第2章 神秘宇宙
宇宙是如何诞生的
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产生的“大爆炸宇宙论”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1/1033厘米,但它的温度和密度却高得让人无法想象。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,顷刻间宇宙之卵便演变成了“成年”的宇宙。“大爆发宇宙论”得出,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。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,等待进一步的考查、研究。
宇宙有多大
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象,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,近红外线观测宇宙变星、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。
宇宙的年龄是多少
宇宙的年龄有多大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。
银河系的秘密
在茫茫的宇宙中,那飘渺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,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。
太阳捣什么鬼
1989年春天,美国亚利桑那州基特峰国家天文台天文学家阿弗拉在一天夜间,突然发现夜空之中出现了一片红光。最初他还以为是森林着火映红了天空,瞬间,满天红色又变成绿色的北极光,如一块巨大的幕布悬挂在天上。
阿弗拉所见的情景原来是太阳捣的鬼。太阳与地球大约1.5亿公里的距离,它的直径约为140万公里,大小约为地球的333000倍。这个巨大的星球的组成成分中,大部分是氢气,约占72%,氦占27%,其他物质占1%。太阳核心的温度高达1500万℃,每秒钟有6亿吨的氢在那里被聚变成氦,然后被送到太阳表面。太阳表面又叫光流层,那里的温度较低,只有5500℃。太阳是悬浮在空中的天然核反应堆。它能释放出惊人的能量是通过核聚变而产生的。这些能量形成太阳上的风暴,高速粒子将能量的一部分带到太空中。当风暴吹向地球的时候,地球磁场因为受到它们的干扰而变成椭圆形状。
太阳表面的能量还以可见光、紫外线和X射线的形式向地球辐射,它们的力量足以穿透地球的大气层,其功率竟高达100万千瓦!也就是说,地球上每平方米都受到1.35千瓦来自太阳的能量辐射,科学家把这个数字称为太阳常数。
有了太阳能,植物才能进行光合作用,才能生长;同时也因为这种太阳能储存在已经变成矿物燃料的古物中,从而为我们提供煤和石油。阳光给地球送来了热量,促使大气循环,海水蒸发,形成云和雨。在大气层中,太阳能撞击2个氧原子组成的氧分子,将它们变成由3个氧原子组成的臭氧分子。臭氧层挡住了来自太阳的大部分紫外线,另外一小部分透过臭氧层的紫外线,能使人晒得黝黑,而且如果照射的时间太长,就会导致皮肤癌。
阳光是地球最稳固的热源,45亿年以来,它使地球温度控制在一定的范围之内。这对维持生命的存在是相当重要的,来自太阳的能量无论变多变少,都会深刻的影响到我们的行星。
人类对太阳的研究已有几千年的历史,但是直到今天太阳还有许多秘密仍没有破解。人类将借助于未来的宇宙探测器去解开一些太阳之谜。
透过天文望远镜,人们能够看到太阳的表面是一片变化万千、广阔而又恐怖的景象:有的地方像是地球上成荫的绿树林,有的地方像地球上正在起火的大草原,有的又像地球上微风吹拂下的麦田。在半径为70万公里(约为地球半径的100倍)的太阳上,到处充满了氢,那里氢的密度是地球上水的千分之一。而“粘附”在太阳表面上不断抖动着的“微细纤维”,实际上是正在喷射到30万公里高处的数以10亿吨计的物质,那些竖立着的“骨针”是比喜玛拉雅山还高的高山。
太阳的活动,如热核反应等,与地球的气候直接相关。科学家还预测,等太阳上的氢消耗得差不多时,它将膨胀成一个巨大无比的红色“气球”。膨胀出的部分可以覆盖水星甚至金星,就算地球不至于被火葬,强烈的热辐射也足以使海洋沸腾蒸干,地球上所有的生命都会灭亡。不过,这场宇宙大劫难在50亿年内不可能发生,这就给科学家充足的时间去探索离我们最近恒星的奥秘,寻找拯救地球生命的“诺亚方舟”了。
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,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,还有待人们通过各种高科技的探索来解决。
彗星来自何处
彗星是宇宙天体中一种流浪的天体,它不是经常能被我们所见到的天体。彗星分两种:周期的彗星和非周期彗星,不同周期彗星的周期不定,有的几年回归一次,有的几十年回归一次,有的上百年和上千年回归一次。还有的非周期彗星是永不回归。周期彗星的运行轨迹大部分是椭圆形和抛物线状;但非周期彗星的轨迹是开放形的双曲线状,这种运行轨道是受天体间万有引力作用造成的。在行星的摄动下,一切的周期彗星都变为非周期彗星,反之,有的非周期彗星也可变为周期彗星。
假如彗星的寿命那样短暂是事实,而且四分五裂是它们的命运,形成大量的宇宙尘埃而结局就是消亡,那么为何直至今日还有那么多的彗星遨游于天际呢?为何在太阳系形成至今的亿万年间的漫长岁月里,彗星仍没有消失完呢?
上述问题的解释只可能有两种:一种,彗星形成与它消亡的速度是等同;另一种,宇宙中的彗星无可计数,所以在46亿年后的今天仍未消失完。但是第一种成立的可能性并不大,因为天文学家们直到现在也没有发现彗星仍在形成的证据。
因此,我们只能从第二种可能性进行探索。1950年,丹麦天文学家詹·汉德瑞克·奥特指出:当太阳系形成时,由于它的中心产生的引力,不能充分束缚它最外部大量的宇宙尘埃和气体星云等原始物质,因此这些物质并没有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,上述物质都处于原始位置,并因受到的压迫比较小而形成大约1000亿块的冰态物质。这种云系尽管离各行星系很远,但仍受太阳吸引力的控制,人们称它为“奥特云”。到目前为止还没有人见过这些云系,不过至今,这仅仅只是对彗星现在存在原因的一种解释。
非常明显,彗星有存在于上述云系中的可能性,这些彗星以特别缓慢且不变的速度绕太阳旋转,其运行周期达数百万年,但是,在某些情况下,由于彼此间的碰撞或其他恒星的吸引,彗星的运行将发生变化。在有些时候,它的公转速度会加快,此时,公转轨道半径也必然会加大,而且最终永远与太阳系相脱离;反之,公转速度也有可能会减慢,此时,彗星将向太阳系中心靠拢。在这种情况下,彗星将以一种特别绚丽的形象出现在地球上空,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),而且最终步入消亡。
奥特研究表明,在太阳系存在的时间内,有20%的彗星已经飘逸到太阳系以外或已坠入太阳而消亡,不过,仍会有80%的彗星以它原有的状态遨游于太空之中。
彗星起源的第二种假说——彗星来自太阳系边缘彗星带。
这种学说(由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形成的。而且有规律地向太阳系地球飞来。
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。所以,它也成为太阳系的固定成员。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,彗星有来自木星喷发物的可能性。
这种假说认为大部分周期彗星的轨道远日点都在离木星轨道挺近的地方,由此可推测彗星非常有可能是由木星内部向外喷发的一些物质形成的。彗星的化学成分的确也与木星大气成分相似,这一点证实了喷发说。要想喷发,必须达到60公里/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。不过这一速度以木星上的温度来看,又好像特别困难。所以此假说是否能成立,还待作进一步的研究才能证实。
另外有一种更奇怪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,使地球上飘浮长久不散的尘埃,环境发生剧烈变动,导致生物从地球上消逝。且每隔2600万年复仇星离太阳最近时,彗星在引力的迫使下从“奥特云”中飞出,其中一部分就飞入地球大气层。关于复仇星的来源,有人提出它与太阳形成的时间相同;也有人提出它是后来被太阳俘获的。当它闯入太阳系时,也许挤走了某颗行星,而且因为摄动力而引起地球上的一场大灾难。至于复仇星的存在与否,它是一颗恒星还是一颗行星,还是一颗黑星(黑洞),到目前还不清楚,因此关于彗星来源问题,至今仍处在假说研究证实阶段,最后打开彗星之谜的金钥匙还没有找到。
火星上的神秘面孔
1976年,美国“维京”号太空船拍回关于火星的照片中,可以清楚地看到,在火星上有一个五官齐全的巨型人面像。这个长着与人类外貌相似的人面像,从头顶到下巴足有1英里长。除此之外,还同时发现了一些与金字塔相似的建筑物。据透露,原苏联科学家已将一个用作研究火星表面的电脑程序,输入太空船的电脑内,以寻找建造出这个怪异雕像和这些金字塔的原因。
与此同时,美国一些有知名度的科学家却提出,这人面像和金字塔,恰好表明火星上一度曾有生物生活过。
世界知名的史丹福研究协会一位高级物理研究员杜菲博士认为,按理论推测,以前的火星一定是有过能提供生命生存必需的大气层。虽然它现在已变成一个干涸、尘土飞扬和荒芜的星球,但“维京”太空船拍回来的资料却表明它在以前某一段时间内,曾有大量氧气和清水存在,而这两样也都是生命存在的必要条件。
杜菲博士说:“以前的火星一定是一个特别发达的星球,上面生活着许许多多不同形式的‘生物’,后来由于某些大灾难,或者就像地球上的恐龙灭绝一样,顷刻间便全部消亡。”
对于火星上那些神秘的东西,至今仍是一个谜,一时还无法进行合理的解释,有待进一步的探索、研究。
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,比太阳和地球之间距离的一半还近,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”的纪录:
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,因此在它的轨道上运行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。
金星上有大海吗
一直以来,人们都习惯认为金星是地球的孪生姐妹。它的大小、质量和密度都与地球相近,而且也有很厚的大气。现在我们也清楚,金星的表面是一片炽热的、没有任何生命的荒原。1982年3月前苏联行星探测器金星一13号和金星一14号的着陆器成功地降落到金星上,对金星表面土壤进行直接化学分析,才迈出了探测金星新的一步。
关于金星,曾有过许多猜想。有人认为金星的表面是一片汪洋,有人却认为是石油海,天体植物学者则说金星表面适合于生物生存等等,真是众说不一。因为它的真面目常常用厚厚的云层遮盖着。用光学方法无法穿透这块“蒙头纱”。金星的电视实况传播是1975年底,由金星-9号和金星-10号完成的。
控测器直接从着陆点发回了全景图像,此时人们才了解,藏在浓云后面的原来是一个没有生命的世界。那里温度高达450摄氏度,借助于装在金星卫星上的雷达,在几年的努力之后,科学家才绘制出了金星的地形图。从图上可以看出,表面2/3是丘陵地,高度达2500米以,上面有特别多的火山口;另外的部分是高原,深谷纵横交错,这里温度低于50℃。在山区发现一些火山,其中有的高达11000米,比珠穆朗玛峰还高一头,不过比火星的奥林普山(27000米)矮得多。平坦低地约占表面的30%,看起来非常像月海。
金星表面风速特别小,每秒都在1米以内,但这并不意味着它是根本不存在。苏联天体物理学家莫洛兹指出,在金星大气压条件下(100个大气压),风的呼叫声是特别大的,在那里,就像我们在地球上置身于闹市所感受到的喧嚣声一样。
计算和模拟试验表明,如果在金星和地球上扬起一样多的灰尘,那么,在金星上所需的风力仅为地球的十分之一。金星的天总是橙黄的,从未出现过蓝色。因为,它的大气密度太高,使得紫色、蓝色和淡蓝色光线都散射掉了。甚至连山岩,石头也是橙黄色的。这是从金星-13号和金星-14号发回的彩色照片中得知的。
这些橙黄色的岩石是由什么组成的?与地球上的岩石有什么区别?这一类问题,从照片上当然不可能得到解答。在金星-8号(1973年发射)。金星-9号和金星-10号(1975年发射)的着陆点,通过辐射探测,成功地测出了岩石中所含的放射性元素——钾、铀和钛,发现金星上也许存在放射强度与地球上的玄武岩和花岗岩相似的岩石。
金星有含硫的矿石。所以它没有冬夏,没有雨雪,非常有可能是硫的循环造成的。金星厚达25公里的云层可能就是硫酸雨滴组成的。含硫的气体是行星二氧化碳大气的重要成分,而表面岩层中又含有大量的硫。这究竟是物质循环的环节?还是偶然的巧合?目前还无法下结论。
金星大气是否特别干燥,也存在各种争论。金星-13号和金星-14号测出靠近金星表面的大气层含水蒸气大约不超过0.002%。这就绝对推翻了金星上可能有海的推论。金星表面没有一滴水珠,甚至连水分子也几乎没有,炽热的大气接触表面岩石,使岩石的化学成分发生改变,通过金星-13号和金星-14号的考察,首先,我们明白了金星上最多的是玄武岩,而且地区不同,其成分也不同。低地上大部分是火山熔岩产物,成分与地球海洋地壳的相同。这种岩石叫高钾含量碱性玄武岩。高原上的玄武岩含钾和镁的成分非常大。在地球上这种岩石生成得比较晚,不可能早于26亿年前。至于金星上是否曾经有水存在,目前还无法回答。美国学者宣称,从先驱者-金星号所测定的金星土壤的导电性中发现,高原被一层奇怪的导电性特别强的外壳包围着。但只有硫化铁才具有这种特性。金星号着陆区土壤分析证明了一条类地行星地质史的共同规律:玄武岩的火山活动是行星外壳长期演化不可缺少的一环。金星玄武岩的成分(硅、铝、铁等)与地球的相似,说明了太阳系所有行星的演化特征。
总而言之,对金星的探测已取得相当多的成果。人们对这颗行星的认识正逐步加深。总有一天,人们会将它的神秘面纱一层层揭开。
充满敌意的木星
木星是一颗非常奇异的星球,在地球上是无法想象的,它比我们地球的直径大11倍,外表覆盖着厚厚的彩色云层。
木星得到的光和热特别少。因为离太阳非常遥远。然而它在空中显得非常明亮是因为它非常大,而且它的云层比陆地或水面能更好地反射太阳光。
我们只要凭借一架小小的望远镜,就能看到这个遥远星球上的许多特别有趣的景色。首先我们会看到木星披着明亮的彩带,这是它厚厚的大气层中一条条的云带。
有时我们可以发现这颗行星的视面上有一个红斑。天文学家们在三百年前就发现了它,称它为“大红斑”。今天我们知道,“大红斑”是木星大气高层中一个猛烈的风暴,约有24100公里长,比地球大许多。我们还会发现木星并不是正圆的,而是中腰鼓起。它转动得特别快,转一周只需10小时,也就是说木星上的一天仅有10个小时!它厚厚的大气层顶端的云层,也随着以每小时约35400公里的速度转动,这样高的速度所产生的离心力把云层拉成一条一条的,因而造成行星沿赤道隆起。
离木星特别近的地方我们可以发现几颗极小的“星星”,实际上这根本不是恒星,而是卫星,木星有13颗卫星围绕它旋转,不过用小望远镜能发现的只有四颗。这是1610年意大利著名科学家伽利略观测到的。如果我们连续几个晚上标下木星及其卫星的位置,我们马上就会像伽利略在近四个世纪以前所做的那样,发现这些卫星环绕木星一周只需几天。
就算凭借特别大的天文望远镜,天文学家们也如我们用小望远镜一般,仅仅看到木星大气的顶层,要对这颗奇特的行星进行更具体的观察,就必须使用无人宇宙飞船。
第一艘探测木星的宇宙飞船是1972年发射的“先驱者”10号,接着是1973年发射的“先驱者”11号。这两艘飞船带回了木星大量近距离照片和有关情况,1979年3月又有一艘飞船飞近木星,这就是1967年发射的“旅行者”1号,而“旅行者”2号也在1979年7月飞向这颗巨星。
到目前为止,还没有宇宙飞行员冒险进入到木星的大气层,但科学家们认为,那隐藏在神密云层和风暴下面的世界,他们已能推断出。
在木星的天空下面翻腾着一片片红色。棕色和黄色的云海,漫无边际;天空一片漆黑,上面点缀着成千上万颗闪烁着的星星;在木星上看太阳,它只是一颗非常明亮的星星,它比从地球上看要暗弱27倍,但如果不带保护镜,它还是非常刺眼的。
和地球上一样,从木星上看到星星和太阳也是东升西落。而且由于木星短促的昼夜只有10个小时,所以太阳停留在空中的时间仅有5个小时!
在木星的天空中,最有趣的物体是它的13颗卫星。有一部分看上去只是星际中昏暗的亮点,另一部分则非常明亮,就像我们的月亮那样每月变换着月相。
最外层的伽利略卫星——木卫四,由于被陨星撞击了约40亿年之久,它的表面布满了环形山。虽然它上面没有高山,但却有一个在太阳系中从未见到过的奇观:在一个巨大而平坦的圆形盆地,周围镶嵌着一圈圈同心的山脉,就像一圈冻结了的海啸(潮汐波)。表面现象并不一定完全不可相信:科学家们推测,由于一颗特大陨星的撞击,将木卫四表面的冰层融化了,使水从撞击处向四处扩展,但又快速重新冻结,因而形成了这些山脉。
邻近的木卫三,也像木卫四一样,至少有一半是由水和冰构成,它有着平坦的山脊和看上去与地球上断层线相似的纵横交错的裂纹,这可能是由被某些地质学家称为“水震”的现象造成的。与木卫四相比,它表面的陨星坑较少,而且表层年代也只有木卫四的四分之一,约为10亿年。鲜艳的、橘红色的木卫一差不多与木星一样别具一格。它和月亮大小相似,每天从空中掠过一次。它的表面布满了高原、高地、干燥的平原和断层线,还至少有一个可能仍然活动着的大型火山,其直径为48公里。
让人没有料到的是木卫一的表面异常地光滑,这表明它还相当年轻(1千万年至1亿年)。它几乎没有陨星坑,没有这种痕迹的岩石体到目前为止仅发现一个。
直到现在,天文学家才发现最里层的木卫——木卫五,它仅仅是一个针尖大小的亮点。这颗微小的非伽利略木卫原来是一个奇形怪状的长形天体,它高约128公里,长约219公里。
最让人震惊的是,在木卫五的轨道里面存在着一股物质的溪流,这只能被解释为一个由大粒子所组成的光环。木星本身以前也曾被先驱者10号和11号宇宙飞船考察过,不过那时为什么没有发现木星的光环,这非常容易理解,因为这个光环差不多薄得像“纸”,大约厚1公里,从地球上无法看到它。
木星的上层大气,主要是由透明的氢气构成。因为木星引力比地球引力强两倍半以上,假如在地球上重45公斤的物体,那么在木星大气层顶端就将重120公斤,在明亮的、黄色的云层下面,是地狱般的高温和无法忍受的气压,在这种异常的条件下人类决不可能生存。
木星天空呈蓝灰色,是一个由冻结了的氨结晶所构成的浓密的、黄白色的云海。那里的气温可达到零下93℃!离地平线不远的地方,可以看到一个巨大的、红色的飓风在翻腾,它比周围的云层高出差不多8公里,这个风暴就是木星的大红斑!
继续下降到木星云层的深处,气温不断升高。太阳微弱的光线透过云星,比地球上的任何黑暗更黑。但是这里——木星大气层的深处,并不是静悄悄的,一种低沉的、地球上所听不到的隆隆声,从四面八方滚滚而来,这是旋转翻腾的风和云的吼声。
如果下降到1100公里,便会进入另一个氢的世界。这时,在极高的温度和压力的作用下氢变成了液态的海洋!惟一的光亮是来自周围的巨大闪电,它们使地球上的闪电看上去只不过是大大的火花,而这里的雷鸣则是异常的震耳。
这个氢的海洋深达24900公里,而且越往深处就越粘稠越热,称得上是茫茫宇宙间可能存在的最为恐怖的情况。
在地球上,氢是一种清澈的气体,但在这里,在异常高的温度和压力下,液态氢就压缩得如金属一般,可以传导热和电!
假如再下降3200公里,温度则更高。若想到达木星中心的地方,必须从一层960公里深的液态氢的海洋中穿过。在木星中心,有一个比地球大10倍的岩石心。这里的温度约达17000℃,简直让人无法相信。64400公里高的大气层的重力也是在地球上所无法想象的。因为木星温度高,又有大量的氢,它与太阳非常相似,而与地球差异极大。如果木星质量再加80倍,那它就可以成为一颗恒星。
在如此“恶劣”的地方,人们也许觉得木星上不可能有任何生命存在。但是,木星实际上是太阳系中最可能发现新生命形态的地方!它厚厚的云层包含着无数有机化学物质,它呈现出各种各样的颜色。在某一区域,存在与地球相似的温度和压力。那里的云层与几十亿年前孕育着生命的原始地球大气层特别相似。
同时,许多科学家指出,如果木星的云层中有生命存在,它们决没有智能,它们甚至没有藉以生长的土地和岩石。然而,它们可能是在云雾中漂游并可以呼吸木星大层中粗糙的化学物质的原始生物。有些科学家认为这种生物或许可能约有1.5公里那么大!
木星,一个神奇而又充满敌意的世界,人类何时才能去访问呢?
土星环之谜
1973年4月6日,美国“先驱者11号”宇宙飞船开始去探测太阳系中最大的行星之一——土星。这是人类首次访问土星。1979年9月1日,“先驱者11号”飞临土星。实现了对土星的近距离探测。天文学家说,它所发回的大量照片和数据,使我们对土星的了解更加透彻。它发现了土星的两道新光环,发现了土星的新卫星和磁场。
为了对宇宙进行深入考察,继“先驱者11号”之后,美国又先后发射了“旅行者2号”(1977年8月20日)和“旅行者l号”(1977年9月5日)两艘飞船。继续对土星进行考察。另外由于轨道设计巧妙,它在飞向土星的途中,还分别飞临土卫六、土卫三、土卫一、土卫二、土卫四和土卫五,并于1980年11月13日,在距土星124237公里处掠过土星,再一次对土星进行了深入的科学探测,送回了一万多张照片以及各种数据。从这些新的信息中,又有了惊人的新发现,使关于土星的教科书必须重新改写。有些科学家风趣地说,我们得到的关于土星的知识,比在以前的整个人类历史上所得到的还要多。
凡是用望远镜观看过土星的人,都为它那美丽的光环所吸引。淡黄的像桔子似的星体,围绕着发出柔和的白色光辉的光环,使人不得不惊叹大自然的绚丽多姿。
是什么构成这美丽而壮观的光环的呢?它们是固体的,还是由许多粒子组成的?
本世纪初,天文学家开勒尔将光环构造之谜破解了。根据开勒尔的测量,土星光环内缘的速度比外缘的速度要大,说明光环不是固体而是由许多冰冻的颗粒状小天体组成的。那么,它们是一个挨一个均匀地单层排列着,还是各种粒子互相重迭形成多层的排列呢?“旅行者1号”为我们提供了关于土星光环的新形象。它发现,在光环平面内有数百、数千条大小不等的同心环,环中有环,看起来就像是唱片上的纹路一样。大多数的环是光滑匀称的,但也有些是锯齿形的,有些呈辐射状,还有些像发辫那样互相扭结在一起,令人眼花缭乱。
“旅行者1号”的探测再次证明,土星光环是由无数大小不等的粒子组成的,粒子直径在几厘米到几米之间。这些粒子以惊人的速度围绕着土星旋转,并且还发出功率很强的无线电信号。
土星是太阳系中第二个大行星,距太阳平均距离约142700万公里,绕太阳公转一周大约29年半。土星体积巨大,赤道半径为6万公里。它的体积是地球的120多倍,而质量却只是地球的95倍,因此它的密度非常小,比水的还小。
土星表面被浓密的氢气云所笼罩,从地球上用望远镜看去,土星表面有些明暗交替的条带。这是土星上的气流形成的。偶尔出现的白色斑点,可能是土星风暴。“旅行者1号”,发回的照片向我们揭示土星表面特征极其丰富多采,既有斑点、晕圈,又有盘旋着的金色丝带以及漩涡状的棕黄色、黄色、桔红色、褐色的带状物,充分表现出土星表面气流翻滚、风暴迭起的剧烈活动情景。
最近,美国科学家对宇宙飞船发回的资料进行分析研究后确认,土星的自转周期约为10小时40分,比从前根据地面观测而计算出的自转周期要长26分钟。
此外,关于土星到底有多少颗卫星,也有了新的发现。
以前卫星数的记录被“旅行者1号”打破,土星卫星的数目由12个变成15。还会不会发现新的卫星呢?或许“旅行者2号”会再次打破这个记录。
必须提到的是,在土星的卫星家族中,天文学家最关注土卫六。1655年惠更斯首先发现了土卫六。一直以来,土卫六被誉称为卫星之王,是卫星中体积最大的,直径为5800公里。跟太阳系中其它卫星不同,土卫六是惟一有大气存在的卫星。过去认为它的大气主要成分是甲烷,地面测量它的温度也不是极低,因此人们推测它可能存在生命。当“先驱者11号”飞近土卫六时,正赶上太阳上发生了一次激烈的黑子爆发,使无线电通讯受到了干扰,导致地球上未能收到探测的结果。“旅行者1号”却给我们发送回来许多出人意料的情报。首先,发现土卫六并不是太阳系中最大的卫星,它的直径只有4828公里。因此,“卫星之王”的桂冠让木星的卫星木卫三(直径5150公里)夺得,土卫六只好屈居第二位。其次,“旅行者1号”发现,土卫六大气的主要成分也不是甲烷,而是氮占98%,甲烷的含量还不到1%,还含有少量乙烷、乙烯、乙炔等气体。
土卫六的大气厚度约2700公里,大气温度为-210℃。在如此低的温度下,大气中的氮可能呈液体状态,在卫星的表面上形成了液氮的湖泊。还发现土卫六云层顶端有氢氰酸分子,这是一种形成生命前的物质分子。
天王星也有环带吗
1977年8月20日,“旅行者2号”太空船从美国卡纳维拉尔角的肯尼迪太空中心用“大力神3E”型火箭发射升空,向着太阳系边缘飞奔而去。
“旅行者2号”的使命就是为了探测天王星。
1986年1月24日,“旅行者2号”经过八年的漫长岁月和48亿公里的长途跋涉之后,才从距离天王星的最近点飞过。早在1985年11月24日,“旅行者2号”就开始了对天王星的探测,这种探测一直延续到1986年2月25日。当然最关键的探测是“旅行者2号”横穿天王星赤道面及卫星群的那6小时。
“旅行者2号”太空船共携带了12种科学仪器,用于拍摄、探测和研究它所飞临的行星及其卫星。美国宇航局从1985年初就开始准备。这次“旅行者2号”到地球的距离比接近土星时的距离远两倍,所以传送信息的无线电波强度减弱了四分之一,传送速度也只有接近土星时的一半。为了能接收来自“旅行者2号”上的微弱电波,美国宇航局把位于澳大利亚堪培拉的64米天线与澳大利亚帕克斯天文台的64米天线联机工作,以提高整个深空跟踪网的接收能力。
1977年3月10日,出现了天王星掩恒星的罕见天象。美国、中国、澳大利亚、印度和南非的天文学家都对这一天象进行了深入研究,结果意外地发现天王星也有环带。
此后天文学家利用13次天王星掩恒星的机会,对天王星的环带进行了多次研究和反复调查。“旅行者2号”飞抵天王星之前,天文学家确认天王星共有9个环带。后来“旅行者2号”在成功地拍摄了天王星光环的同时,还详细考察了已知的5颗卫星,并同时发现了10颗新的卫星,送回许多令人叹为观止的精彩照片。从这些照片看,这5颗“老”卫星的地貌多彩多姿,可称得上是太阳系固体天体表面地形的缩影。
天卫四是天卫中最大的,它位于天王星的最外侧,直径1630公里。
天卫三在天卫中居第二,它位于天卫四内侧,直径1600公里。
天卫二的反照率在5颗“老”卫星中是最低的,因而也最暗,它的直径为1110公里。
天卫一在天卫中最明亮,它的直径为1330公里。
天卫五在5颗“老”卫星中最小,距离天王星也最近,直径500公里。
“旅行者2号”从1986年1月10日开始传送回天王星本体照片,以前天文学家预测天王星大气中氦的含量约为40%,但此次“旅行者2号”的观测资料表明,氦的含量约为10~15%,其它大部分是氢,这个比例与木星的大气组成相似。
天王星环绕太阳公转的“姿态”非常特别,它的赤道面与轨道面的倾角是97°55′,因此在天王星的一年(相当于84个地球年)中,太阳光轮流照射在它的南极和北极。
“旅行者2号”还捕捉到天王星发出的射电波,确认天王星的自转周期是16小时48分。天王星发出射电波是由于磁力线附近的电子运动而产生的,这表明天王星有磁场存在。天王星的秘密破解了许多,但新的疑谜又会不断增加。认识清楚天王星,还要靠科学家长期不懈地努力。
海王星上有火山吗
从海王星被发现后的143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公里的地方飞过。一下子改变了这种状况。通过“旅行者”从44.8亿公里的远方发回的照片,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,勒威那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1.28万公里,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公里的“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。地球上的风暴是由从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。这种热能是海王星石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,海卫一是惟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。
海卫一在它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惟一一颗真正的“蓝色卫星”。在海卫一的其它地方,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,海卫一的温度为华氏-400°,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,太阳系中另外只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融解后又重新冻结,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公里。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。
地球是如何形成的
今天,人们生活的地球是五彩缤纷,多姿多彩的,但地球是如何形成,如何演变成今天这个样子的呢?
从18世纪,法国生物学家布封提出彗星碰撞说,打破上帝“创世说”之后,关于地球成因的学说已达10多种。主要有彗星碰撞说、陨星说、宇宙星云说、双星说、行星平面说、卫星说等。
在众多学说中,被众多科学家认可的只有两种学说。
一是康德的陨星说与拉普拉斯的宇宙星云说。虽然在具体说法上有所不同,但二者都认为太阳系起源于弥漫物质(星云)。因此,后来把这个假说统称为——拉普拉斯假说,而被相当多的科学家认可。
另一种是碰撞说。现代宇航科学家发现越来越多的太空星体互相碰撞的现象。1979年8月30日,美国的一颗卫星P78-1拍摄到一颗彗星以每秒560公里的速度,一头栽入太阳的烈焰中。照片清晰地记录了彗星冲向太阳被吞噬的情景,12小时以后,彗星就消失了。
1887年,人们观测到一颗彗星在行经近日点时,彗星被太阳吞噬;1945年,也有一颗彗星,在近日点“失踪”。
苏联天文学家沙弗络诺夫还认为,地球之所以侧着身子围绕太阳转,是地球形成1亿年后被一颗直径1000公里、重达1012亿吨的小行星撞斜的。
既然宇宙间存在天体相撞的事实,那么,布封的“彗星碰撞说”便得到很多人认同。
地球的形成原因,到底是什么,迄今仍是一个无法破解的谜,有待科学的进一步研究。
地球生命的来源
现代科学指出,生命的化学演进最少需要10亿年,仅从无核细胞进化到有核细胞就需要10亿~20亿年。这就证明,地球上的生命是自产自生的说法并不准确,地球不是生命的母亲,而仅仅是位品格高尚的“奶娘”。
由此可见,生命到底来自哪里呢?只能到那广袤的宇宙中去寻找。于是就产生了天降论(又称宇宙“孢子”论)这种学说。这种学说认为宇宙间普遍存在着生命物质,而地球上生命的出现是以彗星、陨石为载体实现的。简单地说,彗星、陨石就像播种机,地球正好具备养育生命的条件,于是最终形成今天万物生机勃勃的世界。宇宙间无数的星球当然应该享有同等的机会,不过是否具备生命存在繁衍的条件就非常难断定了。
支持“天降论”观点的证据是,他们在许多坠落地球的陨石上发现有由孢子或细菌转化成的碳粒。
本世纪60年代初,美国学者乔治·克劳斯和巴特·内吉,在1938年坠落于澳大利亚塔斯尼亚的一块陨石上,发现一种奇怪的结构:这颗陨石上有丝状表层,形状与蘑菇特别相似。通过精确的辐射鉴年法显示,这颗陨石有与整个太阳系一样古老的年龄。这显然说明,早在地球诞生之前生命就存在。
法国博物学家希丰提出地球形成与彗星有关。他认为彗星与太阳相撞,把太阳撞下了一块碎片,冷却以后,便形成了地球,推翻了地球是上帝创造的学说,是由于天体运行规律而自然形成的。希丰还进一步解释说,包括地球在内的行星和巨大的太阳间存在着“亲缘”关系,就像小鸡与母鸡的关系一样。
1981年,生命携于彗星的说法进一步得到辅证。因为一批日本天文学家通过对彗星缜密的观测发现,彗星彗尾中粒子的大小与细菌的大小完全一样。同一年,美国天文学家又提出,彗星粒子释放出的辐射光与有机物释放出的辐射光完全一样。
不久以后,科学家们在金星、木星、土星的大气层中也陆续发现了与细菌相似的粒子。这证明,生命之源普遍存在于宇宙中。
近年来,射电天文学家们的发现更让人无法相信,在目前已判明的存在于星空中的50多种化学物质中,具有生命意义的至少有45种,好像整个宇宙,就是一部制造生命的奇妙机器。
持“生命源于宇宙”观点的人认为,生命和宇宙同源,大爆炸产生宇宙,也同时创造了生命。用这种理论勾勒出的生命历程简明而清晰:
生命是蛋白质的存在形式;
氨基酸是构成蛋白质的基础;
碳、氢、氧、氮是构成氨基酸的四大要素。
大爆炸时产生碳、氢、氧、氮,同时产生氨基酸等生命前物质,并在宇宙尘云中演化为原始生命形式,然后通过彗星、陨石为载体广泛播撒在无数颗星球上。比如说地球,由于条件适宜,于是生命之种就在上边繁衍、演化、进步、发达。
这里所说的仅是宇宙创造的无限生命形式中的一种——蛋白生命。因为地球的条件适合蛋白生命的存在,所以蛋白生命就选择了地球,但其它的星球——以我们地球人类现在的认识范围,认为不可能存在“生物”的那些荒漠球体上,也同样生存着一种或多种我们并不了解的生命形式,这种推测应该是合乎逻辑的。不过要作具体的断定,还需作进一步的研究。
地球有多大年龄
地球到底有多大年龄,一直以来是让许多人感兴趣的谜。
早在1862年,英国著名的物理学家汤姆森,根据地球形成时是一个炽热火球的设想,并考虑了热带岩石中的传导和地面散热的快慢后认为,假如地球上没有其它热的来源,那么,地球从早期炽热状态冷却到现在这样,至少不会少于2000万年,最多不会超过4亿年。
直到20世纪科学家才发现用同位素地质测定法测定地球年龄——这是最佳方法。科学家运用这种方法测定出岩石中某种现存放射性元素的含量,以及测出经蜕变分裂出来的元素的含量,再根据相应元素放射性蜕变关系,就能够计算出岩石的年龄。目前,科学家找到的最古老的岩石,它有38亿岁。然而,也有人认为,38亿岁的岩石是地球冷却下来形成坚硬地壳后遗留下来的,它并不是地壳的年龄。
那么地球的年龄到底是多少呢?60年代以后,人们在广泛测量和分析那些以流星形成坠落地球的陨石年龄以后,发现大部分陨石在44~46亿年,60年代末,美国阿波罗探月飞行,测取月球表面岩石的年龄也是44~46亿年。所以,在我们今天的教科书上,或一些科普读物上,都将地球的年龄定为46亿岁。
但是,对于地球46亿岁的结论还存在各种争论。如我国地质学家李四光,认为地球大概在60亿年前开始形成,到45亿年前才成为一个地质实体。
前苏联学者施密特根据他的“俘获说”,从尘埃、陨石积成为地球的角度进行计算,结果推测出76亿年的年龄值。
然而,多数的结论都是依靠间接证据推测出的。人们至今也没有发现地球上有它本身超过40亿年以上的岩石,因此地球的年龄到底有多大,还有待于做深入的研究。46亿年这个数字,也只是进一步研究的基础。
为何地球上有伤口
在许多人的眼中,我们生活的地球应是一个圆形的,其实不然,在这个“圆满”的地球上,有许多难以愈合的伤口,谁也不知道那“伤口”是怎样形成的。几万年过去了,至今仍留给我们许多未解之谜。
地球上最大的伤口是东非大裂谷和海底深处的大裂谷。
东非大裂谷从北亚的南土其耳一直延伸到非洲东南的莫桑比克海岸。裂谷跨越50多个纬度,总长超过6500公里。人们称它是“地球上最大的伤疤”。裂谷底部有些地方深不见底,积水形成40多个条带状或串珠状湖泊群。其中东非坦噶尼喀湖,是全球最深的湖泊,水深超过1400米。而在无水的裂谷带,巨大而狭长的凹槽沟谷,两边是陡峻的悬崖峭壁。同时裂谷带上活跃着火山带和地震带。在裂谷带的基伍湖下层,还发现至今形成机制还不清楚的甲烷气,储量高达500多亿立方米。68年代以来,在东非高原的裂谷带找到好几个碳酸岩火山,竟自地下深处喷涌出类似碳酸盐岩性质的岩浆来。但碳酸岩的形成原因各说不一。东非大裂谷还是人类最早的发源地。英国人类学家李基夫妇在坦桑尼亚奥杜韦峡谷,于1959年发掘到175万年前的东非人头盖骨,打破了人类历史不超过100万年的传统观点。后来,人们又在坦桑尼亚、肯尼亚和埃塞俄比亚境内的裂谷地带,找到更多更早的古人类骨骼或足迹的化石,报道年代有早至250年前、300万年前甚至500万年前的。关于东非人起源的绝对年代以及他们为什么选择在裂谷带生活,至今还是个谜。而东非大裂谷究竟是由河流冲刷而成,还是因为地壳沉降形成一个夹在两边的峭壁间的“地堑”,至今未有定论。
总之,地球上的伤口,现在仍无法知道它的形成原因,只有等科学的不断发展,再去破解。
地球上的水来自何方
人们的生活和生产都离不开水。但是地球上的水到底来自何方呢?
迄今为止,许多科学家一直认为,地球上的所有的水在地球形成之日就先以蒸气的形式存在于炽热的地心中,而在地球最初5亿年的燃烧过程中,水蒸气从火山口爆发出来,冷却而形成河流、湖泊和海洋。他们还认为,地球上的水在渐渐地蒸发,穿越大气层并散逸到太空中去。
但是不久前,美国衣阿华大学一个以天体物理学家弗兰克为首的著名研究小组,提出了与这一传统理论相相反的观点,发表了地球上的水有来自彗星的可能性的新假说。他们提出,地球上的水是来自太空,而不是来自地心。是从地球形成之后才慢慢地注入地球,而且水的总体积也在缓慢地增加。
弗兰克是位极认真负责的学者。关于地球上水来自彗星的新假说的提出,他与他的同事们整整研究了五年多。1981年,弗兰克与克拉文一起为“动力学探测者——I号”卫星研制了一套光学系统,配置了两台可见光摄像机和一台紫外摄像机,其作用是拍摄大气和大气层中电活动现象的照片。
但是,同时也出现了奇怪的现象。当用紫外摄像机拍照并用计算机着色后,地球受到太阳照射的那一面,上空的大气应该形成均匀一致的、明亮的桔黄色。但恰恰相反,科学家们很快就发现桔黄色的地轴上出现了许多黑色的小斑点,而且每个黑色斑点突然出现,几分钟后又突然消失掉。这些黑色斑点是何物?开始时,也许是因为弗兰克正聚精会神研究极光、等离子体等而没有注意到。因此他并没有重视这一现象,只是简单地认为,它们是因为某种电子干扰造成的,并以此来回答其他科学家们提出的疑问。直到1982年底,他的学生利用计算机对卫星照片进行信息处理时,发现计算机“读出”的照片上黑色斑点数据时而运行时而停止的反常现象。这时才引起了弗兰克的注意,促使他去揭开黑色斑点之谜。
不过那时弗兰克仍坚持说这些黑斑是由于卫星在传送照片的过程中,非常偶然地受到来自其他卫星、闪电或地面无线电波发射台的干扰而形成的。为了证实他的观点,他将过去十年间陨星进入大气层的雷达记录都收集到一块,把陨星残骸的运动与黑色斑点的运动进行对比分析。他没有料到的是,黑色斑点与陨星残骸的运动方式完全一致。这明显向他表明,黑色斑点不是电子干扰造成的,而是与陨星一样,是某种客观存在的物体。因为,若是后者的话,黑斑的运动方式应该完全是没有任何规律可循的。
为了证实黑斑是客观存在的物体是事实,1985年,弗兰克又深入做了如下试验:把紫外摄像机镜头对着大气层外缘的氢气云进行拍摄,发现氢气云与“早晨的浓雾”一样。当他们把镜头的焦点调到氢气云的里面时,他们惊喜地发现“几十个黑色的大圆盘”从大气层外起飞,然后坠入大气层之中,朝着地面迎面飞来。开始时这些圆盘很小,但一段时间之后,变得越来越大,越来越黑。这一观测结果,毫无疑问地向他们表明:黑色斑点确实是客观存在的某种物体。弗兰克还估算出,这种物体的直径大约在48公里左右。
那么,它们到底是何物体呢?弗兰克等人提出了许多种假设,但很快又都否定了。
最后,弗兰克研究小组对大气中所有数量充足的分子都逐个地进行分析。后来他们发现,能吸收频带足够宽的波长而呈现黑色只有水分子。这使他们证实了,照片上黑色斑点,是高层大气中大量的水分子聚集而形成的气体云造成的。那么,这么多的水分子是从什么地方来的呢?此时,他们才开始关注到彗星,也就是银河系中往返运动着的冰雪球。他们计算出,冰球的直径必须为9~12米,而且要覆盖有足够厚且松软的雪,才可以在大气外层形成48公里宽的气体云。于是,照片上的黑色斑点的出现和消失就很好解释:当彗星进入大气层,在大气摩擦、太阳辐射和地球引力的作用下,被粉碎而形成云时,就有黑斑出现;当云以水蒸气形式消散到大气下层时,黑斑也就消失。
黑色斑点之谜终于破解了。
1986年5月,弗兰克研究小组在《地球物理评论通讯》杂志上发表了他们的研究成果,将地球上的水可能来自彗星的新假说提了出来。一个由冰雪球组成的彗星海存在于太阳系中。彗星海中每一颗彗星的体积比一间住房并不大许多,犹如沧海一粟。所以在太阳系这个大家族中并没有多少人会注意它,但它们的数量却无法计数。自45亿年前地球诞生以来,它们就在地球引力的作用下,以20马赫的速度和每分钟大约20颗,每天28800颗的数量,成群结队地向地球冲来,每天如此,从没有间断。当它们到达距地面1400~2400公里的高度时,在引力作用、太阳辐射和大气摩擦的撞击力的合力下,把它们击得粉碎,成为细小的冰微粒消散在稀薄的大气流中,最终以雨或雪的形式降落到地面,导致地球的宽度每年约增加四千分之一厘米。这使地球在经历过地质年代之后,形成我们今天所知的河流、湖泊和海洋就足够了。
假如弗兰克的假说可以成立,将可以用来解释许多的地球物理学之谜。例如,当来到地球的彗星太多,形成过厚的球状冰云覆盖地球、遮挡阳光时,可能就会出现冰河时期。而且由于该覆盖层而导致剧烈的气候变化,从而使我们所知的整个生物物种包括恐龙都大量灭绝。又如,当复杂的有机物分子被包在冰雪覆盖着的彗星内部时,绝对可以安全地穿越大气层而降落到地面上,从而可能为地球上的生命来自宇宙空间这一长期设想提供新的凭证。
彗星海不仅向地球输送大量的水,而且可能曾向木星和天王星中某些表层至今仍然是冰的卫星输送过水。火星两极的白色冰帽也许就是彗星冰,而神秘的火星运河则可能是在火星的青春期被流动的彗星水冲刷出来的。同样,土星光环之间的辐射带,也有可能是彗星飞快地从一个光环冲向下一个光环时扬起的尘埃造成的。
由于这一假说涉及生命的起源、海洋、冰河时期和火星运河的成因等多个领域,所以,有关科学家们自然会给予极大关注。虽然有少数科学家曾对这一假说提出了各种疑问,但就目前而言,这一假说是最激动人心的新思想,谁都不可以轻易否定,只能对它做深入的研究。
地球里面是什么
我们所生活的地方是地球的表面,对于表面的许多东西已相当熟悉,于是,人们又开始探索地球的里面有些什么东西?
我们采掘的矿井,最深能达到一两千米。而钻井的一般深度也只有三到五千米。为了特殊目的而打的超深钻井,最大钻探深度也不过万米左右。而地球的半径足有6300多千米。那么地心深处到底是什么呢?怎样去了解呢?
地球上的火山活动告诉我们,地下有炽热的岩浆,而岩浆又可分为酸性岩浆和碱性岩浆。但是,岩浆并不是来自地下很深的地方,最多也不过来自地下几十千米到几百千米。那么更深的地下是什么呢?
科学家们又通过地震了解地下。人们发现,地球内部有两个引起地震波变化的深度。一个在地下33千米处,一个在地下2900千米处。在33千米深处,地震波传播速度突然加速;到地下2900千米深处,地震波速度突然下降。
地震波传播速度为什么会发生变化呢?原来,地震波如果是在固态物质中传播,速度就低;如果在液态物质中传播,速度就快。据此,科学家判断,在地表33千米以内,一定是固态的物质,这一层称为“地壳”。由33千米到2900千米,地震波速度与地壳内的传播速度相比明显加快,这里可能存在着一种近似于液态的岩浆物质。这一层称为“地幔”。当地震波传到地下2900千米以下,一直到地心,地震波再次减慢。于是科学家推测,这一部分可能又变成了固态物质,称它为“地核”。这样,地球就划分出地壳、地幔、地核三个圈层。
地壳以下究竟是些什么东西呢?是不是与地壳的元素分配相同呢?科学家推测,在地幔层,氧和硅的含量会比地壳有所减少,铁与镁的成分有所增加。在地核部分,大概铁与镍有明显增加,所以有人把地核又叫做“铁镍核心”。但这些还都停留在假说阶段,至于地球里边到底藏有哪些物质,还有待研究。
一颗地球卫星来自何方
1983年1月~1983年11月间,美国发射的一颗红外天文卫星,在猎户座方向两次发现一个不知名天体。从某些情况还表明它在空中有稳定的轨道。
1988年12月,前苏联科学家通过地面卫星站发现地球轨道上有一颗神秘的巨大卫星出现,当时他们以为这是美国“星球大战”中的卫星。不久之后前苏联方面才弄清楚,美国的科学家也同时发现那颗神秘的卫星,而美国人却以为它是属于苏联的。
美苏两国高层官员通过外交途径接触和讨论,双方才搞清楚那颗卫星不属于它们任何一方。以后的一系列调查表明,法国、西德、日本或地球上任何有能力发射卫星的国家都不曾发射它。
1989年,在瑞士日内瓦召开的一次记者招待会上,前苏联的宇航专家莫斯·那诺华博士公开了此事。他强调说:“这枚卫星是1988年底出现在我们地球轨道上的。它绝对不是来自我们这个地球。”
根据前苏联的卫星和地面站的跟踪显示,这颗卫星具有异常巨大的体积,具有钻石般的外形,而外围有一维的强磁场保护;内部装有十分先进的探测仪器。它对于地球上每一样东西似乎都可以扫描和分析,包括所有生物。同时它还装有强大的发报设备,能够将搜集到的资料传送到遥远的外空去。
此事公开之后,至今世界上已有200多位科学家表示,愿意协助美苏去研究这颗可能是来自外太空某一个星球的人造天体。法国天文学家佐治·米拉博士说:“很明显,这颗卫星它飞行了许久才来到地球,它的设计也证明是如此。虽然只是初步猜测,但我敢断定它至少有5万年的历史!”
不仅有完好的外来人造卫星运行在地球轨道上,而且有爆炸后的外星太空船残骸。前苏联科学家在20世纪60年代初期,首次发现一堆离地球达2000公里的特殊太空残骸。在多年研究后,他们才搞清楚那是一艘由于内部爆炸而变成10块碎片的外星太空船的残骸。
莫斯科大学的天体物理学家玻希克教授说,他们运用精密的电脑,追踪这10片破损残骸的轨道,发现它们最初是一个整体,据推算它们最早是在同一天——1955年12月18日从同一个地点分离,很明显这是在一次强力爆炸下形成的。他说:“我们确信这些物体不是从地球上发射的,因为苏联在大约2年之后,也就是1957年10月才成功发射第一枚人造卫星。”
著名的前苏联天体物理研究者克萨耶夫说:“其中两个最大片的残骸直径约为30米,人们可以猜想这艘太空船最少长60米,宽30米;从残骸上看,它外面有一些小型圆顶,装设望远镜、碟形无线电以供通讯之用,另外,它还有供探视使用的舷窗。”这位研究者补充说:“太空船的体积表明它有好几层,可能有5层。”
另一位前苏联物理学家埃兹赫查强调说:“我们从多年搜集到的所有证据可以看出,那是一艘机件故障的太空船发生爆炸。”他还说:“在太空船上非常可能还有外星乘员的遗骸。”
鉴于前苏联科学家的发现,美国同行也产生了浓厚的兴趣。美国核物理学家与宇航专家斯丹顿·费德曼说:“如果我们到太空去将这些残骸收回,相信我们能够将它们拼合起来。”
更有意思的是,就在前苏联人宣布他们发现外太空飞船残骸的10年前,美国一位天文学家约翰·巴哥贝曾在国内一份著名的科学杂志上发表了一篇文章,其中提到有10块不明残片像10个小月亮似地围绕地球运行;这位天文学家提出,它们是一个庞大母体的分裂体,而这个不明物体分裂的时间就是1958年12月18日。这正好与前苏联科学家的研究结果不谋而合;同时巴哥贝也驳斥了炸裂物体的存在只是一种自然现象的可能性。
这颗神秘的地球卫星到底来自何方,还在研究之中。
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?
二十世纪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30年代,核物理学家第一次探测出太阳和其它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,因此就会发生其它核反应,使太阳变热膨大。在这种情况下,地球也就接近死亡,它会被烤成灰烬,最后又挥发掉。当然这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,是否还有其它的什么呢?
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,地球和其它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,地球将毁灭。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,使百分之七十五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。
“中华”星为何失踪
1928年11月,中国留美学生张钰哲,在美国叶凯士天文台发现了一颗新的小行星,这是中国人发现的第一颗小行星。因此成为中国现代天文学史上的一大光荣记载。
当时,张钰哲正在美国攻读博士学位,他利用叶凯士天文台的60厘米反射望远镜进行天文观测。当他检查拍摄的一张底片时,意外地发现一颗条状的星象,他连续一个月对这颗星进行观测,并对此进行了精确的计算,证实这是一颗新发现的小行星。
根据国际惯例,星座的发现者有权为它命名。为了表明中国人在国际天文学上也占有一席之地,做出过杰出的贡献,张钰哲就将这颗编号为1125号的小行星命名为“中华”。
50年代,张钰哲从美国留学归来,准备对“中华”再次进行观测。1957年10月,他利用紫金山天文台的一架60厘米望远镜寻找这颗他已经20余年未再见面的小行星。这期间,他与同事已发现了好几颗小行星,其中有一颗与“中华”非常相似,但不能确定。他发表了一篇文章介绍了自己的观测结果。
1977年,张钰哲仍未找到原“中华”的踪影,但是对1957年观测到的那颗酷似“中华”的小行星有了很准确、很精密的结果。后来,国际小行星中心决定用这颗小行星替代“中华”。
原来的“中华”到底是不是现在的这颗,它是否还在太空中遨游,如果它已不存在,那它突然失踪的原因又是什么呢,这许许多多的疑问只是一个谜,一时之间还没法解答。
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一七八九年提出的,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。
白洞的秘密
20世纪60年代,当黑洞的热潮还未退去之时,有人又提出白洞的预言,于是又多了一个关于白洞的谜。
黑洞是一个无底洞,不管什么物质一旦掉进去都别想再出来,只进不出。白洞恰恰相反,它允许内部的超高密物质离开它的边界,进入广阔的太空,却不允许任何物质进入它的边界之内,是只出不进。白洞像个无穷无尽的源泉,不断向外界喷射物质,即向外界发出辐射,抛出最终能够构成气体和恒星的物质。
白洞的提出是高能天体物理研究的产物,例如,60年代人们发现的类星体体积特别小,但亮度却特别高,人们猜测其中可能就存在白洞。
白洞源源不断往外喷发的物质究竟是从哪里来的呢?有人认为,它来自黑洞。甚至有人提出一种假设,即白洞与黑洞是相通的,二者之间有一条通道,正是这条通道把黑洞吸积的物质运到白洞喷发出去。进入黑洞的物质没有完全被黑洞消化,而是以“热辐射”的方式稳定地向外发射粒子,即“自发蒸发”。英国的天体物理学家霍金认为,黑洞具有一定的温度,其数值与黑洞的质量成反比。自发蒸发使黑洞质量减少,温度升高,又反过来促使自发蒸发加剧。由于这样地正反促进,使黑洞的蒸发越来越强烈,最后便以反收缩方式猛烈爆发,形成了不断向外喷射物质的白洞。黑洞把宇宙中的物质吞食,白洞又把物质还给宇宙,这是一个多么和谐、平衡的宇宙啊!
前苏联科学家诺维柯夫把白洞的形成同宇宙爆炸的理论联系起来,提出了“核延迟”理论。他认为,宇宙在大爆炸的最初时刻,由于爆发不均匀,有些超高密度物质并没有立刻膨胀,而是过了一段时间才发生爆炸,成为新的局部膨胀的核心,这就是白洞,有的核心延迟了上百亿年才发生爆炸。
对于白洞的存在与否,与黑洞一样,只是一种假想,必须在找到了确切的证据之后,才可以给它下一个正确的定论。