.6年减速,就可以较低速度在某颗行星上着陆,或低速飞行进行考察。全部航行时间23.2年。如果飞船在那里探测5年,然后将返回级分离出来,交会级将反射面朝向太阳系,飞船就会加速返回地球,来回时间为51年。

光子火箭推进20世纪50年代初桑格尔设想的由光子火箭推动的宇宙飞船,分三部分。最前面是供宇航员工作和生活的座舱。中间部分是燃料贮箱。最后面是动力部分,它的主要部件是巨大的凹面反射镜,面积达几十平方米。光子发生器在反射镜的焦点上,推动飞船高速前进。

那么,光子从哪里来呢?物质是由原子构成的,原子是由质子、中子组成的原子核和核外电子构成的,不同物质只是质子、中子和电子的数目不同,如氢原子核为一个质子,核外一个电子;氦核为两个质子、两个中子,核外两个电子等等。质子、中子和电子等粒子,统称为亚原子粒子。三四十年代,科学家发现,每一种亚原子粒子都有与它对应的反粒子存在,如反质子、反中子和反电子等等。正粒子组成正物质,就是我们日常接触的各种物质,反粒子组成反物质。不过,迄今在宇宙中没有找到天然的反物质,只能在高能核物理实验室制造出几种粒子。

科学家们相信在宇宙大爆炸初期,由能量创造物质时,正物质与反物质是成对出现的。与此过程相反,正物质与反物质相遇时,会双双消失(科学上叫湮灭)放出光子,同时放出锁闭在物质中的能量。桑格尔的光子火箭,设想用质子和反质子即氢与反氢湮灭来产生光子。

反物质推进人类不仅可以利用正反物质湮灭产生的光子来作宇宙飞船的动力,而且可以利用它释放出来的巨大能量来推动宇宙飞船。据计算表明,只要用9千克正反氢湮灭产生的能量,来加热4吨液氢,可把1吨重的宇宙飞船以10%光速的速度送往比邻星。因为正反物质湮灭,能100%地将物质转换成能量,而核裂变只有0.1%,核聚变也只有0.7%。正在研制的由反物质衍生的火箭燃料,冲比可达5~10万秒,这比普通火箭燃料高5~50倍。

美国人罗伯特·佩奇设想了一种反物质推进的星系际飞船,用500万年飞向离银河系最近的仙女座中的大漩涡星系。这需要10万代人的生命延续。为了保证人口质量和文化稳定(最主要的要记住从哪里来,到哪里去),需要几个种族的好几千万人同行,这就是一整个社会。因此,这艘飞船必须能提供几千亿平方米的表面积,供居住、生活和工作。飞船的质量在500亿吨以上,加上几乎同样质量的反物质(如磁悬浮状态下存贮的反铁),总质量在1000亿吨左右。其中人员和几亿吨物质只占1%。建造飞船和合成反物质,需要好几千年的时间。为了避免飞船工作时辐射出来的能量(相当全世界核武器的总能量)伤害人类,飞船应在冥王星以外的轨道上建造与组装。

飞船用所载的反物质和本身的结构材料湮灭的能量启航和加速,同时为生活、交通、工农业、商业和学校等社会功能机构提供能源。在加速500年后,达到0.2%的光速,2万年后达到8.8%的光速,4万年后达到25%的光速,5万年后停止加速时,达到40%的光速,这时飞船90%的质量已转变为能量而消耗掉,而人口则增加到10亿。飞船已飞出了银河系。5万年加速时间似乎很长,但它只是整个航行时间的1%,就像100千米行程的汽车,用1分钟加速到60千米\小时一样。

在巡航期间,为了使飞船保持足够的热量,同时能容纳足够数量的城镇和电子、通讯、交通等系统,需要花几千年的时间,将飞船改造成卷席形。

在离目的地4万年航程时开始减速,到达目的地后,飞船原始质量的9%又被转换成了能量,人口则增加到50亿。

星际冲压飞船1克加速航行用什么能源产生动力,始终是宇宙航行的主要问题,这既关系到飞船的速度,也关系到飞船的质量。最有利的办法,当然是直接从太空获取高性能的能源材料。

氢是宇宙中普通存在的物质。在广阔的宇宙空间,虽然是高度真空,但仍然有氢分子和氢原子存在。在太阳周围的空间比较稀少,每立方厘米只有0.1个氢原子,在星际分子云中多一些,每立方厘米达4万个左右。当然,这比起地球大气来是非常稀薄的,每立方厘米的地球大气含有4万兆个氮和氧分子。

科学家们设想,在已有相当速度的宇宙飞船上,安装一个巨大漏斗形氢采集器,让它在前进过程中,把太空中的氢收集起来,然后让它进行聚变反应,用所产生的能量使飞船加速。1克氢原子聚变可产生6300亿焦耳的能量,是烟煤能量的2000万倍。由于这种飞船与冲压喷气飞机相似,所以称为星际冲压飞船。假如星际冲压飞船的初速度为16.7千米1钞,为了每秒钟收集到0.5克氢,氢采集器的直径必须在几百千米以上。

从增大速度,赢得时间来说,当然是加速度愈大愈好,但加速度过大,超重会影响人的身心健康。那么,多大的加速度合适呢?

人类长期在地球表面上生活,已习惯于承受地球重力,即1克重力加速度。如果星际冲压飞船以1克加速飞行,人在飞船上生活和工作,既不会有超重,也不会有失重,与在地球表面上一样。

1克加速,速度增加是很快的,2年(地球上3.8年)可达到97%的光速,飞过2.91光年的距离。如果是到11.8光年的天苍五(金鱼座星)去考察,则在飞过航程中点以后,将飞船调转180度,就会以1克减速飞行,最后以较低速度到达,考察1年后以同样的程序返回,来回约七八年(地球上20多年)。如是在宇宙中周游,飞船连续加速,12年飞出银河系;14年飞过仙女座星系;20年飞过100亿光年的距离。如果宇宙是球形的,周长900亿光年,则飞船已经绕了宇宙1/9圈。由于飞船的速度已非常接近光速,速度效应非常显著,只要1~2年的时间就可飞过剩下的8/9圈,而回到地球。当然,地球上已过了900亿年时间。

宇宙新发现

宇宙中还有另外的地球

有天文学家在1999年7月1日出版的著名科学杂志《自然》中称,在遥远的宇宙边缘,存在着一些不为人知的与地球环境相似的行星,它们被称为“失落的世界”。

科学家们相信,这些行星在太阳系形成初期被摒出太阳系,从而成为宇宙中的游魂野鬼。它们那里的气候暖和而且湿度充足,足以维持生命的存在。

美国加利福尼亚州技术学院行星科学家史蒂文森表示,尽管这些地球的“孪生兄弟”没有像太阳那样的恒星为它们提供热力,但它们的表面很可能有厚厚的氢气层,氢气层中蕴藏着由行星天然放射作用所发出的热量,并使这些微热得以长期保存。

史蒂文森说,这些“被逐者”从太阳系形成过程中所获取的热能,即使经过几百亿年也不会冷却。

史蒂文森强调,科学家们的这一新发现并不是简单的推想,而是有一套完整的理论体系。早在数十年前,天文学家们就认为星际空间存在“被逐”的天体,这些天体是太阳系产生时的“副产品”。

在太阳系形成时期,与地球质量大致相同的天体被认为往两种方向发展,一是撞入像木星那样的大行星,二是被更大的行星的万有引力弹射入太空。

史蒂文森关注的是那些被大行星的万有引力拉入太空的天体,这些天体是在数百万年前被摒出太阳系的,也就是在太阳系于大约45亿年前合并之后。

因为在太阳系形成过程中的那一阶段,太空中很可能充满了氢。因此,被释放的行星就可能被氢包围,从而使它们能保留大致与地表相同的温度,甚至使它们也有海洋存在。

如果没有阳光,像地球这样的行星内部的放射活动就会使温度只上升到绝对零度之上一点,但是厚厚的氢气层却能防止内热逃逸,从而使被“放逐”的行星保持温暖舒适。

液态的水被认为是与地球生命类似的生物存在所应有的条件,但不是绝对条件。史蒂文森说,那些“被逐”天体上面也可能有火山及闪电,从而使其表面温度可以维持生命,并维持生命长久存在。此外,在这些行星的大气层中,除氢以外还很可能含有甲烷和阿摩尼亚。这一切与40亿年前地球开始有生命的环境相似。

不过,史蒂文森指出,由于这些星球获得的能量只等于地球的1/5000,因此就算有生物存在,它们也是较为低等的。

史蒂文森这样描绘这些星球上的景象:“那里并不完全是冰冷黑暗的世界,频繁的火山爆发所喷出的红色岩浆使整个大地呈暗红色,而天空中则布满氢云,你在这里可能看不到美丽的星空。”

“失落的世界”理论问世后,引起了极大的争议,因为史蒂文森的论点目前基本上不能得到证实。那些遥远的孤星如果存在的话,也只能发出极少的放射热能或无线电波,以目前的技术而言,地球上的科学家根本无法观察到它们。

地球还有第二个月亮

英国天文学家目前发现有第二个月亮正在围绕地球运行,这月亮虽近800年才围绕地球一圈,但对研究太阳系星体有极大帮助。

月亮是环绕地球轨道运行的天体。英国天文学家指出,第二个月亮是一个名为“Cruithne”的星,它原是一颗在太空飞行的小行星,因受到地球和太阳的引力吸引而进入地球轨道,成为另一颗地球卫星。“Cruithne”直径只有3千米,其轨迹呈偏心圆型,每770年环绕地球一圈,预计能最少运行5000年。天文学家称,他们早已知道“Cruithne”的存在,但近期才发现它原来是环绕地球而行,而这发现有助天文学家以数学方法将太阳系星体的运行归类,以及研究小行星撞向地球的可能性。

神秘天体绕太阳运行

英美科学家们惊奇地发现,已飞行很久的“先锋10号”宇宙探测器竟给他们带来一个令人振奋的消息:一个新的天体正围绕太阳运行。

观测者们还没有见到这一天体,但他们坚信它的存在,因为“先锋10号”的轨道因它发生了变化!

如果这一发现属实,那它将成为因重力这惟一原因而被发现的太阳系中的第二颗行星。第一次是1846年海王星的发现:科学家在1787年发现了天王星,后来发现天王星的轨道上分异常,从而发现了对其具有引力的海王星。

这颗新星是由英美天文学家组成的小组发现的,它很可能就是所谓的“Kuiper带”天体。而“先锋10号”的轨道数据则来自于美国宇航局“深度空间”网络,这一网络由一系列大型射电望远镜构成,目的是为了观测太空深远处的情况。

早在1992年12月8日,那时“先锋10号”已飞离地球84亿千米,该天文小组就发现探测器的飞行轨道出现偏差,他们一直在研究这一现象,希望找出原因。直到最近,在经过多种方法分析研究“先锋10号”发回的数据后,他们才肯定了自己的推论:即太阳系又有了新成员。

在几个星期的时间里,他们力图计算出此天体可能达到的最远距离以及具体位置。他们初步预计,此大体是在撞上一个大行星后而被抛到太阳系边际的。该天文小组的一位英国博士称:“我们对这一发现欣喜若狂,它真是天文学上一个极好的标志性事件!”

据称,这一天体可能是在茫茫宇宙中已知的数百个围绕太阳运行的天体中的一个,它们大都是由冰及岩石构成,且远在冥王星之外。这些天体在行星大家族中属于小字辈,直径仅有几百千米,但天文学家相信,有几百万个这种小行星在围绕太阳运行,并形成一条庞大的“星带”。1992年,天文学家发现了第一个这类天体。

1972年3月,“先锋10号”被发射升空,它是第一个要穿过火星及木星间小行星带飞向更远太空的探测器。但天文学家无法知道,它是否能安全闯过这一地段。

“先锋10号”也是第一个到达气体行星——木星的探测器。随后,它又成功飞离太阳的行星系统。虽然它还未进入星际领域,但这已开了太空探测器的先河。

在“先锋10号”飞了25年后,虽然它仍在发回信息,1997年美国宇航局还是暂停了对它的监控。

今年早些时候,科学家突然发现,一股神秘的力量作用于这个“老太空旅客”,但一时又无法找到原因,后来这股力量竟将它向一个方向推移。

据悉,“先锋10号”将在200万年后到达金牛座星群。

华裔科学家再战相对论

2000年5月底,《纽约时报》抢先报道了一条令科学界为之震惊的消息:华裔科学家王利军和他的同事成功地打破光速极限,在实验室把光的速度提高了300倍。如果这一发现得到确认,它意味着爱因斯坦的“相对论”将被彻底推翻。但6月8日,王利军又专门出面澄清,所谓“比光速快300倍”的研究,其实只是传媒在没向他证实就发表了错误理解。

然而,最新一期的《自然》杂志上刊载了王利军等3位科学家最新的研究成果,首次证明了世界上有比光速还快的东西。这项研究由美国普林斯顿大学的物理学家王利军、亚历山大·库兹米奇及阿瑟·道格鲁共同进行,并发表在最新一期的科学期刊《自然》上。王利军表示:“我们的研究显示,没有什么东西能比光速快的观念是错误的。”

这项研究成果目前并没有任何实际上的应用,但却让光学物理学界大为振奋,加州柏克莱分校的物理学家雷蒙·赵表示,这是一项科学大突破,以前大家都认为比光速快是不可能的,不过事实证明了没有什么是不可能的,要试后才知道。

在约二个世纪前,爱国斯坦提出真空中前进的光速是全宇宙最快的速度。普林斯顿大学的研究成果在未来可应用于研制超速电脑上。

事实上,除王利军等主流科学家正在挑战爱因斯坦外,一些“地下科学家”也在联手攻击“相对论神庙”。依照这些科学家的说法,相对论不仅是错误的,而且是对常识的侮辱,而相对论的提出者阿尔伯特·爱因斯坦则有欺世盗名之嫌。

一个名叫“现代物理学如何骗人”的网站贴出了大量反对从相对论到德国物理学家海森堡的“不确定原理”的文章。另一个网站上发表了自称为偶像破坏者的斯蒂凡·马里诺夫的文章,由于权威的《自然》杂志拒绝刊登他反对相对论的证据,这位奥地利的物理学家竟威胁要到英国驻奥地利大使馆门前自杀。

事实上,反相对论运动自爱因斯坦于1905年就相对论发表第一篇论文的那天起就开始了,更多的科学家后来也加入到了反爱因斯坦的阵营中。

冥王星是不是块冰

近日,美国罗斯地球及太空中心的科学家提出新理论,认为太阳系中离太阳最远的冥王星其实不是行星,而只是一块巨大的冰,应将其“废掉”。

据这个刚成立一年,隶属纽约美国自然历史博物馆的机构称,在海王星外是一条冰雪形成的管星带,这其中就包括冥王星。不过大部分天文学家认为,除非有确实证据,否则冥王星将仍被视为太阳系第九大行星。

事实上冥王星一直都跟其他八大行星有所区别,它较像管星,其公转轨道比其他行星多倾斜了17度。在1930年刚发现它时,科学家认为它的体积一如地球,但现在发现它的宽度只有2273千米,比月球还小。

1992年,天文学家在海王星外发现由数以百计的冰和石组成的辇星,将之称为凯珀带,其中约有70颗分星与冥王星的公转轨道相近。

罗斯中心称,由于对行星没有一致的诠释,故应把太阳系分为太阳与5类物体:像金星、水星、地球和火星这种由高密度石质形成的细小行星;在火星与木星之间由碎石和铁形成的小行星带;巨大的气体星球如土星、木星、天王星、海王星;奥尔特星云和凯珀带。至于冥王星,罗斯中心认为它应是凯珀带的一分子。

该中心说,过去也有行星被“废”的先例,如1801年被称为行星的谷神星,后来就被重划为小行星,因为它的宽度只有933千米。

反对“废”掉冥王星的天文学家说,谷神星的行星地位只享用了1年,冥王星却享用70多年,况且“废”谷神星是获天文学界一致同意的。但也有天文学家赞赏罗斯中心的勇气,认为它比其他天文学家走前了一步。

“哈勃”望远镜发现超级巨型黑洞

“哈勃”望远镜自1990年由“发现号”航天飞机释放到地球大气层外太空以来,它已为人类立下了不少功劳,它已拍摄了上千万幅照片。由于初期设计上的误差,“哈勃”曾患“近视病”,聚焦不佳,图像清晰度不够,后来(1996年)经过修复,功能大大提高,图像清晰度也有所改善。修复后的“哈勃”在前段时间拍到了宇宙深穹中清晰的类星体照片,并且还拍到了在太阳系边缘处的隐形生命体——人类形像的气状生命体照片,这是十分了不起的一项功劳。因为这类照片可以作为E.T研究中认为宇宙中存在高能高智隐形生命体的证据。

最近,“哈勃”望远镜再立新功,它又发现了超黑洞的存在和发现新的绚丽璀璨的新星体。这给天文界带来了新的喜讯。

1997年2月,美国“发现”号航天飞机上的两名宇航员通过太空行走,为“哈勃”太空望远镜加了近红外照相和多目标分光仪、太空望远镜图像摄谱仪等11件总值3亿美元的新设备。这些新设备对12日公布的新发现起到了至关重要的作用。

例如,由于通过红外光线观察,新安装的近红外照相和多目标分光仪要比通过可见光观察的其他望远镜更为优越。它可以穿透星际尘埃,“看到”著名的猎户座星云。在这个星云里,正在孕育大量新星体。近红外照相和多目标分光仪拍下的猎户座星云照片显示,无数绚烂夺目、奇形怪状的物质从一些正在形成中的巨大星体“新生命”中喷射而出。

科学家们还通过近红外照相和多目标分光仪观察了另一个距地球3000光年的星云。在那个星云里,有一颗“垂死”的恒星,不断地爆发出气体和尘埃。安装近红外照相和多目标分光仪的主管科学家罗杰·汤普森说:“通过‘哈勃’拍摄的图像,我们得以了解星体从诞生到死亡的一系列景象。”

另一个新设备——太空望远镜图像摄谱仪也立下了大功,在处女座发现了一个至少是太阳质量3亿倍的大黑洞。由于黑洞会将周围的任何东西——包括光线本身都吸进去,故我们通常并不能拍下黑洞本身的照片。但是,太空望远镜图像摄谱仪通过分析光谱不同部分代表的不同物质,展现了以很快的速度围绕黑洞旋转的物质的Z型光谱曲线,这种曲线是黑洞存在的重要证据。自1990年由“发现”号航天飞机释放到太空中以来,“哈勃”为期15年的设计寿命已过大半。但经修复更新后的“哈勃”以更卓越的功能正在为人类掀开宇宙层层神秘的面纱!今后按计划通过定期更新功能,哈勃一定会给人类带来更多的福音和惊奇!

并且,美国科学家目前正在研制性能更高的新的太空望远镜,以进一步揭示宇宙之谜。

黑洞新发现

英国剑桥天文研究所一个小组最近利用电脑,模拟黑洞“吞噬”物质的情形,赫然发现黑洞原来也有“饱到呕”的时候,并非如原先估计的那般“贪婪”。

这项发现叫人对黑洞的“成长”过程产生不少疑问。小组负责人普林格尔博士说:“天文学家一般假设黑洞透过吸入物质不断扩大。那表示在银河系的演变过程中,中央黑洞会以极快速度扩张,我们在探索太空时,理应可看到这个过程。”

不过,天文学家却找不到物质被慢慢吸入黑洞继而燃烧发光的现象。电脑模拟过程显示,物质在浮向黑洞之后,随即被“吐”了出来。

银河系的中心隐藏一个超巨型的黑洞,它拥有极大的万有引力能吸吮光线。

天文学家在最近出版的英国《自然》科学周刊中报道,这个名为“人马座A*”的黑洞,距离地球26000光年,亦即我们的银河系旋转的位置。天文学家早就怀疑有这黑洞存在,原因是在黑洞周围旋转的气团及宇宙尘中,排放出微弱的辐射,不过,天文学家却是到了现在才找到证据,证明确实存在黑洞现象。

洛杉矶加州大学物理及天文学系一组专家利用全球其中一个最大型望远镜——夏威夷的10米长凯克望远镜,发现在“人马座A”黑洞近距离轨道运行的3颗星体,在黑洞的万有引力影响下加速。3颗星体目前以接近地球环绕太阳轨道的速度,在“人马座A”周围劲飞,显示星体是受到一股巨型质量的物体拉动,科学家估计,这物体的质量是太阳的260万倍。

美国人发现了两颗可能有生命的行星在运行

在探测宇宙奥秘过程中,寻找外星生命(SETI)是重要的研究内容之一。多年来,美国、俄罗斯等先进国家在此项工作上投入很大的人力和物力。其中美国付出的经费最为庞大,采用强功率多频道的无线电对外太空进行扫描;同时还发出宇宙飞船,试图在太空中发现生命的存在。其他国家也发射不少探测器去外星,试图找到生命的蛛丝马迹。

经过多年的搜寻,美国天文学家在广阔无垠的茫茫宇宙中发现了两颗生命新大陆——生命星球。这两颗星上有水存在,温度适宜,有很大可能存在生命。这一消息是美国费城州立大学的杰弗里·马希博士和同事布特勒公布的。这一新的发现轰动了全美国,也震惊了世界。

大熊座47号恒星有行星围绕运行

第一颗行星围绕着著名的大熊星座47号恒星运转,离北斗七星有3218538亿千米,体积是我们太阳系最大行星——木星的2倍。它的构成也像木星一样,绝大多数是有毒气体,如氢气、硫化物、氨气和甲烷等,猛烈喷射出的气流不停地以每小时几百英里的速度吹过,有时还会形成巨大的飓风,持续几百年,这些飓风不停地运转、盘旋,足以吞进整个地球。在这荒凉的天外世界,如果任何一处有固体表面的话,那么它就会被几千英里厚的大气层覆盖着、压迫着,甚至比地球上最深的海底所承受的压力还要大千百倍,任何固体表层最终将会被压碎。

室女座处女70号恒星有行星运行

马希的报告还透露出,发现的第二颗行星是围绕室女星座中处女70号恒星运转,它可能并不引人注目,因为它的质量比木星的质量还要大6倍,那里的气候条件甚至更加奇特。

两颗新发现的行星上,很可能是一片广阔沉寂的世界。尽管如此,当杰弗里·马希和保罗·布特勒宣布他们的发现时,几乎整个理论界都为之震惊了。大多数天文学家都投入到这一新发现中去,并努力去验证和发展那些已得出的确凿事实。多年来,天文学家们不停顿地进行探索和研究,用大功率的射电望远镜在太空中搜寻,并记录了10多年的来自遥远天际的无线电信号。这些微弱的信号总是在接受器上发出噼噼啪啪的响声,天文学家们对天外生命出现的各种可能,进行过无休止的推断和探讨。但在此前,没有一人找到确凿证据来表明,茫茫宇宙间,除了地球人类的文明和生活方式之外,还会有生命存在。

其实,这并非说两颗行星上肯定会存在像我们人类一样的生命。即使这遥远的天外世界有生物居住的话,那他们必然是一种异乎寻常、稀奇古怪的生命。他们从生到死,代代相传,一直浮悬在半空,很可能根本就没有接触过地面,要解开这些谜,用今天的技术根本不可能。因此,对待地外生命不应以地球上的概念往上套。

1000光年外藏着外星人吗

美国两名科技界大亨近日捐赠1200多万美元给美国“寻找外星智慧研究所”,建立一个迄今为止最大型最先进的接收外太空信号的系统。这个系统的天线比现有的仪器精良200倍,可以帮助人类探测外太空的信息,希望有朝一日能够揭开外星人的神秘面纱。

47岁的保罗·艾伦是微软创办人之一,40岁的内森·米尔沃尔德则是微软技术部门的前任主管。为了支持外星人探索计划,搜集外星信号,两人最近分别向“寻找外星智慧研究所”捐赠了1115万美元及100万美元,建立一个名为“艾伦电子望远镜集群”的系统。

天文学家们计划在2平方千米的范围内建立500~1000个巨大的碟形天线系统来探测搜集外星人的信号,并把这些天线与目前最先进的计算机相连接,以便对信号进行分析。这1平方千米的范围将是“无线电静止区域”,人们不被允许在这里使用移动电话、电视、广播以及其他无线装置,因为它们发出的信号可能影响对外星信号的探测。“艾伦电子望远镜集群”将坐落在圣弗兰西斯克北部400千米,距加利福尼亚大学哈特克里克天文台3千米,计划于2015年完成。新的电子天文望远镜可以365天不间断地运作,不间断地接收来自外太空的信息。

科学家们希望能利用新的天文望远镜系统探测到外星人的电视、广播以及无线电发射信号。美国“寻找外星智慧研究所”研究员吉尔·塔特称:“我们将利用新型天文望远镜探测1000光年以外的星球。”美国“寻找外星智慧研究所”现有的天文望远镜只能探测几百光年远的星球。

美国“寻找外星智慧研究所”于1995年开始“凤凰计划”,通过大型电子天文望远镜,探测接收外太空的“声音”,包括背景辐射、星体发出的电波以及其他杂音。科学家再将这些信号通过电脑分析,希望从中可以发现外星传来的信息。这些电子望远镜直径为40~300米不等,是世界上最大最先进的电子望远镜。天文学家选择了1000个如太阳系般的星体,进行信号搜集工作。到1999年,“凤凰计划”已经探测过500多个目标星体,虽然仍没有发现明显的外星智慧讯息,但科学家们仍在坚持不懈地工作,希望总有一天能发现外星的文明。

最近几个月,科学家们宣布在远太阳系发现40多个行星,再一次把人类寻找外星人的计划推向高潮,虽然这些行星大部分都非常大,而且它们的温度也非常高,不可能有生命存在,但科学家们表示,也可能存在小的、像地球一样的行星。除了探测外星生命的信息以外,“艾伦电子望远镜集群”还将寻找100~120亿年前第一次出现星体和星系时宇宙大爆炸的微弱痕迹,正是当时爆炸物质的聚集形成了目前的宇宙排列。科学家还可以通过这个新型电子天文望远镜来追寻可能与地球发生碰撞的小行星和彗星的行动轨迹。英国著名的天文学家皮特·威尔金森表示,通过新型天文望远镜的探测,可以使人类想办法保护地球免受一些碰撞。

“天外”存在生命行星

据《星期日泰晤士报》最近报道,美国天文学家首次发现另外一个拥有与地球同样大小的行星的恒星系,这一发现可能成为支持生命存在的证据。

美国塞蒂外星情报研究所近年来一直与美国国家航空航天局及英国约德莱尔·班克天文台进行寻找外星生命的观测和研究。

观测显示,这个可能支持生命存在的代号为CM“德拉科尼斯”恒星系拥有两颗行星,而且行星运行的轨道与恒星的距离非常近,足以保证液态水的存在。这意味着,在这些行星上可能已有进化生命的存在。

在CM“德拉科尼斯”星系中有两个小的、暗红色恒星,星系中的行星则同时围绕两颗恒星旋转。这种“二元”星系将导致日夜长短以及气候条件的不断变化。

领导这项研究的研究员劳伦斯·道尔表示,目前还不能确定“候选行星”的精确尺寸,但它们的直径可能达到16900千米。相比之下,地球的直径约为12900千米。

塞蒂研究所所长吉尔·塔特博士称,道尔的观测结果是宇宙中存在与地球相似的行星的有力证据。

火星发现水的迹象——火星有水就有生命

2000年6月21日,世界各大媒体都报道,美国航天局的科学家相信,他们已经找到火星有水的迹象。

对于火星是否存在过或依然存在生命,一直是科学家争论的问题,而生命的存在首先要有水,因此确定火星是否过去有过水或仍然有水,就是人们普遍关心的问题。科学家发现火星上的马利内利斯山谷长6000多千米,在照片上显示的是一个从左向右的黑痕,很像一个巨大的伤痕。马利内利斯山谷底部要比火星平均水平面低几千米,大气压力较高些,可能有盐分很高的水在地表下面甚至火星表面存在。

科学家认为,他们发现了盐分很大的水从马利内利斯山谷谷底渗出的迹象,而且估计这种渗出是季节性的,而且不是总有,因为他们不是在每张照片上都发现这种渗出。如果这一发现得到证实,它将成为火星探索的一个转折点。一方面,它还会再一次引发火星是否存在过和依然存在生命的争论;另一方面,今后科学家必然会更加注意研究火星比较潮湿的峡谷底部地面,在那里寻找生命可能存在甚至依然存在的证据。此外,这一发现也会促进美国国会对火星探索计划增加拨款,美国航天局在去年连续两次发射火星探测器失败后,在美国国会造成不良影响,这次发现为航天局挽回了不少面子。

火星的大小只有地球的1/10,白天和夜间的温度相差很大,白天温度为20℃,而夜间则为零下150℃。它的大气稀薄大部分是二氧化碳,基本不含氧气。

美国航空航天局的科学家称他们已经找到火星上有水的有力证据。一天后,科学家们公布了更为惊人的发现——火星上不仅有水,而且可能有液态水。如果这一发现能被最终证实,它将标志着人类对这颗红色行星的探索有了根本性的突破。

科学家们当天向新闻界公布了认为火星上有水的证据:在“火星环球探测者”航天器过去一年内发回的6万多幅火星照片中,有200多张显示了水流流过陨石坑造成的沟纹。人们从照片上可以清楚地看到火星上深深的水沟、蜿蜒的河道和乱石堆积成的三角洲。“火星环球探测者”并没有直接探测到水,但是根据地球表面的结构来推测,这些痕迹就是火星地下水渗透到地面所形成的。

如果真是这样,火星上存在液态水的可能性极大。

这一发现让科学家们惊喜不已,因为长期以来,科学家们相信即使火星上有水,也只能以冰的形式存在,原因是火星的大气层非常稀薄,那里的平均气温在零下53℃。另外,科学家们目前找到的大量显示火星有水的迹象都表明,火星上十几亿年前存在过水。

法国专家最近表示,美国宇航局的新发现证明火星上很可能有水,这也意味着火星上可能有生命存在。

太阳系外又发现9颗新行星

据《北京晚报》2000年8月8日报道,正在英国曼彻斯特举行的国际天文联合会昨天宣布,天文学家又发现了太阳系外的9颗新行星,其中包括一个在地球“后院”发现的木星大小的巨大行星。至此,科学家们在一周内宣布发现的新行星数目已达10颗。

与会的科学家表示,他们对发现具有人类生存条件的其他地球类行星有信心。他们认为宇宙中肯定存在温度合适、水不结冰也不蒸发而保持液体的行星。在过去的5年间,科学家们已发现了50颗其他星系的行星。

又一个太阳系被发现

天文学家最近宣布,他们首次看见地球所属的太阳系以外有一个行星的影子掠过其恒星,直接证明太阳系外确实有行星的存在。

华盛顿卡内基研究所的巴特勒说:“这事非同小可。这是一种直接的发现,我们看见该行星在恒星上的影子。”

巴特勒、马西和加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的沃格特在11月5日发现了一颗行星投射到一个叫HD09458的恒星上的影子。该恒星位于飞马座,距离地球约150光年,它的年龄和大小跟地球大概是一致的。而这个目前还未取名的行星大约是地球的18倍大,表面温度高达2000℃。它围绕恒星公转的速度大约是地球日3.5天,而运行轨道则比地球离太阳运行的轨道近20倍。

这些天文学家于是通知纳什维尔的田纳西大学的亨利。亨利在亚利桑那州南部巴塔哥尼亚高原的菲尔博恩天文台管理几台望远镜,他在1月7日利用一台自动望远镜,观察该恒星。马西和巴特勒预测该行星将在某天从该恒星和地球之间穿过。这几位天文学家希望该行星会按照从地球透视的轨道掠过该恒星。

自1995年首次发现第一个天外行星以来,天文学家先后发现了地球太阳系以外的28个行星。不过,所有这些行星的存在都是从它们对其恒星非常微弱的晃动中推断出来的,这些晃动假定是由行星环绕恒星运行引起的万有引力所致。这种技术由巴特勒和加利福尼亚大学伯克利分校的马西发明,并采用它确定了假定存在行星中的20个。

类地行星有环吗

1610年,著名科学家伽利略在宇宙中发现了一个色彩美丽、排列匀称的光环,但并没有引起他的注意。直到1659年,荷兰科学家才证实那个光环是土星的光环。1979年,行星探测器飞近土星发现,土星环由上千个环组成,由土星云层顶部一直延伸到32万公里处。后来科学家们发现,在85万公里以外还有一些外环。

很长一段时间内,人们都认为只有土星有环围绕,但是到了1977年,科学家们发现天王星也有9个细环围绕,1986年又观测到1个环,这样天王星共有20个环。1979年3月,科学家发现木星也有虽暗但却清晰可见的环。它们是由一个较明亮的窄环和一个扁环形的晕环组成的。1989年,“旅行者2号”宇宙探测器飞近海王星,发现了海王星也有5条围绕它的环,有的环是完整的,有的则是环的一部分——环弧。

太阳系内有四颗大行星有环围绕,这引起了中国天文学家的关注。很多人都在设想,太阳系的其它行星,包括人类居住的地球,是否都有环围绕呢?

1964年,前苏联曾将两个人造卫星关入围绕地球的椭圆形轨道,卫星上装备有陨石微粒记录器,测量结果表明靠近地球也有一个稳定的、相当稠密的尘埃组成的环。通过进一步观测查明,它们是地球外围的几个与赤道平面倾斜度不同的圆环,由极细的尘埃粒子构成。尘埃环的高度在23.5—400万公里之间。随着远离地球表面的距离的增加,尘埃粒子的数量显著减少。

关于其它类地行星是否也有环围绕,各国科学家们意见不一,但都停留在推测上,没有可靠的观测证据来证明。也许随着将来空间探测的进一步深入,宇宙会为我们提供一些新的信息,目前它还是一个无人能解的谜。

黑洞的秘密

关于黑洞的预言是法国著名数学家拉普拉斯于1789年提出的,他认为有一种天体,能够吸引所有物质,包括光线在内,看上去像一个黑漆漆的洞,也就是黑洞。

爱因斯坦的广义相对论公布之后,黑洞问题引起了科学家们的普遍关注。德国天文学家史瓦西利用广义相对论对黑洞进行了了新的研究,1939年,美国物理学家奥本海默也对黑洞进行研究,并肯定它的存在。

1965年,人们观测到一束来自白天鹅星座的X射线,科学家称它为“天鹅座X-1”,它是一个明亮的蓝色星体,它还有一颗看不见的伴星。科学家根据“天鹅座”发射出来的强射线,找到了编号为HDE226868的星体,它就是X射线的射线源。这是一个巨大无比的星体,质量为太阳的30倍,它围绕另一颗星高速运转。后经研究认为,X射线不是从HDE226868上发射的,这颗伴星质量是太阳的5至8倍,但看不到它的位置,这是黑洞发源地的可能性非常大。

本世纪70年代,美国物理学家惠勒推断出黑洞的构成极其简单,用不着压强、温度,也用不着谈它的化学组成,仅需一个物理量就足够了。

关于黑洞的形成原因,有人认为是由于恒星在其晚年,因燃料被消耗完,便在自身引力下开始坍缩。如果坍缩星体的质量超过太阳的3倍,那么,其坍缩的产物就成为黑洞。还有人认为当超新星爆发时,一部分坍毁的恒星便会变成黑洞。也有人认为,在宇宙发生大爆炸时,其产生的巨大力量把一些物质挤压得非常紧密,形成了“原生黑洞”。

直到今天,人类还没有真正找到黑洞,但基本上肯定了它的存在。人们推测,也许一些星团的中心就是黑洞,银河系中心也可能是一个质量巨大的黑洞。除了大黑洞之外,很可能还存在比小行星还要小的黑洞。甚至有人认为,地球本身也存在着黑洞。这种种说法虽然没有确切的科学根据,但有人提出,就有一定的道理,相信随着科学的发展,不久之后,人类就会解开黑洞之谜。