书城童书奇幻宇宙大探秘
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第17章 神秘的宇宙奇观(1)

在茫茫的宇宙中,充满了无数让人惊叹不巳的奇观。这些奇观有些是我们自身感官上的误差所造成,有些是我们还不了解的秘密。随着科学的发展,我们总会逐步地解释它们,但是谁造就了如此绚丽的奇观呢?这永远值得深思。

太阳会“死亡”吗

万物生长靠太阳,太阳是人类生命的源泉。没有太阳就不会有人类,这是人类的共识。科学家说太阳还能照耀50亿年。50亿年之后呢?如果没有太阳,人类还会存在吗?难道太阳熄灭之时就是人类的末日吗?我们想,就要看那时人类的生存智慧了。

太阳,每天赐给我们光明,并且从很远的地方给我们送来温暖。因为有了它,地球才充满生机。

太阳是银河系里离我们最近的恒星,这颗最近的恒星相距我们1.5亿千米。这样长的距离,如果是时速1400千米的超音速飞机,也要连续飞12年才能到达;如果乘坐时速200千米的高速列车,需要花86年时间,也就是说,一个婴儿坐上这趟列车的话,到达太阳时也只能安度晚年了;如果是步行,即使日夜兼程,也要走上4千年。光速是很快的,每秒即30万千米,可以绕地球7周半,但是光从太阳那里照射到地球也需要8分19秒。

如此遥远的太阳,对地球这颗行星来说却是远近适中的。如果近若金星,表面温度灼热惊人,海洋都会蒸发得滴水不剩;如果远如冥王星,只是一片冻僵的世界,无论如何也不可能成为现在的地球,不可能有生命的出现,不可能有生机盎然的世界。

地球每分钟在每平方厘米的土地上能得到太阳输送的2卡路里的太阳热量,对整个地球来说,每分钟太阳放出相当于燃烧4亿吨煤的热量。而这么多的热量,仅仅是地球表面得到的,它只占太阳辐射出总能量的二十二亿分之一,即使是这样,这些热量也比世界的发电量高出好几万倍。在盛夏季节,炽热的太阳还是令人望而生畏,人们会想方设法来避暑。

奥地利物理学家斯特凡总结出辐射和温度的关系,从而得知太阳表面温度达5500°C,太阳中心可高达1500万。C,真令人难以想象。英国天文学家金斯是这样说明高温的惊人程度的:如果在太阳中心取别针大小的一块放到地球上来,那么站在地球150千米远的人都不能幸免于难,他会被烧死。

这样炽热的天体简直像团燃烧的火球,然而是什么东西可以旷日持久地燃烧达50亿年呢?据科学家推测,太阳寿命约100亿年,现在正处于中年时期,也就是说太阳光照射了50亿年,并还将一如既往地照耀50亿年。

太阳是否存在伴星

自从科学家通过先计算后观测的方法发现海王星之后,也想用这种方法去发现太阳的附近有没有新的星球,因为唯有如此,天文学中的一些矛盾现象才可以得到合理的解释。到底有没有,能不能发现呢?太阳伴星是人们假设出来的一颗红矮星或棕矮星,距离太阳50000—100000个天文单位,并以复仇女神的名子来命名。

太阳可能存在伴星的理论最先由Richard.A.Mullei·提出,因他发现地球上出现大灭绝的时间是有周期性的,他提出每隔约2600万年有一次,试图去解释大灭绝的周期性。

该伴星推断其公转周期为2600万年,在经过奥尔特云带时,干扰了着星的轨道,使数以百万计的着星进人内太阳系,从而增加了与地球发生碰撞的机会。

现时,尚未有证据证明存在星,使得地球的周期性大灭绝原因受争论。Matese和Whitman则指出,周期性大灭绝的原因并不一定是太阳存在伴星,并提出可能是因为太阳系在银河系平面上下摆动,并会摄动奥尔特云,其影响与伴星存在的假设相似,140但其上下摆动周期仍有待观测。

在天文学上,一般把围绕一个公共重心互相作环绕运动的两颗恒星称为物理双星;把看起来靠得很近,实际上相距很远、互为独立(不作互相绕转运动)的两颗恒星称为光学双星。光学双星没有什么研究意义。物理双星是唯一能直接求得质量的恒星,是恒星世界中很普遍的现象。一般认为,双星和聚星(3—10多颗恒星组成的恒星系统)占恒星总数的一半多。太阳作为一颗较典型的恒星,它是否也有自己的伴侣一伴星呢?或者说,它是否也属于一种比较特殊的物理双星呢?近几年来,这是科学家非常关心的问题,这个问题是由地球上物种灭绝问题提出来的。

“宇宙元老”——矮星系

近年来,天文学家表示美国航空航天局在很短的时间内,在巨大古老的星系中观察到了很多以前不为人知的矮星系。尽管矮星系的天体在整个宇宙当中属于较小的天体,但是,矮星系在宇宙进化当中起到了至关重要的作用。天文学家称也许宇宙中最先形成的就是矮星系,而且是矮星系构成了大的星系。

迄今为止,矮星系是宇宙中最多的星系,天体也是宇宙中最多的,是它们组成了最基本的宇宙。宇宙进化的电脑模拟图也显示了宇宙中矮星的超高密度,就像此次观察到的矮星一样,在古老巨大的星系中矮星的数目也许比天文学家天文学家希金斯研究小组利用先进望远镜对整个后发座星系团宝瓶座矮星系进行了细致的研究,后发座星系团是一个巨大的由很多星系共同构成的集合体。它包括了数百个以前不熟悉的星系,跨度达到了20万光年。希金斯和他的研究人员利用精确的高科技望远镜采集的数据研究不同地域星系的数目对宇宙进化所产生的巨大影响。希金斯研究小组发现了大约3万个天体,这些天体的数目对于天文学家来说是非常有用的。

预想的要多得多。

有些天体和星系是位于后发座星系团中的,但是研究小组也认识到有些飞行物也是星系的一部分,但那不是星体。后研究小组利用在西班牙的威廉射电望远镜测量出了在这一区域内数百个星系之间的距离并且利用数据估计了哪些飞行物是属于星系的。天文学家发现了一个令人惊奇的现象,在后发座星系团中多出了许多天体,它们的大小和银河系中第二大的星系一样巨大。希金斯由此判断也许是1200—30000个矮星在后发座星系团里,而且很多都是以前没有发现的。希金斯表示,所有观察到的这些只是一小部分,最后的结果可能是矮星系的数目最少也有4000个。天文学家称现在之所以得到这些数据是由于人类利用现有的工具能够更有效地研究整个宇宙。现在由于天空比以前暗了许多,所以能利用红外线观测到更远更小的天体或者星系。希金斯在出席一个在夏威夷召开的天文学会议时指出,利用高科技望远镜,现在人类可以观察到以前受技术所限而观测不到的上千个星体。

希金斯还表示宇宙中的矮星也许不是最重要的研究对象,但是下一步的主要工作还是继续对矮星以及矮星系进行进一步的研究和探索。并且对后发座星系团中的奇怪现象也要继续深人调查,矮星在其中的作用和数目还不尽翔实。希金斯的研究小组准备利用一种分光镜测量法计算出后发座星系团中到底有多少小星体或者小星系是属于后发座的。

“小绿人”的波折

1967年,一位年轻的女天文学家贝尔,从天空中探测到了一种快速闪烁的射电波。这是人类第一次收到来自太空的信号,因此有一段时间,人们相信这种射电波来自太空中的智慧生物,科学家还给他们起了一个名字一“小绿人”。但科学家很快发现,这种射电波很有规律,每秒钟都不多不少地出现33次。这种没有变化、死板呆滞的信号,不可能是智慧生物发出的,“小绿人”很可能根本不存在。

1969年,科学家又意外接收到了类似的射电波,并确认它是从蟹状星云中发出的。而这个星云来自1054年的一次超新星爆发。会不会是爆炸之后留下的在星云的中心有一颗很小的中子星。

这颗中子星使1967年的疑问得到了解答。它每秒钟转33圈,每转一圈地球上就能收到一束辐射。由于它具有非常稳定的频率,科学家们又把它叫做脉·中星。

恒星演化到最后,究竟会成为中子星,还是塌陷成黑洞,其间的差别只是因为恒星质量的不同。脉冲星的发现,使黑洞的存在成为呼之欲出的事实,但要想让盲目乐观的人们面对现实,就必须先把黑洞找出来,给黑洞贴上标签。黑洞就像草地里的沼泽一样,不露痕迹地吞噬所有闯人者。天文学家的任务之一,就是在这些宇宙的沼泽边,贴上“此处危险”的警告。但是怎样才能找到这些穿着隐身衣的家伙呢?

既然黑洞不发出任何辐射、不抛出任何物质,用一般方式直接观测黑洞当然是不可能的。而且,黑洞的引力场对邻近区域的作用十分强大,周围的物质很快就会被吃得干干净净,不留给我们搜寻的线索。而在星际距离上,黑洞的引力并不比普通恒星更强,虽然它很想把恒星从遥远的地方拉过来饱餐一顿,却真的是可望而不可即。所以想通过星际间的引力作用,来观察黑洞也不现实。

但是黑洞也很狡猾,它会欺骗一些普通恒星签下契约,与自己构成一个双星系统,共同围绕一个引力中心转动。虽然普通恒星转动时该保持着警惕,但总有一些时候,会转到离黑洞非常近的地方。这可让“守株待兔”的黑洞找到了机会,它会把恒星上的物质一点一点地夺过去,并在边界周围形成一个物质盘,科学家称之为吸积盘。吸积盘的物质沿着螺旋轨道落人黑洞的过程中,会放射出“求救信号”,这就是X射线。X射线是可以探测到的,因此科学家认为,找到了宇宙中的X射线,或许就可以间接地证明“那里”有个黑洞。这有点像暴雨后洪水泛滥,人们已难以看清哪里有危险的深穴,但湍急的旋涡和冲人旋涡的流水声响,仍然能帮助我们准确地进行判断。

小行星会对地球造成灾难吗

茫茫宇宙中,无数星球按照既定的轨道在太空中运动着。然而它们也有失控的时候吗?目前人类所知道的唯一存在生命的星球一地球会遭遇与其他星球碰撞的命运吗?有迹象表明,地球在史前时期曾有过被小行星撞击的现象。在美国亚利桑那州的可可尼诺郡有一个坑,宽约1300米、深达193米,周围的土堆达30—40米高,看起来仿佛一个小型的月坑。长久以来人们一直认为它是一座死火山,但一个名叫巴林杰的矿石工程师却坚持认为这是陨石撞击的结果。现在,科学界把这个坑称为巴林杰陨石坑。坑口堆积有数千吨(也可能数百万吨)的陨石残块,虽然目前只发现一小部分,但从该地区及附近的陨石中所提取的铁远远高于从世界其他地方的陨石中所提取的铁的总量。1960年科学家们在这里发现了硅,从而证实是陨石的撞击产生了这些硅。因为硅的形成需要高压和高温,而这只能在受陨石冲击的瞬间完成。

据估计,大约是25000年前,一个直径46米左右的铁陨石撞击在这片荒无人烟的土地上,造成了今天的巴林杰陨石坑,目前它保存得相当完好。在世界上大多数地区,水或植物的生长掩盖了许多类似的陨石坑。从飞机上观察,以前许多不引人注意的圆形凹陷地貌一下子展现在人们面前,其中有的蓄满了水,有的覆盖了植物,它们几乎都是陨石坑。这种陨石坑在加拿大就有好几处,包括安大略中部的布伦特陨石坑和魁北克北部的查布陨石坑,它们的直径都有3千米或更大。加纳的亚山蒂陨石坑可能有100万年以上的历史。其直径达9.6千米,目前已知大约有70个类似的古老陨石坑,直径总和达137千米左右。

科学家发现,一些形同锅底的大小湖泊在中美洲的许多地方都能看到。此外还有无数个巨大的石球也被人们发现了。在后来的古印第安人创作的浮雕和壁画中,火球的图像也曾经多次出现过。因此,学者们推断,大约1000年前,陨石群曾持续不断地侵扰中美洲地区,古印第安人十分恐惧,于是纷纷逃离了家园。

然而地球遭受小行星撞击的危险究竟有多大?现已观测到近12万颗小行星。在火星和木星运行轨道之间的一个宽阔的小行星带区,聚集着占其总数99;的小行星。它们环绕太阳不停地运转,在既定的轨道内做着运动,不会对地球造成任何威胁。但有可能由于大行星引力的影响而使个别小行星偏离原来运行的轨道,甚至可能会冲向地球轨道。

在数十万颗小行星中,那些近地的、被称为“阿波罗体”的小行星有可能真正对地球造成威胁。

所谓阿波罗型小行星体是指那些在近日点附近与太阳的距离小于1.67天文单位的小行星。据估计,阿波罗型小行星中直径在0.7·1.5千米的,大约有500—1000颗,它门真正可能对地球存在着潜在的威胁。1997年1月20日,北京天文台的青年天文学家发现一颗更危险的近地小行星,它在运行到与地球轨道最近处时距离地球只有7.5万千米,还不到月地距离的1/5,它的直径达1.4千米。这颗小行星暂定编号为1997BR。如此大的小行星,它的轨道与地球轨道的距离又这么近,令科学家们非常震惊。全世界的天文学家都在密切关注这一重要发现,这颗获暂定编号的小行星成为有史以来被天文学家观测得最多的小行星。目前,它的动向仍受到天文学家们的密切注视。

探秘恒星

恒星,通俗地解释为永恒不变的星体。晴朗的夜空,繁星满天。人们用肉眼看到的星星,除了太阳系内的五颗大行星(水、金、火、木和土星)和流星及彗星之外,整个天空中的星星都是恒星。恒星是由炽热气体所组成并能自己产生能量、发光的球状和类球状天体。没有固态的表面,气体通过自身引力聚集成星球。由于它们的位置看上去亘古不变,古人因此称之为“恒星”。

中国古代早期曾给恒星的名字归纳为几种类型,根据恒星所在的天区命名,如天关星、北河二、北河三、南河三、天津四、五车二和南门二等;根据神话故事的情节来命名,如牛郎星、织女星、北落师门、天狼星和老人星等;根据中国二十八宿命名,如角宿一、心宿二、娄宿三、参宿四和毕宿五等;根据恒星的颜色命星,如大火星(即心宿二);冠以特殊名称,这就是最早星座的萌芽。

许多古老的民族都有关于恒星天空的划分方法,并给每个星区编织了生动的神话故事。直到1928年,国际天文学联合会决定,将全天空划分成88个星148区,或叫星座。在这88个星座中,沿黄道天区有12个星座。它是双鱼座、白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、处女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座。