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作者:刘益宏 当前章节:15408 字 更新时间:2026-6-22 20:19

如果彗星的寿命真的十分短暂,而且它们的命运只能是四分五裂,形成大量的宇宙尘埃而最终步入消亡,那为什么直至今日仍有大量的彗星遨游于天际中呢?为什么在太阳系形成至今的46亿年间的漫长岁月里,彗星仍未消逝殆尽呢?

上述问题的答案只可能有两个:其一,彗星形成的速度与其消亡的速度是同样迅速的;其二,宇宙中的彗星实在太多了,即使在46亿年后的今天仍未全部消失。不过第一种可能性成立的理由并不充分,因为天文学家们至今也未能发现彗星仍在形成的证据。

看来,我们只能从第二种可能性入手,丹麦天文学家詹·汉德瑞克·奥特于1950年指出:当太阳系形成之时,由于它的中心产生的引力无法充分束缚其最外部大量的宇宙尘埃和气体星云等原始物质。因此这些物质并未能形成整个聚合过程中产物的一部分,在这种聚合过程的初期,上述物质仍处于原始位置,并因受到的压迫较轻而形成1000亿块左右的冰态物质。这种云系虽然远离各行星系,但仍受太阳吸引力的控制,人们称之为“奥特云”。至今还没人见过这些云系,但到目前为止,这仅仅解释了彗星现在存在的原因。

很显然,彗星可能存在于上述云系中,这些彗星以极缓慢而固定的速度绕太阳旋转,其运行周期达数百万年,不过,在某种时候,由于彼此间的碰撞或其他恒星的吸引,彗星的运行将发生改变。在某些情况下,其公转速度加快,此时,公转轨道半径必将加大,并最终永远脱离太阳系;反之,公转速度也可能减缓,此时,彗星将向太阳系中心靠拢。在这种情况下,彗星将以一种极为绚丽的形象出现于地球上空,从此它将以新轨迹运行(除非这一轨迹再次因星体间的碰撞而改变),并最终步入消亡。

奥特断定在太阳系存在的岁月里,有20%的彗星已经飘逸到太阳系以外或已坠入太阳而消亡了,不过,仍将有80%的彗星以其原有的姿态遨游于太空之中。

彗星起源的第二种假说认为彗星来自太阳系边缘彗星带。

这种学说(以澳大利亚天文学家提出)认为太阳系边缘有个彗星带,那里大约有100亿颗彗星,它们可能是在50亿年前在天王星、海王星和冥王星形成时剩下的物质云形成的彗星,并定期地向太阳系飞来。

当它们从大行星附近飞过时,由于行星引力作用,轨道受到摄动,于是轨道变成椭圆形,成了周期彗星。因此,它也就成为太阳系的固定成员了。如哈雷彗星,它就是椭圆形轨道,周期为76年,周期性地回归太阳系。这种说法实际上是“俘获”说。

第三种假说认为,彗星可能来自木星喷发物。

这种假说认为大多数周期彗星的轨道远日点都在离木星轨道不远处,由此可推测彗星很可能是由木星内部向外喷发一些物质而形成的。彗星的化学成分确实也与木星大气成分相近,这一点支持了喷发说。要想喷发,必须达到60千米/秒的速度才可能使喷发物摆脱木星引力而飞向太阳系的轨道。但这一速度对木星上的温度来说,又似乎很困难。所以此假说是否站得住脚,还有待更多证据来证实。

还有一种更离奇的学说认为太阳有一颗姐妹星,叫复仇星,复仇星在绕太阳旋转的轨道上周期性地把致命的彗星释放到地球上,使地球上扬起弥漫持久的尘埃,环境发生剧烈变动,以至使生物从地球上消亡。且每隔2600万年复仇星离太阳最近时,引力使彗星从奥尔特云中飞出,其中一部分便飞到地球大气层来。至于复仇星的来历,有人认为它与太阳同期形成;有人认为它是后来被太阳俘获的。当它闯入太阳系时,可能挤走了某颗行星,并由于摄动力而引起地球上的一场大浩劫。至于复仇星是否存在,它是一颗恒星还是一颗行星,还是一颗黑星(黑洞),到目前还一无所知,什么也没观测到。所以关于彗星来源问题,目前仍处于假说研究证实阶段。最后打开彗星之谜的金钥匙还没有拿到手。

失落的世界

科学家提出在遥远的宇宙边缘,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。它们的气候暖和而且湿度充足,足以支持生命的存在。

美国加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”。

在太阳系形成的时期,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引入太阳系以外的宇宙之中。

因为在太阳系形成的那一阶段,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只能使温度保持在绝对零度之上一点,但是厚厚的氢气层却能防止热量逃逸,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支持生命,并维持生命长久存在。此外,在这些行星的大气层中,除氢以外还可能含有甲烷等气体。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。

海王星上有火山吗

从海王星被发现后的164年中,尽管天文学家们采用了高倍率望远镜,仍对它无法进行深入了解。1989年8月,宇宙飞船“旅行者2号”从距离海王星云端4800千米的地方飞过。一下子改变了这种状况。通过“旅行者”从44.8亿千米的远方发回的照片,终于看清了海王星的英姿。从此,人们才知道,海王星并不是太阳系里的一个死堆,而是经常有风暴活动。它有3个光环——卫星与小行星碰撞的古老遗迹。它有8颗卫星,其中一颗此刻正在从冰山中喷出液态氮的泡沫。

其实,在许久以前两位数学家用纸和铅笔就“发现”了海王星。根据天王星的奇异轨道,J·C·亚当斯和U·勒威耶各自预测存在着一个新行星。他们计算出,在更远的地方有一个大的重力源作用于天王星,使它的速度时快时慢,就如被钓上来的鱼在线上蹦跳一样。但天文学家都不相信这两位数学家的发现,因此也没去寻找这个新行星。

最后,1846年,勒威耶把他的图纸寄给了一位名叫J·伽勒的年轻德国天文学家。就在那一天晚上,伽勒在夜空中观测到这个蓝色的行星。

1989年8月,“旅行者”从海王星旁边飞过。在这之前的几个月,“旅行者”的照相机就可以拍摄到海王星的详细情况。这些情况从地球上是无法看到的。海王星上有一巨大鹅卵形风暴,直径大约1.28万千米,看上去犹如蓝色海王星向外注视着的一只大眼睛,科学家们称之为“大黑斑”。在这个风暴的眼里,直径640千米的“雨果”号飓风只是一个斑点而已。

不过这种风暴并不是海王星所独有。“旅行者”发现,木星和土星上的风暴更大而且更为强烈。这种风暴天气使科学家们感到兴奋,他们了解到,这些行星在气象方面是活跃的。

但是,这种风暴到底是由什么推动而形成的仍是一个谜。地球上的风暴是由太阳吸收的热能推动的。可是海王星离太阳如此遥远,太阳的热能是绝对不可能推动这种风暴的。这种热能也许是海王星地核内的强高压和强高温发出的。但实际如何,这些严肃的问题可能只有留待以后研究解决。

让科学家感到欣慰的是“旅行者”共发现了6颗海王星的新卫星照片,使海王星的卫星总数增加到8颗。海卫一是海王星最大的一颗卫星,也是“旅行者”照相机拍摄的主要目标。科学家们急切地等待着关于这颗卫星的清晰图像。

从科学家们观测到的情况概括就是,海卫一曾经是一个行星。这种说法的主要证据是,海卫一是唯一一颗沿着与其母行星运行方向相反的轨道运行的大卫星。在整个太阳系里没有一颗大卫星这样逆行。

海卫一的赤道附近有一个怪异的冰覆盖着的蓝色地带,这个地带是由冰冻的甲烷气体构成的。这使海卫一成为太阳系中唯一真正的“蓝色卫星”。在海卫一的其他地方,随处可见闪闪发光的粉红色的霜。亚利桑那大学的天体物理学家罗杰·耶尔说,海卫一的温度为-240℃,是“我们见到的太阳系中最冷的天体”。

海卫一有大气是它的另一个特点。据吉姆·多伊尔讲,太阳系中另外还有一颗卫星有自己的大气,就是绕土星运行的土卫六。海卫一的大气非常薄,主要物质是氮和甲烷气体。

海卫一上陨石坑也特别少,表明海卫一地质活跃。由冰覆盖的表面部分溶解后又重新冻结,将一些最大最老的陨石坑都覆盖了。

从“旅行者”发回的照片中,可以看出海卫一上有活的冰火山。但这些冰火山不像地球上的火山那样喷出赤热的岩浆,而是喷出液态氮。当液态氮到达极其寒冷的表面时,马上被冻结成冰晶射流,高达8千米。这股射流遇到海卫一大气的微风后,就形成风吹的条纹,落回到海卫一的表面。

所有的都只是猜测,它是否正确,最终还只有靠人类的科学去下定论。

地球的未来怎么样

我们人类赖以生存的地球,它的未来会如何一直是我们非常关心的问题,但我们也只能进行推测,而推测出的结果也是千奇百怪的。苏格兰的地质学家赫顿是第一个试图不靠神学去详细研究地球的过去和可能会有的未来的人。他在1785年,发表了第一本现代地质学著作,他在书中坦白他在研究地球本身的过程中,并没有能够看出它开始和终结的迹象。于是大多数人都认为,地球一旦形成,如果它的表面一直覆盖着一层水和空气的话,它就会这样存在下去直至永远。

后来,人们又有了新的研究,开始考虑到外来因素对地球的影响。

人们最先想到的是太阳,因为它离地球最近,并且有左右地球的足够能量。在过去的几十亿年中,太阳维持着目前的活动水平,因而地球大体上没有变化。可是太阳会一直维持现状吗?如果它发生变化,会给地球带来什么影响呢?

20世纪30年代之前,人们觉得终有一天太阳的能量会耗尽,终会渐渐冷却,由耀眼的白色冷却变成橙色,再变成红色,最后变成一个光能枯竭的黑暗星体。这一变化也会导致地球因得不到足够的太阳能量而逐渐冷却,越来越多的水冻结起来;冰天雪地的南北两极不断扩大,直至赤道地区也变成天寒地冻;整个海洋将冻结成一块坚冰;空气也会液化,随后还会冻结成固体。在此之后,冰冻的地球不会有生命存在,但仍会履行它作为太阳行星的职责,而不停地旋转若干年。

但是,到了20世纪30年代,核物理学家第一次探测出太阳和其他恒星中所发生的核反应,因而推测出,太阳的能量来自于它上面的核反应。太阳的一生将度过引力收缩阶段、主序星阶段、红巨星阶段以及致密星阶段,其中太阳的稳定时期是主序星阶段,我们目前正处于这一阶段,而且才度过了一半时间,但随之便是红巨星阶段。那时,氢燃料大部分消耗尽,因此就会发生其他核反应,使太阳变热膨大。在这种情况下,地球也就接近死亡,他会被烤成灰烬,最后挥发掉。当然这要到几十亿年以后才会发生。

影响地球寿命的因素,除了太阳外,是否还有其他的什么呢?

有的科学家提出,或许太阳有一个兄弟——太阳的伴星,这颗伴星日夜不停地绕日运行,每隔2600万年,就会转到离太阳最近的地方来搞破坏,它的强大引力会导致许多彗星失控,有10亿颗彗星将在太阳系内东跑西窜,地球和其他行星都将受到严重的影响。假如质量足够大的彗星与地球相撞,那后果真不堪设想,轻者生物灭绝,生态剧变;重者山崩地裂,地球毁灭。这种类似的灾难以前也有过。科学家们发现,在过去的2.5亿年间,生物发生过多次灭绝,其间隔恰是2600万年。例如,9100万年前、6500万年前、3800万年前、以及1100万年前,分别发生的大灾变,75%以上的生物在劫难逃,恐龙的灭绝时间就是在6500万年前。不过,这颗可能会给地球带来灾难的太阳伴星人们还没有发现,但是,许多科学家都相信有这样一颗星。

地球究竟将受到哪些因素的影响?地球的明天将会怎样?这些疑问现在还都无法解决,有待科学的深入研究。

月球的来历之谜

自古以来,人们就在关切地球的伙伴——月球的来历,科学家们也在努力探索月球如何形成,又是如何变成地球的卫星,这个问题至今仍是个谜。

“阿波罗11号”飞船带回的月面土壤标本,其历史已长达46亿年。与太阳系的年龄大致相当。

以前,曾流行三种月球起源假说。

第一种假说是“同源说”。它认为,月球和地球都是大约46亿年以前,由同一块尘埃云——太阳星云形成的。由于凝聚作用,形成原始地球,它周围气体团块状物质形成月球,由于引力和离心力的作用,形成各自的运行轨道。

第二种假说,叫“分裂说”。认为月球和地球曾是同一个星球,当熔融状的地球自转速度很快时,月球被抛了出去,独立成为月球。

第三种假说是“俘获说”。月球是在遥远宇宙形成的天体,后来因为飞到地球附近而被地球引力俘获。

科学家多数认同第一种假说,但阿波罗计划实现之后,三种假说都有致命的缺点。从天体力学角度来看,“俘获说”站不住脚;从月球上发现了六种地球上没有的矿物来看,“分裂说”不能自圆其说;甚至还否定了“同源说”,因为月球甚至有可能历史比地球还长。科学家对月球的卫星资格也提出许多疑问。简而言之,月球作为地球的卫星很不正常。

月球个头太大了。月球直径是地球的1/3多一点,这么巨大的直径比值在我们所见到的宇宙中还是绝无仅有的。现在还知道在遥远的冥王星那里有一个“卫星”,直径是冥王星的1/2,同样,这个卫星的资格也很可疑。如果只比较大小,木星卫星比月球大,但与太阳系中最大的木星相比,最大的木卫三直径只有木星的1/27。

月球离地球过于远了。从力学角度来讲,月球不应当在地球周围沿一条圆形轨道运行,而且也不应当始终“待”在那里,如果地球与太阳相比,太阳的影响应该比地球大得多,它应当被太阳吸引过去才是。我们要承认它是地球“俘获”的,可月球的个头显然大了些,离地球又过于遥远了。专家们认为,月球要接近地球又不至于与地球迎头撞上,还要在目前轨道上运行,实际上是不可能的。

日月看上去很像,过于离奇了。从地球望过去的太阳与月球大小几乎完全相同,当发生日食时,月球和太阳准确无误地重合,真是令人惊异的巧合。

所以,有科学家提出:月球是否是地球卫星不能下断论,月球是否是太阳系的天体也要打个问号。

以后,关于月球来历的假说越来越多,月球的起源也更扑朔迷离。有人认为月球曾是太阳系的行星,被地球俘获并成为地球的卫星。有人认为,原始地球形成以后,与相邻的原始行星相撞,结果,不少物质被撞散开,一些物质形成了围绕地球的气体尘埃云,并进而凝聚成月球。

有两位前苏联的科学家甚至大胆假说,认为月球是外表经过改装后中空的外星人宇宙飞船,如此一来,才能圆满解答月球留给我们的各种异端现象。不过这种太离奇的说法自然不会得到多数人的认可了。

各种假说,莫衷一是,尽管在两个世纪的光阴中,卓越的科学家对月球的起源和历史进行了详尽的研究,但它依然是一个“谜团”。

地球“名片”之谜

拜访或跟人联系,初次见面时,呈上自己的名片显得很自然,也很有礼貌。地球的“名片”是送给谁的呢?上面又写些什么呢?

“地球名片”是送给“外星人”的。科学家认为,“外星人”是可能存在的,或者把他们叫做高等智慧生物吧。茫茫宇宙中有那么多的星球,只要某颗星球上具备了像地球这样的环境和条件,以及有利于生物发展的其他条件,生命就会产生和发展起来。地球上的人类不是也决不可能是宇宙间的孤独者。尽管直到今天,我们还没找到“外星人”的可靠线索,我们不妨在继续寻找的同时,对外发布消息,宣告人类的存在。也许“外星人”也正在宇宙的某个“角落”向周围张望,寻找我们呢!

1972年3月和1973年4月,美国先后成功发射了“先驱者10号”和“先驱者11号”探测器,它们携带着两张完全一样的“地球名片”,飞离太阳系,在茫茫宇宙中寻找“外星人”。

“地球名片”上写着什么呢?它是一块22.5厘米长、15厘米宽的镀金铝板。“名片”的左半部从上到下是:氢原子的结构,氢是宇宙间最丰富的化学元素,哪儿的科学家都懂得这一点;放射线代表离地球最近的一些脉冲星的位置;最下面的一个大圆圈和九个小圆圈分别代表太阳和九大行星,探测器则是从第三颗行星——地球发射出去的。名片的右半部分主要是一男一女的画像,代表地球上的人类。尽管“外星人”的形态可能与我们有很大差别,科学家们相信人类的形象不大可能被误解,尤其是男的,正举手致意。

地球人自我介绍的这两张“名片”,究竟会在何年何月到达哪个天体上哪位“外星人”的手中,谁都无法说清楚了。

加加林之死

在红场克里姆林宫墙下,安葬着宇航员尤里·阿列克赛耶维奇·加加林和他的同伴谢烈金。

在他们飞机撞地的地方,矗立着一座高大的纪念碑。碑前摆满了鲜花,每天都有很多人来到这里,他们敬慕加加林——这位人类征服太空的优秀战士。

加加林这一光辉的名字,在世界人们的脑中都是那么清晰,人们不难想象他在宇宙飞船中自由自在的样子。

然而,这样一位优秀的宇航员,在太空中安然无恙,却在飞机上丧了命。

从1968年3月开始,加加林恢复了训练,开始作新的单飞。按计划,从3月13日到5月22日,他将乘米格—15歼击教练机飞行18次,总共7个多小时。

3月27日,加加林要绕圈飞行两次,每次30分钟。9点15分,他和谢烈金开始了飞行前的准备工作,主要是由谢烈金进行,并由他在加加林的飞行日志上签字同意。

飞行准备工作完全按照现在技术操作规程的要求进行。他们接过飞机起飞技术准备报告,又仔细地检查了飞机,并在飞机准备程度簿上签了字。

然后,加加林坐进了驾驶舱前排,谢烈金坐在他后面。10点19分,飞机升向空中。

飞机越飞越高,最后在两层云带空域里飞行,已经看不到地平线了,到10点30分,加加林把空域作业的情况报告飞行指挥,请示准许取航向320°返航。

加加林平稳地驾驶着飞机,准备从70°航向向320°航向下降转变。

但当飞机飞出低层云时,航迹倾斜角已达到70°~90°,飞机几乎是垂直俯冲向下坠,离地面只有250米~300米了,在仅2秒钟的时间内,两位飞行员仍保持高度的镇定,一点不惊慌,他们密切配合,力图使飞机退出俯冲状态,但没有成功。

那时是10点31分,无线电通讯中断的1分钟,事故就发生了。

这一飞机出事的原因,在当时曾由政府成立了事故调查委员会专门调查。

事故发生之后,飞机坠毁的现场立即被有关方面封锁,马上组织人员拍照测量,收集所有零碎的飞机部件进行研究,还设立了科技鉴定专家小组。

对这个事故,政府和各界人士非常重视。人们首先是惊讶之极:加加林驾机失事!继而又是大惑不解:怎么会呢?那么优秀的一个飞行员。

随着调查结果的一样样出现:调查飞行员的训练、组织、飞行安全和飞行准备情况后,表明一切都是按照要求严格进行的;调查航空技术准备的可靠性及正确操纵情况的结论是……飞机上的设备没有受到任何毁坏,也没有在飞行时出现什么故障;飞机没有发生起火,也没有发生爆炸,防火系统飞行时没有使用;飞机上的电路畅通,氧气系统完好无损;发动机在与地面相撞时仍在工作;飞机是在与地面相撞时毁坏的,没有发现零件和结构元件陈旧磨损的痕迹。

米格—15歼击教练机性能是优越的,航空技术准备没有任何麻烦!

到底是什么原因呢?是不是有人蓄意谋害?

医学专家详细分析了加加林遇难前一分钟的谈话录音,对谈话频谱曲线进行研究,并弄清了在飞机撞击地面时的姿势,多方面检查了飞行员的遗体,他为什么没有试图从飞机中弹射出来?

结果证实,加加林在死前没有中毒、催眠等情况发现,在死前一分钟他仍完全处于正常的状态。

根据各种数据精确测算,他的死亡时间是10时31分,也就是在飞机撞地时。

人们在期待着调查委员会找出出事的原因,然而在一段紧张的调查报告后,随着时间的流逝,这一事件似乎就不了了之了,3月27日飞机撞地仍是一个谜。

而事实上,调查委员会已找到了原因:加加林在最后一段飞行中没能使飞机摆脱俯冲状态,结果飞机坠毁。但当时,为维护加加林的声誉,再则也还不能解释确切原因,因而一直没有公开。

多年以后,当人们似乎已经淡忘了这一事件后,它的结果却又透露了出来,这不由又引起人们一番惊讶和议论。

而加加林的死,毕竟已成为历史。

银河是河吗

在夏秋之夜,我们总能见到天上一条漫漫光带横亘天际,十分壮观,它是什么?《牛郎织女》的神话故事中,它是阻隔这对恩爱夫妻的滔滔银河。在罗马神话中银河是大神裘匹特之妻朱诺受惊后喷出的乳汁,所以在拉丁文中它就叫“乳汁之路”(Via lactes),英语中“Miky Way”也是,“牛奶路”之意。最早识破其中奥秘的是意大利科学家伽利略,1609年他听说荷兰有人发明了能看远处物体的“幻镜”,很快他自己也制了一台,更了不起的是,伽利略不是把它当玩具,而是指向了天空。当他把它对向浩如烟海的银河时,谜团也就迎刃而解:这哪儿是滔滔大河,根本没有水的影子!而是密密麻麻、不可胜数的星星挤在一起,是神奇的星光交辉,编织出了这样一条巧夺天工的“光幕”。

类星体之谜

类星体是迄今为止人们发现的距离我们最远,同时又是最明亮的天体。因其像恒星而又不是恒星,所以叫做“类星体”。这是20世纪60年代著名的天文学四大发现之一。到目前为止,已发现类星体数千个。

1960年,美国天文学家桑德奇用当时世界最先进的望远镜,看到一个名叫3C48的射电源,发现它并不是一个射电星系,而是一颗星,这颗星很暗,颜色发蓝。3年以后,另一位美国天文学家施米特又发现了一个类似3C48的射电源3C273。施米特对射电源3C273进行光谱分析,发现在这个天体上,并没有什么地球上未知的新元素,不过是普通的氢光谱线,所不同的是,这些元素的谱线都向长波方向移动了一段距离,天文学上把这种现象叫做“红移”。这种红移现象一般恒星也有,不过移动的距离很小。可是类星体的红移量非常大,比一般恒星的红移量要大上几百倍甚至上千倍。根据美国天文学家哈勃在1929年总结出的规律,红移的大小同星系与我们的距离成正比,红移越大,星系距离我们也就越远。按照哈勃定律,可以推算出这些类星体远在几十亿光年甚至上百亿光年之外,换句话说,在这些类星体发光的时候,我们的太阳系还未形成呢,因为太阳系只有50亿年的历史。

科学家们经过研究发现,类星体的发光能力极强,比普通星系要强上千百倍,因此获得了“宇宙灯塔”的美名。更令人吃惊的是,类星体的体积非常小,直径只有一般星系的十万分之一、甚至一百万分之一。为什么在这样小的体积内会产生这么大的能量?这一问题使科学家们兴趣倍增而又大伤脑筋,因此,种种假说便接踵而来。有人认为其能源来源于超新星的爆炸,并猜测其体内每天都有超新星爆炸;还有人推测类星体中心有一个巨大的星洞。要想解开类星体之谜,还有待于科学家们的辛勤探索。

均匀的宇宙

长期以来,人们相信地球是宇宙的中心。哥白尼把这个观点颠倒了过来,他认为太阳才是宇宙的中心。地球和其他行星都围绕着太阳转动,恒星则镶嵌在天球的最外层上。布鲁诺进一步认为,宇宙没有中心也没有边界,恒星都是遥远的太阳。

无论是托勒密的地心说还是哥白尼的日心说,都认为宇宙是有限的。教会支持宇宙有限的论点。但是,布鲁诺居然敢说宇宙是无限的,从而挑起了宇宙究竟有限还是无限的长期论战。这场论战并没有因为教会烧死布鲁诺而停止下来。主张宇宙有限的人说:“宇宙怎么可能是无限的呢?”这个问题确实不容易说清楚。主张宇宙无限的人则反问:“宇宙怎么可能是有限的呢?”这个问题同样也不好回答。

随着天文观测技术的发展,人们看到,确实像布鲁诺所说的那样,恒星是遥远的太阳。人们还进一步认识到,银河是由无数个太阳系组成的大星系,我们的太阳系处在银河系的边缘,围绕着银河系的中心旋转,转速大约每秒250千米;围绕银心转一圈约需2.5亿年。太阳系的直径充其量约1光年,而银河系的直径则高达10万光年。银河系由1000多亿颗恒星组成,太阳系在银河系中的地位,真像一粒沙子处在北京城中。后来又发现,我们的银河系还与其他银河系组成更大的星系团,星系团的直径约为107光年。目前,望远镜观测距离已达100亿光年以上,在所见的范围内,有无数的星系团存在,这些星系团不再组成更大的团,而是均匀各向同性地分布着。这就是说,在107光年的尺度以下,物质是成团分布的。卫星绕着行星转动,行星、彗星则绕着恒星转动,形成一个个太阳系。这些太阳系分别由一个、两个、三个或更多个太阳以及它们的行星组成。有两个太阳的称为双星系,有三个以上太阳的称为聚星系。成千亿个太阳系聚集在一起,形成银河系,组成银河系的恒星系都围绕着共同的重心——银心转动。无数的银河系组成星系团,团中的各银河系同样也围绕它们共同的重心转动。但是,星系团之间,不再有成团结构。各个星系团均匀地分布着,无规则地运动着,从我们地球上往四面八方看,情况都差不多,粗略地说,星系团有点像容器中的气体分子,均匀分布着,做着无规则运动。这就是说,在108光年的尺度以上,宇宙中物质的分布不再是成团的,而是均匀分布的。

由于光的传播需要时间,我们看到的距离我们一亿光年的星系,实际上是那个星系一亿年以前的样子。所以,我们用望远镜看到的,不仅是空间距离遥远的星系,而且是它们的过去。从望远镜看来,不管多远距离的星系团,都均匀各向同性地分布着。因而我们可以认为,宇观尺度上物质分布的均匀状态,不是现在才有的,而是早已如此。

于是,天体物理学家提出一条规律,即所谓宇宙学原理。这条原理说,在宇观尺度上,三维空间在任何时刻都是均匀各向同性的。现在看来,宇宙学原理是对的。所有的星系都差不多,都有相似的演化历程。因此我们用望远镜看到的遥远星系,既是它们过去的形象,也是我们星系过去的形象。望远镜不仅在看空间,而且在看时间,在看我们的历史。

宇宙红外背景辐射产生之谜

什么是宇宙背景辐射?简言之,它们是来自宇宙空间的各个方向但难以找到其发射“点源”的辐射。1965年美国贝尔实验室的彭齐亚斯和威尔逊在波长7.35厘米上发现宇宙微波背景辐射。按理论工作者预言,宇宙中还应存在红外背景辐射,那是宇宙诞生以后第一代恒星、星系辐射的遗迹。但是,观测中一直未发现这种由第一代恒星产生的红外背景辐射,而由于行星际、星际和整个银河系中都弥漫着尘埃微粒,它们或自身发出热辐射或吸收星光后再辐射出波长较长的红外线,因此,观测到的宇宙红外背景辐射主要是来自我们周围的宇宙尘粒。1983年1月25日,由美国、荷兰和英国联合研制的红外天文卫星(简称IRAS)发射上天以后,查明了在10微米~200微米波长范围内红外背景辐射主要来自黄道光、银河系尘埃和红外薄纱卷云,而在12微米~60微米波段,来自黄道光的红外背景辐射占主导地位。

居住在中纬度和低纬度地区的人们,于晴朗无月的春季黄昏后,往往可以在西方地平线上看到一个由地平伸展向空中、下宽上窄的斜锥形淡弱三角形光柱,这就是黄道光,入夜渐渐消逝。秋季黎明前,在东方地平线上也可见到黄道光。光谱分析表明,黄道光实际上是被散布在太阳系内部行星际介质中的尘埃微粒所散射的太阳光。在地球大气外的高空观测,可以看到黄道光向内一直延伸到太阳近旁,向外延伸则几乎布满整个天空,沿着黄道形成一条较亮的带子,称为“黄道光带”。IRAS揭开了黄道光来源之谜,根据它接收到的红外辐射,人们知道在火星和木星之间的小行星带里有一个距离太阳3亿千米~5亿千米的轮胎状尘埃环,环中尘埃粒子运行在一个与黄道面倾斜成9°的轨道上,其总质量估计与一颗直径1千米的小行星相当,温度在-108℃~-79℃之间。正是这个环不断向太阳系内部补充损失的粒子。

IRAS接收到的红外辐射还表明,银河系内从银盘到两银极都弥漫着低温尘埃,这些尘埃物质的总质量不亚于原先根据对被散射星光(可见光)的观测所估计得的质量。在银河系中有极冷尘埃组成的成片弥漫的云,人们联想到高空中飘浮的由大气中寒冷冰晶组成的薄纱般的卷云,形象地称这些云为红外薄纱卷云。卷云在银河系中一直分布到银极方问,其温度估计只有35K,成分主要是产生于恒星大气中的石墨(碳)粒子。有一部分卷云还可能受到太阳引力的束缚,成为距离太阳5万天文单位~10万天文单位的奥尔特彗星云的一部分。

尽管已观测接收到的红外背景辐射都找到非第一代恒星的辐射源,但为了以空前的精度和灵敏度记录原始大爆炸留下的遗迹,美国航天局计划在上世纪80年代末、90年代初发射一颗“宇宙背景探测者”(简称COBE)天文卫星。卫星上载有微分微波辐射计、远红外分光光度计及弥散红外背景辐射探测仪等3台高精度仪器。除详细研究宇宙微波背景辐射外,还要测量宇宙背景辐射的波谱。第三台仪器主要用于探测第一批恒星、星系所辐射的热量。COBE卫星的观测结果将在100个波长上绘出一幅完整的天图。天图不仅显示出现在天空的景象,还将展现出宇宙大爆炸一年以后所发生事件保留至今的痕迹。天图还将标示出我们银河系内恒星、星际尘埃云和行星际尘埃云的位置。天文学家将可利用这套图来确定宇宙是否旋转等宇宙学中的一些重要问题。这个天文卫星究竟能否解开存在由第一代恒星产生的红外背景辐射之谜,我们将拭目以待。

巴纳德星可能有几颗行星

由于不明飞行物频频出现,不少人认为它是外星人的宇宙飞船。尽管这种观点缺乏足够的科学根据,但是,人们因此提出地球之外的其他天体上是否存在高级智慧生物,这个宇宙之谜吸引了成千上万的人。因为恒星的表面温度太高,任何生命形态都不可能存在,小行星、彗星等天体体积太小,不能保持厚大气,因而无法维持生命的发生和发展,只有一部分行星和卫星才有可能具备形成生命的条件。要解开外星人之谜与寻找太阳系外的行星系统是密切相关的。据有的科学家估计,银河系内具有文明的天体数目可达10万个,但是迄今为止我们只知道一个行星系统,那就是我们的太阳系。由于其他恒星离我们十分遥远,要直接观测它们的行星系统目前是做不到的。天文学家经过长期的观测,发现有些恒星的运动轨道会出现微小的周期变化,如果这种微小的周期变化是由于受它的行星系统的摄动而造成的话,那我们就可以推算它所拥有的行星的数目、质量和周期。巴纳德星存在行星就是用这种方法发现的。

巴纳德星是1916年美国天文学家爱德华·巴纳德所发现的一颗自行最大的恒星,这是一颗星等为9.54等的红矮星,位于蛇夫座,离太阳的距离为5.9万光年。1963年美国天文学家范德坎普发现巴纳德星的运动有周期性的变化,这表明巴纳德星的周围存在着看不见的暗伴星,根据摄动的大小和巴纳德星的质量,可以估算出它的暗伴星的质量和周期。他得到的结果是存在一颗质量为木星质量1.7倍、周期为25年的行星。也可能是质量分别为木星质量1.1与0.8倍,周期分别为26年12年的两颗行星。可是到了1973年,美国的盖特伍德和艾科恩根据他们天文台几十年拍摄到的241张照片,采取精细测量技术,没有发现巴纳德星有周期性摄动,否定了巴纳德星有行星伴随。1979年,范德坎普和利于科特提出,按他们对在760个夜晚拍摄的2700张照片进行精细测量的归算,巴纳德星有两颗行星,质量分别是木星质量的0.8倍和0.4倍,周期分别为11.7年和20年。也有人得到另一种结果,巴纳德星有三颗行星,质量分别为木星的1.26倍、0.63倍和0.89倍,周期分别为24.8年、12.5年和6.1年。这些结果到底哪一个更可靠呢?要从如此微小的摄动来进行行星系统的计算不可能很准确,巴纳德星的质量也不可能定得很准确,因此巴纳德星到底有几颗行星的问题目前还是个不解之谜。

外星婴儿

1983年7月14日晚8点左右,一个火红的发光体,在吉尔吉斯坦某村上空爆炸,一片紫红,异常耀眼。村民们惊恐万状,过了片刻,又是一阵爆炸声后,天空渐渐暗下来,群山和村庄恢复了平静。

事后,不少前苏联记者和摄影师赶来,军警对这次神秘事件进行了详细调查。苏边防军指挥部派出数万军人对边界严密监视。军人们发现,山村的一片空地上有一堆冒着烟火的残骸。他们在现场找到了那堆仍然烫手的黑色灰烬。

在此期间,有人说看到了一个圆形飞行物,外形像飞碟,直径约30米。还有人说,在燃烧的残骸中有两具形体像人的尸体。军方对这些传说既不肯定也不否定,很快将出事现场封锁起来。有消息说,出事的飞行物很像几个月前飞越前苏联上空的那艘宇宙飞船。人们比较一致的看法是,这艘来自太空的飞船爆炸了。但是,谁也没有想到,出现了更大的奇迹……

爆炸第二天,一个牧羊人报告说,他看到天上掉下来一个东西。埃马托夫上校乘车赶到报告地点,看到了一个椭圆形金属物体,它的长、宽、高均1.5米左右,下部有短而粗的“脚”,还有一个反推力制动装置,物体上部有一扇紧闭的门。在军事专家用仪器探测证实球体内部没有炸弹之后,凌晨3时,在数架直升飞机监护和探照灯光照耀下,上校下令打开球体的门。

门开后,人们一眼就看见里面有一个男婴。乍一看,他像地球人。他呼吸缓慢,像是熟睡。后来,人们往金属体内输送了氧气,直升机将球体运到伏龙芝研究中心。上校对新闻记者说:“种种迹象表明,那是一个外星婴儿,是一架出事的宇宙飞船在危急时刻射放在空间的。那个球体十分平稳地着陆了,可见外星人的技术有多么先进。我们完全有把握说,这个球体是一个宇宙急救系统,孩子没有受伤。”

婴孩先是在伏龙芝医学研究所,然后在阿拉木图儿童医院呼吸、睡觉,生活了11周零4天,医学专家们日夜不停地护理了他3个月。然而,外星婴儿终究还是因严重的感染而于10月3日死去。

在婴儿成活的这3个月里,人们都观察到了什么呢?

一位曾照料过宇宙婴儿的医生透露:那个孩子很像地球人的婴儿。不同的是,他的手指和脚趾间有蹼,这说明他曾在水里生活过。另外,他的眼睛呈奇怪的紫色。X光透视的结果表明,他的肌体结构与地球人一样,只是心脏特别大,脉搏较慢,每分钟60次。他的大脑活动比地球上成年人的还频繁。他很可能有心灵感应和图像遥感能力。他可以较长时间不吃东西,从来不哭。

另一位护士说,每天,我们要给他量身长和称体重。仔细观察,可以发现,他没有头发,也没有眉毛和睫毛,眼睛是紫色的,很亮,没有眼皮。他睡觉时,眼睛是睁着的。只有摸他的脉和听他的呼吸,才知道他已睡着。宇宙人的胳膊和腿都不动,一点声音也没有,不笑也不哭,像昏迷者一样躺在床上,医生们对他束手无策。我认为这孩子完全明白自己的父母亲已经死去,而自己在一个完全陌生的环境里。他一定很聪明。我们给他吃东西或给他换衣服时,他配合得很好。他没有牙齿,我们给他吃婴儿食用的粥。有一次,给他吃菠菜,他尝了一口,立即吐掉了。

宇宙婴儿使地球人开了眼界。人们也许不会怀疑外星人的真实性了吧?

宇宙到底有多大

我们的地球在浩瀚无边的宇宙中只是极其微小的一分子。那么,宇宙到底有多大呢?

目前科学家观察到的宇宙,是一个半径为163亿光年(1光年是指光在1年时间里所走的路程,约9460亿千米)的空间。我们地球所在的太阳系是银河系中1000亿个小星系中的一个,而宇宙中像银河系这么大的星系有几十亿个。

如果把宇宙空间当作一个足球场,那么银河系的大小就如同一颗小米粒,它位于球场中心附近。离它最近的是仙女座星系,再远些是由200多个星系组成的室女星系团,它也就像乒乓球那么大!最亮的类星体大约在球场的大禁区线上,而一些新发现的星体的位置大约在靠近球门底线附近,离我们的地球有200亿光年的距离。

尽管如此,这也只是目前人类能够观察到的一小部分。宇宙之大还有待科学研究的进一步论证。

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