星际穿越:那些匪夷所思的宇宙常识-仰望璀璨星空——星辰与星系
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    离开地球,穿越土星附近的虫洞,登陆黑洞周围的行星……不管是在《星际穿越》里,还是在我们的日常生活中,浩瀚宇宙里的日月星辰永远在激发我们的想象力。

    太阳黑子与太阳耀斑

    作为茫茫宇宙中一颗十分普通的恒星,太阳与人类一样,都会生老病死。在我们所生存的太阳系中,太阳是这个星系的中心。太阳是太阳系内唯一一颗能够发光的巨大球体,并且因为其本身所具有的巨大质量和引力,使得整个星系的星球都围绕着太阳转动,而且太阳还以惊人的速度把光和热辐射出去,正因如此,地球才具有了诞生生命的可能性。

    在太阳系内,除了太阳这颗恒星之外还存在着行星,比如地球。这些行星因为距离太阳的远近以及受到太阳引力的影响,形成有规则的运转轨道。

    在古代欧洲,人们都相信太阳就是一个光洁的白玉盘,其表面一定是完美无瑕的。但是在17世纪,伽利略通过望远镜观察发现,太阳并没有人们想象的那么完美,因为他看到太阳的表面上有一些黑色的点状物体。面对这种现象,伽利略并没有提出新的见解,只是觉得这可能是水星或者金星凌日。

    在这方面,中国古代的天文学研究就比较先进了。在战国时期,研究者认为这些黑色的点状物体应该是一种日食现象。到了公元前28年,中国的官方研究人员就专门对太阳表面的黑色点状物体进行了记载:“河平元年三月乙未,日出黄,有黑气,大如钱,居日中。”这是关于太阳黑子最早的记录。

    后来,伽利略对太阳表面的这种黑色点状物体进行了长期的观察研究后才发现,黑子是一种太阳现象,是太阳本身就存在的,而不是因为其他星球的影响。然后,伽利略把自己的观察研究写成了报告:“我经过多次的观测发现,那些黑色的点状物体是太阳上的物体,它们在太阳上不断地形成与消失,但是这个形成与消失的过程并无规律可循,因为时间长短不一致。”在伽利略的这份报告中,人类第一次提出了“太阳黑子”的概念。

    后来经过人们的研究发现,太阳黑子出现的频率是有一定的规律的,其周期为11年。但是太阳黑子出现的数量并没有什么规律,有时候多,有时候少,有的年份甚至没有太阳黑子出现。而且黑子产生后几天到几个月就会消失,从而继续产生新的黑子。

    此外,太阳黑子的出现还有一条规律,就是太阳黑子的分布规律。太阳黑子并不出现在太阳的全部表面上,而只出现在太阳纬度上的某些地方。例如,在太阳赤道上就很少看到太阳黑子,但是自赤道向北向南就会逐渐增加。

    当太阳黑子出现在太阳上的时候,那就说明太阳上出现了极大的风暴,就好像是地球上的飓风,而且会影响太阳的磁场。不仅如此,地球的磁场和电离层也会被干扰。

    当太阳黑子爆发的时候,不仅会影响我们的通信,还会引起火山爆发、地震,甚至会引起人类心脏和神经系统方面的疾病。

    当太阳上的风暴非常严重的时候,那么太阳黑子出现的频率就会大大增加。这样会直接导致无线电讯受到严重的影响甚至是被中断,给飞机、轮船、人造卫星等通信和交通工具的安全造成巨大的危害。而且,由于太阳黑子对地球磁场的干扰,使得指南针不再具有辨别正确方向的功能,动物甚至会出现迷路的现象。

    最重要的是,太阳黑子的频繁出现还会对人类的身体健康产生不良的影响。例如,在1173年到1976年这八百多年内,地球上一共发生了56次大型的流行性感冒。而流行感冒出现的时间恰恰是太阳黑子爆发最频繁的年份。而且,当太阳黑子的活动处于高峰期时,死于心肌梗死的病人数量也在增加。

    对于这种现象,科学家给出的解释是:在太阳黑子活动的频繁期内,太阳会放射出大量高能粒子流和X射线,这会使得地球磁暴,当出现磁暴现象时,地球的气候就会出现异常,进而导致大量微生物繁殖,微生物就是流行性疾病的根源所在。

    而且,太阳黑子的活动还会使得地球上生物体内的物质成分出现电离现象,会使感冒病毒细胞中的遗传因子发生变异,给感染力强的亚型流感病毒变成凶猛的流行性感冒提供了机会。

    一位瑞士的天文学家通过自己的观察发现,当太阳黑子较多的时候,地球上的气候就会变得干燥起来,农业会获得丰收;太阳黑子较少的时候,地球上就会发生暴雨,甚至会引发水灾,导致农业产量降低。地震工作者发现,当太阳黑子数量明显增多的时候,地球上的地震也会随之增加。植物学家发现,地球上植被的生长速度会随着太阳黑子出现的周期规律而发生变化,在太阳黑子多的年份中,植物的生长速度就快;在太阳黑子少的年份中,植被的生长速度就慢。总而言之,地球上的许多事物都与太阳黑子密切相关。

    与太阳黑子相反,太阳的表面上还会出现一些比较明亮的光球或是斑点,而且这些斑点总是出现在太阳黑子的附近,这就是所谓的耀斑。

    太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动,其周期与太阳黑子十分相似,也是11年。太阳耀斑对地球的影响比太阳黑子要大得多,尽管耀斑出现的时间往往只有几分钟到十几分钟。因为当太阳出现耀斑的时候,就会释放出巨大的能量。

    当然,太阳耀斑的爆发也会有强有弱。当太阳耀斑爆发的强度比较小时,耀斑所带来的高能带电粒子流会发射给周围的星球,当地球接收到这种高能带电粒子流时,在进入地球的大气层之前,会首先和地球的高层大气“打招呼”并产生作用,进而干扰地球的磁场,影响无线电短波的通信功能。

    这种轻微的影响的确发生过。据说在第二次世界大战期间,德国的一位司令部报务员布鲁克正在操作无线电台的时候,就突然出现了太阳耀斑,据他本人描述,他戴着的耳机中的声音突然间消失了,不论他怎么改变频率都听不到任何声音。经过检查,布鲁克并没有发现电台有什么毛病。就在这短短的几分钟内,情况变得异常混乱起来。因为消息传不出去,所以前方正打得热火朝天的战场突然接收不到上级的命令了,陷入群龙无首的状态,自乱阵脚,最终这场战役以失败而告终。负责操作无线电台的布鲁克被认为负有不可推卸的责任,最终被送往德国军事法庭接受审判,由于布鲁克在工作中出现的严重“失误”导致了不可挽回的后果,所以被判处死刑。面对这种冤枉,布鲁克只能埋怨自己运气不好。

    虽然这种爆发程度较轻的耀斑一般不会给地球上的人们造成什么实质性的危害,但如果是徘徊在地球周围的宇宙飞船和宇航员就会面临灭顶之灾。地球上之所以不会受到影响,是因为地球大气层的保护作用。但是如果没有了这层保护,太阳耀斑爆发出来的大量高能粒子就会对宇宙飞船和飞船内的宇航员造成巨大的危害。

    【地球躲过的两次太阳耀斑】

    在2003年和2011年的时候,太阳就爆发过两次强烈的耀斑,但是并未对地球产生什么明显的危害。这是因为地球的运气实在是太好了。在2003年的时候,天文学家观察到太阳耀斑爆发的带电粒子从太阳上集中发射出来,即使在地球上也可以观察得一清二楚。但是这些带电粒子所携带的巨大能量和破坏力并未波及地球,因为这些带电粒子被太阳风阻扰了,进而减轻了对地球的影响。

    太阳风的现象发现于1958年。在此之前,人们就已经发现了彗星的尾巴总是背向太阳的现象,于是猜测这可能是由于从太阳“吹”出来的某种物质造成的。在1958年的时候,美国发射了一颗人造卫星,在这颗人造卫星上安装了粒子探测器,通过粒子探测器发现太阳上有微粒流放射出来,所以人们把这种现象称为“太阳风”。也就是说,太阳风是从太阳大气最外层的日冕向空间持续抛射出来的物质粒子流。

    在2011年爆发的太阳耀斑比2003年更加强烈,在这次太阳耀斑爆发中,太阳将100亿吨高能粒子发射出来,并且以超过每小时500英里的速度前进。幸运的是,这次的太阳耀斑并未面向地球,所以地球侥幸地逃过了这场灾难。

    哥白尼与日心说

    1473年2月19日,尼古拉斯·哥白尼出生于波兰托伦的一个富裕家庭中。哥白尼在十八岁的时候进入克莱考大学学习,学习的内容主要涉及法学、神学与医学。后来,哥白尼离开了自己的祖国波兰,前往外国学习医学与宗教学。

    在此期间,哥白尼认识了著名的天文学家德·诺瓦拉,并向诺瓦拉学习了观测天文现象的方法。后来,哥白尼接触到了古希腊学者亚里斯塔克记述的古典日心说,在这套理论中主要说明了一个现象,即地球围绕着太阳转动。对于这个理论,哥白尼感到很新奇,而且他本人也非常感兴趣,于是开始着手研究。

    数十年后,哥白尼出版了一本划时代的天文学著作《天体运行论》,在这本书中哥白尼详细叙述了日心说理论。这本书在当时产生了巨大的影响,对主流思想——地心说产生了巨大的冲击力。

    古希腊天文学家克劳狄乌斯·托勒密在他的著作《天文学大全》中提出了地心说的观点。由于托勒密的地心说不论是在几何结构还是哲学观点上都与亚里士多德的观点相一致,所以不仅被大多数人所接受,甚至还被整合为罗马教廷的神圣教义。

    在当时的形势下,哥白尼能鼓起勇气写出一部有关日心说的著作,勇气可嘉。因此,哥白尼被认为是杰出的科学家,而且还是强烈反对宗教压迫的科学家。就像有人对哥白尼作出的评价:“因为哥白尼提出了日心说,所以自然科学借以宣布独立,并且让自然哲学从神学中解放出来。这是哥白尼向统领着自然事物方面的教会权威提出的挑战。”

    但是,这一切都是真的吗?哥白尼真的是一个名副其实的科学家吗?他提出日心说是为了宣扬自然科学吗?

    有的科学家认为,后人夸大了哥白尼在天文学上所做的贡献。在《天体运行论》中,哥白尼的确提出了日心说,但这并不是哥白尼发现的。事实上,哥白尼所阐述的行星位置的计算方式完全是古人的办法,而且所得出的结果也与古人的一致。哥白尼体系中最重要的理论成果并不是哥白尼的功劳,而是第谷·布拉赫和开普勒等许多天文学家共同努力完善的结果。

    相关研究人员认为,哥白尼之所以提出日心说,并不是想反对宗教,而是希望有一种新的模式可以替代托勒密的天文模式,因为托勒密的学说毕竟烦琐而且复杂。哥白尼还提出,天体的运动轨迹是圆形的且运动速度大小均匀,这与后来的科学结论完全不符。

    关于日心说理论的建立,伽利略功不可没。伽利略通过望远镜的观察发现,金星会和月亮一样出现位置的变化。对于这种变化伽利略进行了几何分析,最终得出结论:金星是围绕着太阳转动,而不是围绕着地球转动。这一结果不仅用实验数据证明了日心说,而且使日心说理论变得严谨起来。

    月球——比地球更古老

    月球是一颗环绕地球运动的卫星,与地球之间的距离非常近,对地球的影响也很大。由于月球是地球周围唯一一颗天然卫星,所以人们很好奇月球的起源。

    关于月球的起源,到目前为止有三种猜想。第一种猜想被称为“同源说”,即认为月球与地球是一起形成的,皆起源于46亿年前一团宇宙中的尘埃。第二种猜想被称为“母子说”,即认为地球是月球的“母亲”,月球是从地球的太平洋地区分离出去的。第三种猜想被称为“俘获说”,即认为月球是地球的俘虏,在一次偶然的情况下,月球一不小心进入到了地球的引力场内,并被地球的引力锁定在轨道上。不过,这三种猜想在“阿波罗”登月探索后都被击破了。

    第一个登上月球的宇航员是美国的阿姆斯特朗,当时他从月球上取走了四块岩石。研究者经过对这块岩石的检测发现:这些岩石的年龄分别为36亿年、43亿年、45亿年、46亿年。而地球上到目前为止所发现的最古老的岩石年龄才是37亿年。也就是说,月球的年龄要远远高于地球。这样一来,以上的三种猜想都无法成立了。后来经过对月球大量的研究分析,研究者得出了一个结论,即认为月球上99%的岩石年龄都要比地球上90%年龄最大的岩石更加年长。

    更令人惊讶的是月球土壤的年龄。研究者经过对比发现,月球土壤的年龄至少比地球土壤的年龄大10亿年。不过,研究者对从月球上采集的岩石和土壤进行了比较分析后却发现了一个令人震惊的现象,这些土壤与岩石没有什么关系,好像来自于月球之外的星球。此外,月球上还有22个“月海”,月球上“海”的概念与地球不同,月海具体是指月球表面上比较低洼的平原。

    由于月球上没有水与空气的存在,所以会出现一些我们地球上所不会出现的状况。也就是说,月球的表面不会像地球一样发生变化,永远是死气沉沉的。在地球表面上,不只是土壤就连岩石都会被气候变化磨损,在年复一年的时间流逝中受到风化和水的腐蚀。月球表面有时也会出现变化,但是这种变化往往来源于外界,当太空陨石撞击月球时,就会在月球表面砸出一个巨大的坑来。

    由于月球表面上的大气密度远远低于地球,没有大气层保持温度,所以当月球表面被太阳照射的时候,会变得异常炎热。当没有了太阳的照射后,月球表面的温度会急剧下降,变得十分寒冷。这种温度变化在日落前后迅速完成。

    地球上的大多数自然灾害都与月球密不可分,甚至可以说自然灾害就是月球的错。月球之所以围绕着地球运转,是受到了地球强大引力的影响。而月球本身也存在着引力,虽然这种引力不会让地球围绕着月球转,但是却可以把地球拉歪,使得地球以一种奇怪的姿势围绕着太阳运转。

    正因为这样,地球上才会出现春夏秋冬的气候变化。比较靠近两极的地区,例如俄罗斯在每年冬天的时候就会出现非常寒冷的天气,寒冷到植被都会停止生长,农业产量会大大降低。而位于赤道附近的地区,例如非洲就会出现严重的旱灾,同样出现农业产量降低的现象。

    如果没有月球的存在,那么月球对地球的引力就会消失,地球就不会再倾斜着围绕太阳运转,而是以斜角0°的角度围绕着太阳运转。这样一来,地球上所存在的春夏秋冬的季节变化就会消失,整个地球的气候会变得宜人。在这种舒适的环境中,植物会不断地生长,农业产量会大幅度提升,从而消灭了饥饿与寒冷对人类的影响。

    面对月球给地球带来的灾难,俄罗斯科学家就建议把月球炸毁。这对于拥有现代科技的人类而言并不是什么难事。只要使用核武器,就可以成功炸毁月球。在火箭上装载6000万吨级别的核弹头,把它们发射至月球的方向就可以了。

    虽然实施炸毁月球计划能给我们人类带来许多好处,但是依然有不少科学家反对。毕竟这个炸毁计划的后果是不可逆的,如果真的把月球炸毁了,出现了什么无法挽回的严重后果,人类一时间又无法造出一个类似于月球的卫星,那将得不偿失。

    除此之外,地球上的潮汐也与月球的引力相关。在海边,海潮的涨落规律与月球的周日视运动相互联系。也就是说,当月球在天空的某处时会引起海潮,那么当月球下一次移动到这个位置的时候,依旧会导致海潮现象的出现。这是因为月球引力对地球上海水的作用。

    除此之外还有一种现象,那就是一天之中发生两次潮汐,不仅地球对着月球的这边会出现海潮,就连背对着月球的位置也会出现潮汐。这种现象与一个引力理论有关,即引力的大小和距离的平方成反比例。也就是说,当距离越远时,引力的作用就会越小。因此,靠近月球这一面的海水会发生潮汐,背对着月球的一面也会发生潮汐,只是受到的引力大小不同。这种引力大小之间的差异直接导致了一天内发生两次潮汐的情况。除了月球之外,太阳也会引起潮汐现象,只是这种潮汐效应没有月球造成的大。

    月亮:外星人的宇宙飞船?

    前面,我们从科学的角度探讨了月亮的起源。关于月亮,还有另外一些更吸引人的说法。因为月球是围绕着地球运转的卫星,再加上月球的公转与自转的周期都一样,所以月球总是把自己的一面展现给地球,也就是说,从地球上观察到的月球并不全面。因此,天文学家对月球的背面产生了极大的兴趣。

    美国的“阿波罗”登月计划帮助天文学家解决了这个问题。但是新的问题却出现了,因为美国的“阿波罗”探测器在月球上发现了许多怪异的现象,例如月球上出现的突然发光和磁场变异,甚至还有奇怪的阴影和不明飞行物。

    1969年7月21日,美国通过电视直播的形式向全世界宣布人类第一次登上月球的消息。在直播的过程中,美国宇航员阿姆斯特朗十分兴奋,并且对自己所看到的景象侃侃而谈。突然,阿姆斯特朗大叫了一声:“天呢!在月球上居然还有其他宇宙飞船,而且它们正在注视着我们。”由于是直播,所以阿姆斯特朗的这声惊呼被所有人听到了。可是随后,电信信号就被掐断了。对于这种现象,到目前为止美国宇航局依然没有给出一个合理的解释。

    在阿姆斯特朗回到地球后,面对大众媒体是这样说的:“月球是外星人的基地,这是毋庸置疑的事情。”几年之后,阿姆斯特朗还向公众公布了更多的具体内容:“月球上的现象真的不可思议。而且我们还被警告:‘在月球上曾经有过城市和太空站,这是不容置疑的。’我想说的是,外星人的科技远远高于我们,因为他们的宇宙飞船不仅比我们的大,而且还更先进。”

    其实,不光是阿姆斯特朗表示自己在月球上看到了外星飞船或是外星人,其他登上月球的宇航员也相信在月球上存在着外星人。例如,登上月球的“阿波罗14号”宇航员埃德加·米切尔说:“我在月球上接触过外星人。”

    此外,还有天文学家相信月球上存在着外星人。例如,苏联的权威天文学家柴巴可夫说:“月球是外星人的宇宙飞船,它是被故意放在地球上空的。”古希腊著名的数学家、天文学家阿纳克·萨格拉斯也说:“月球在天空中出现已经是很晚的事情了,并非一开始就在天空中悬挂着,在人类早期的天空中是没有月亮的。”

    想要知道在远古时代月亮到底是否存在,就必须从已有的文字记载中寻找月亮的痕迹。月亮是地球外围空间中看上去最大的两个天体之一,其他天体在我们看来只是繁星点点,根本没有月亮这样引人注意。另外一个最大的天体是太阳。太阳看上去比较大,是因为太阳本身就比较大,而且又是太阳系的中心。月亮之所以看起来和太阳差不多大,是因为月亮距离地球比较近,而且是一颗围绕着地球运行的卫星。

    太阳和月亮这两个天体对人类而言同样重要。太阳可以给予地球生命所需要的光与热,促进地球生物的生长。但是,月亮对地球上万物的生长也十分重要。例如,如果植物经常接受月光的照射,那么它的生命力就会变得十分顽强,不仅树干变得粗壮且强韧,而且枝叶也会变得十分茂盛。如果植物脱离了月光的照射,那么它的生命将会变得脆弱起来,木质疏松且枝干柔弱,经不起风吹雨打。

    作为和太阳一样重要的天体,人类一定会对月亮进行描述和记载。可是,人类文字的出现相对于月亮和地球的生命来说实在是太晚了。所以,光通过文字记载的方式来确定月球何时出现在地球的上空,并不可靠。既然如此,那就只有研究人们的口头传说了,那就是代代相传的神话。在远古神话中,太阳倒是常见,可是月亮却十分少见。这或许能够说明月亮最初并没有在地球上空的事实。不过我们也需要考虑到神话所具有的说服力并不强,因为在世世代代的传递中会出现严重的误差,而且神话不一定就是根据事实描述的。

    1966年11月20日,美国航天局发射的“轨道2号”在月球表面进行探测的时候,发现了一些奇怪的、无法解释的现象,那就是在月球上有一些类似于埃及金字塔的建筑物。这些建筑物明显是人工建造的,而且金字塔建筑群角度明显运用了几何学的原理,甚至月球上金字塔建筑群的排列方式都与埃及三座大金字塔的顶点排列方式相同。

    后来,“阿波罗”探测器还拍摄了许多月球表面的照片。科学家通过对这些照片的研究发现,月球表面的部分环形山上留有人工改造过的痕迹,而且这种痕迹十分明显,根本不用怀疑。对于这种现象,科学家们也不知道该如何解释。

    1968年12月25日,美国又往月球上发射了一艘宇宙飞船,飞船的名字叫做“阿波罗8号”。当“阿波罗8号”宇宙飞船快要接近月球的时候,宇航员得到指令,用肉眼观察月球表面的状况,结果宇航员看到了一个不明飞行物降落在月球表面。为了保留充足的证据,宇航员把所看到的一幕拍成了照片。关于不明飞行物的消息和这张照片,美国政府一直没有对外宣布。

    后来在一次偶然的情况下,这张照片被公布了,引起了全世界的震惊。因为从照片中人们可以清楚地看到一个巨大的不明飞行物正在向月球表面降落。

    其实在此之前,就已经有这方面的照片公布了,但是那个时候人们并不相信。苏联在1964年的时候,向月球发射了一艘航天飞船,飞船的名字叫做“月球9号”,探测器在月球的背面拍摄到了一个飞碟基地和一座由奇形怪状的建筑组成的城市。

    在1969年,美国“阿波罗11号”登上了月球,宇航员在月球表面进行探测,但是却意外地发现了23个人类的赤脚脚印,宇航员还用照相机把这一发现拍摄了下来。这些照片也被美国政府封存了,直到最近几年才向外界公布,而且还是迫于飞碟研究人员的压力。

    美国科学家通过对照片的研究发现,这些脚印都是赤裸的,完全不像宇航员的脚印,因为宇航员穿着宇航服和登月靴。因此,人们认为这些脚印一定属于人类,要不然就是外星人。不过很可能不会是人类的脚印,毕竟人类根本不可能赤着脚登上月球。

    关于月球上所存在的种种奇特现象,有不少人认为,那是外星人造成的。而月球本身并不是一个自然形成的卫星,是外星人建造的。有人甚至说月球就是外星人控制的一艘巨大的宇宙飞船,专门用来研究地球和人类。

    如果月球真的是外星人制造的,那么就说明外星人极有可能居住在月球中心,那里的环境比较适宜。这样说来,月球就是一个空心的卫星了。

    以上这种猜想是有一定事实依据的。月球岩石的密度远远大于地球岩石的密度。因此可以推测,月球的密度比地球大。月球的密度大,再加上本身的体积,所以科学家认为,在月球的中心应该有一个密度很大的物质内核。如果是这样,那么月球的质量会远远大于地球,其引力也会大于地球。可事实并非如此,月球表面的引力只有地球的六分之一。也就是说,月球的密度和质量与引力并无关系。但是,这一点在物理学上是说不通的。科学家对这种现象的解释是,月球是一个巨大的空心球体。

    为了证明这种猜测,在1969年“阿波罗11号”登月的时候,宇航员特地往月球的表面安放了月震探测器。这个月震探测器会把测量到的月球数据传送给地球,帮助科学家了解月球的具体震动情况。

    后来,当“阿波罗11号”进入月球的运转轨道时,特意利用宇宙飞船的第三极火箭撞击月球,目的就是制造一次人为的月震。但是,令人惊奇的一幕发生了,月震的时间居然维持了三个多小时才消失。通常情况下,当一个星球上发生地震的时候,几分钟就结束了。例如,地球上的地震时间都十分短暂,甚至就是在一瞬间发生的。但是月球上的地震居然可以维持三个多小时。正是这种看似反常的现象才说明了科学家猜想的正确,即月球是一个空心的球体。

    关于这种现象的原因,我们可以通过一个小实验进行了解。首先需要准备两个金属球并且悬挂起来,只是一个金属球为实心,另一个金属球为空心。当我们用相同的力去击打这两个金属球的时候就会发现:实心球会有短时间的振动,很快就会结束,就像地球上的地震一样;而空心球的振动则会持续较长的时间,就像月球上的月震一样。

    最有可能诞生生命的金星

    金星属于太阳系内的八大行星之一,而且还是距离地球最近的一颗行星。如果在晴朗的夜空中,我们就可以看见繁星点点和月亮。在所有的星星中,金星是肉眼看到的最亮的那一颗。那么,为什么金星看起来比较明亮呢?第一个原因是,金星与太阳的距离比较近,平均距离只有1.1亿千米(地球距离太阳的平均距离有1.5亿千米),金星可以接收到更多的阳光。第二个原因是,金星的大气层中包裹着厚重的浅色云层,这些浅色云层会把太阳光反射出去,而且反射率高达76%(地球上的云层反射率为30%;月球上云层的反射率只有7%,要不是月亮与地球之间的距离比较近,那么月亮一定没有金星显眼)。

    金星的体积几乎与地球一样大小,而且引力也与地球一样。最重要的是,金星上有水存在。这些条件充分说明了金星是太阳系内除地球外最有可能诞生生命的一颗星球。既然如此,那么为什么地球上会出现生命,但是金星却死气沉沉的呢?

    关键原因在太阳身上,甚至可以说在太阳系内,哪个星球上想诞生生命都取决于太阳的状态,也就是太阳对附近行星的引力大小和温度影响,这两者则根据星球与太阳之间的距离而定。金星与太阳的距离比地球要近,所以金星上的温度远远高于地球,在这么高的温度下,根本不适合生命的存在。如果太阳能够变小一点儿,那么地球的状况就会和金星互换,金星就会成为一颗诞生生命的星球。事实上,最初的地球和金星的温度差得并不大。只是后来地球被厚厚的大气层包围了,温度才变得适宜生命存活。除此之外,金星的大气压力也很大,而且大气中还有丰富的腐蚀性酸性蒸汽,并不适合生命存在。

    尽管金星的条件充分证明上面不可能有智慧生命存在,但是依然有不少科学家认为金星上不仅有生命,或许还有具有高度智慧的生命。因为天文学家通过观察发现,金星的大气中有旋转着的斑块,而这些斑块有可能就是微生物群。在金星的大气层50千米处的环境就比较适合微生物的生存,因为这里不仅有水滴,还有适合微生物生存的温度。

    不过,金星上到底有没有高级的智慧生命存在就不好说了。毕竟金星地面上的环境还是非常严酷的——不仅地表温度高达500摄氏度,而且二氧化碳的含量在90%以上。此外,金星地表还总是被强腐蚀性的酸雨侵袭,常常遭遇比地球上的飓风还要猛烈的超大型热风暴。

    20世纪80年代,美国往金星上发射的探测器发回了一些照片,而这些照片显示:金星上曾经或许真的有智慧生命存在过。因为从照片上可以看到,在金星上有大片的城市废墟,而且城市废墟的建筑与埃及的金字塔十分相似。

    照片上所显示的金星城市基本上就是由一个巨大的金字塔组成,没有门窗。关于金星人建造此类建筑物的原因,科学家给出的解释是,这些金字塔式的城市可以帮助金星人避免高温的白天和低温的夜晚所造成的巨大昼夜温差,此外还可以抵御金星的大型风暴和具有强腐蚀性的酸雨。

    对于照片上的景象,有些人相信是金星人的杰作,但是也有不少人持怀疑态度。有的人认为,探测器发生了故障,所以才会拍出这样的照片;有的人认为,照片上的景象事实上并不存在,只是在大气层干扰下所产生的海市蜃楼幻象。

    最初,地球和金星的大气层中都存在着大量的二氧化碳。后来,地球上的二氧化碳渐渐被固化在碳酸盐岩石中,而金星上的二氧化碳却一直以气体的形式存在着。在如此缺氧的金星上,不要说人类生存了,就连一张纸都燃烧不起来。而且,金星大气中存在的水汽和硫酸会让纸张迅速脱水,直接变成炭黑。如果是人类待在金星上的话,或许会和纸张一样的下场。

    虽然金星上没有生命的点缀,但是依然热闹非凡。这是因为金星是一颗地质活动十分活跃的星球,上面潜伏着不少活火山。后来,美国宇航局通过探测器发现,金星可能拥有整个太阳系最大的火山地质结构,而且太阳系内最大的火山也在金星上。

    气体巨行星——木星

    人类想要充分了解一个星球,就必须登上这个星球进行探测。但是木星这个星球对于人类来说,却难以登陆,因为木星是一个气体行星,也就是说,在木星上没有土壤存在。木星大气层的厚度高达1000多千米。在大气层的下方是呈现液体状态的氢,再往下就是呈金属状态的氢。

    木星虽然属于太阳系的八大行星之一,但是质量却远远高于其他行星,比其他所有行星重量的总和还要大,被认为是太阳系内质量仅次于太阳的星球。甚至有科学家认为,木星有可能会变成下一个太阳。

    经过天文学家的长时间观察发现,木星的亮度不仅在逐年增加,而且还会向周围释放出巨大的能量,这说明木星本身是拥有能量的。而且如果木星的内部温度能够达到280000摄氏度的话,就会转变成一颗普通的恒星,出现热核反应,自行发光与发热。

    到目前为止,木星的质量已经达到太阳质量的千分之一了,是其他七大行星质量总和的2.5倍。或许有一天木星真的会取太阳而代之。因为木星的质量在逐年增加,而太阳却在减少。就好像太阳的生命正在走向衰老,而木星却正在走向壮年。

    太阳由于本身的光辐射和太阳风的原因,每分每秒都会耗费掉成亿吨的物质。对于这些物质,木星会照单全收,以增加自身的质量。照这样的形势继续发展下去,不出意外的话,那么在30亿年之后,木星的质量就会和太阳一样,并成为一颗可以发光发热的恒星。如果那个时候太阳还没有完全消失,那么我们就可以看到两个太阳了。

    在人类的探测器到达木星之前,科学家已经对木星的表面温度进行了理论预测,预测的结果是木星的表面温度为零下168摄氏度。但是探测器所测量到的结果是木星的表面温度为零下148摄氏度。为什么预测的结果比实际结果要多出20摄氏度来呢?这是因为木星内部可以向外散发能量。也就是说,作为一颗行星,木星除了吸收和反射太阳能之外,还可以自己向外散发辐射能。

    可是,木星的这种情况又与常理不符。因为木星是一颗行星,在常规理论中行星只可能反射太阳光,本身是不会发光与散发辐射能的。这个问题的答案隐藏在木星的大气层成分内。木星的大气层成分与太阳的大气层成分十分相似,大气中的氢占据了82%,氦占据了17%。木星的特点在于密度小、体积大,木星的密度只比水大三分之一,远远不如地球的密度大。木星的直径大约是地球的11倍,而体积比地球大1300倍还要多,质量是地球的300倍多一点。木星表面上的引力是地球表面上的2倍到3倍。这说明,木星内部的密度要远远大于表面上的密度。这样一来,就可以推测出木星的结构,即木星的外层由气状物质构成,内部则是固体或是液体的物质。天文学家还进一步推测,木星有一个固体的、冷的中心核,其质量相当于地球的10倍到15倍,核的密度可以与其他固体行星相比较。

    因为木星的核心正在进行着热核反应,核心温度一直在不断增加,而且不断地向周围散发能量,散发的能量也越来越多。所以,大多数科学家认为随着时间的推移,木星会成为一颗真正的恒星,成为第二个太阳,而我们现在所看到的太阳会陨落。

    但是,也有一部分天文学家不同意这种观点。因为木星本身的质量与太阳相比较实在差得太远了,虽然木星在行星中算是一个巨人,但是在太阳面前还只是一个小个子。也就是说,木星不论是体积还是质量,都只有太阳的千分之一而已,而且木星的核心温度也远远低于太阳。因此,那么低的核心温度不会让木星产生热核反应,这样木星永远也就不可能成为恒星,只是一颗巨大的行星而已。

    有生命迹象的火星

    在太阳系的八大行星中,星球表面的温度与地球最接近的是火星。例如,火星的自转速度是1.026个地球日,自转轴偏向25.19度,与地球的23.44度十分接近;火星的表面温度为-87摄氏度到5摄氏度,与地球的-50摄氏度到50摄氏度十分相似。虽然火星的体积比地球小,但是也和地球一样四季分明,一天的时间与地球相似,比较适合人类居住。

    由于火星的大气密度非常小,只有地球的1%左右,再加上火星的大气非常干燥,所以火星的表面温度比较低,平均温度为零下55摄氏度。在这样的低温条件下,火星的水与二氧化碳很容易冻结成冰。在火星的环境下,地球上的一些生物完全可以生存。

    在1976年的夏天,美国国家航空航天局把两艘无人驾驶的航天器——“海盗1号”和“海盗2号”送入了火星轨道,希望通过遥控航天器,让“海盗1号”和“海盗2号”成功在火星着陆。到了1976年7月20日,第一架火星着陆器成功地从位于火星运动轨道高空处的母舰“海盗1号”降落到火星的地面上。

    在这次探测任务中,美国国家航空航天局获得了许多有关火星表面状况的照片,在这些照片中有一张被称为“火星脸”的照片最为著名。在这张照片上有一个酷似人脸的巨像,就像埃及的狮身人面像一样。

    对这张照片上的景象,专家给出了两种解释。第一种解释是,这张“火星脸”很可能是远古时期火星人留下来的巨型石雕遗迹,是火星上曾经存在过智慧生命和文明的证据。第二种解释是,这张照片只是光和影的巧合,并不能说明什么问题。而且他们还觉得,就算照片中的景象不是光和影的巧合,也一定是侵蚀和风化的结果,是偶然形成的自然地貌。

    后来,在火星上的探测器还拍下了很多照片,在这些照片中,科学家发现了火星上的城市。在照片中,可以清晰地看到11座类似于埃及金字塔的建筑物,还有一些复杂的道路和广场,等等。这些都说明在火星上曾经有城市存在过,而这些城市只可能是火星人建造的。这些证据只能表明火星上曾经存在过类似于人类的智慧生命,但是探测器并没有在火星上发现高级生命,倒是找到了微生物的迹象。

    当时的“海盗1号”还把美国著名的生物化学家所发明的生物实验仪器带到了火星上。这台仪器会把一种含有示踪元素的液态化学药品注入火星表面的土壤中,目的是检测火星的土壤中是否真的存在生命,哪怕只是一些简单的生命。最终,科学家们发现了微生物的迹象,只是这种迹象比较微弱而已。

    除此之外,科学家还从“海盗1号”所发回的照片中看到了一些奇怪的现象,有些岩石上有从黄色渐渐过渡到绿色的斑点,这些绿色的斑点在火星上那种以橙红色为主题的环境中显得十分醒目。在这些照片发回600天之后,科学家们又收到了“海盗1号”发回来的照片,从这些照片中,科学家发现那些岩石上的绿色斑点的位置发生了移动,这说明那些绿色斑点是活的,有可能是有机物或是一种植被。最终,科学家认为这些绿色的斑点很有可能就是苔藓。尽管这一结论并未被证实,但是科学家已经认定,在火星上某些微生物和苔藓是有可能存在的,毕竟火星有这样的条件。

    另外一个关于火星上存在生命的证据来自于地球,那是一块在南极发现的陨石。在南极这块冰封的荒蛮之地很少有地球上的岩石存在,所以那块被发现的暗红色的石头极有可能来自外太空。地质学家对这块陨石的矿物成分和内部结构进行了仔细的研究后,认为这不仅是迄今为止发现的最为古老的岩石之一,还是在45亿年前地下几千米处的火星冻结层内形成的。

    在火星刚刚从太阳系星云(围绕着新生的太阳旋转的云状物质)中凝聚形成的时候,这块陨石就遭遇了一个或多个星体对火星表面的撞击,这种撞击并未使这块陨石脱离火星,而是被撞出了裂缝。由于那个时候的火星十分温暖和湿润,所以火星上的地下水便通过这块陨石的裂缝渗入到陨石之中,让这块陨石中充满了碳酸盐物质,而这些碳酸盐物质就是生命迹象的有力证据。在过了许多年之后,一个星体与火星发生了撞击,这次撞击的力量远远大于上一次,所以这块陨石便因撞击被抛出了火星的运行轨道,并非常巧合地来到了地球的轨道上在太空中流浪。后来,这块陨石在地球引力的作用下,掉落在南极洲的地面上,直到后来被人发现。

    既然如此,那么科学家为什么认定那块陨石上的微生物就是火星上的,而不是这块陨石受到了来自地球的微生物的感染呢?这是因为这块陨石一直在南极洲待着。南极洲被认为是陨石的最佳搜寻地,因为南极洲的天气变化十分缓慢,为保存陨石提供了得天独厚的条件。如今,这块来自火星的陨石已经被科学家冷藏在了低温的冷库中,即使如此也不如南极洲的条件能更好地保存陨石。最重要的是,这块陨石的结构、矿物和有机物都与火星的原始状态十分吻合。

    此外,科学家还在火星的最南端发现了大量的干冰。科学家经过研究发现,火星上的干冰主要是二氧化碳所形成的固体状态,虽然不是液体状态的水,但是也会蒸发,只是从固体直接升华成气体了。此外,火星上的许多坑就是干冰所造成的。

    在这些干冰坑的周围还有金色的外圈,关于这些金色的外圈到底是怎么形成的,至今科学家也没有给出一个准确的答案,只有一些猜测。例如,有的科学家认为这可能是水或冰川的痕迹,因为火星的表面上在过去很可能是一片汪洋或是被寒冷的冰川覆盖住了。

    在这些干冰坑中存在着十分丰富的矿物质,与火星上那些古老的岩石相比,这些矿物质的年龄比较小。而科学家们认为,这些年轻的矿物质说明火星在相对较近的历史时期内有水存在过。在这些矿物质中,科学家发现了一种黏土,这种黏土的名字叫做“铁镁蒙脱石”,这些铁镁蒙脱石则是在水的冲刷下形成的。

    1997年7月4日,美国的“探路者”探测器在火星登陆。这一次,探测器在火星的山谷中发现了干涸的河床,而这些河床极有可能是古代火星上暴发的洪水冲刷而成的。科学家通过分析认为,在10亿年到30亿年以前,这个火星山谷遭遇过火山爆发的袭击,导致火星地表下的冰块被融化成水,涌出地表,最终泛滥成灾。

    如果火星上真的存在过水,那么这些水到底去了哪里呢?对此,科学家给出了两种解释。

    第一种解释认为,这些水最终被储存在火星的地表下。我们地球的表面是一层厚厚的地壳,这个地壳会吸收水分,最终由于地球内部的热量,这些渗入地壳的水会以蒸汽的形式逃出地面,回到大气中。火星虽然与地球一样,表面上都有一层厚厚的地壳,会吸收水分,但是火星的内部与地球相反,是冰冷的。所以,当地表上的水渗入到地壳中后,便永远待在这里,根本无法逃出地面,而且是以固体冰的形式储存着。因此,如果火星上真的有生命存在,也只能在靠近冰的地表下生存。

    第二种解释认为,火星上的水在太阳风的吹拂下,被蒸发掉了。在蒸发的过程中,氢由于其质量很轻,就飘浮到宇宙中,而其中的氧和岩石中的铁元素相互结合,留在了岩石中。虽然这种蒸发的过程十分缓慢,但是随着时间的推移,火星上的水会渐渐流失完。

    地球致命的威胁——小行星

    在太阳系内除了八大行星之外,还有一些围绕着太阳运转且体积和质量较小的天体,这些天体被称为“小行星”。这些小行星的运转轨道并不规律,所以会不时地闯进其他行星的运行轨道,有时候甚至会与行星发生碰撞。

    科学家认为,到目前为止,造成数百万人死亡的小行星撞击发生的概率是两万分之一。或许在大多数人看来这个概率并不高,但是,如果和死于闪电的概率进行对比后就会发现,死于小行星撞击的概率要高出四倍。然而,地球还比较幸运,被小行星撞击的次数很少。但是,距离地球最近的月球却没有这么好的运气。在月球的表面上,有许多被小行星撞击留下的坑坑洼洼。

    在迄今所发现的小行星中,大约有1400颗小行星的运行轨道与地球十分相近。虽然目前这些小行星并未与地球发生碰撞,但是,总有一天小行星的运行轨道会与地球发生交叉,那个时候便会发生毁灭性的灾难。

    小行星与地球发生撞击的概率为平均几千万年发生一次,且足够导致人类灭绝。此外平均每十几万年便会发生一次足以使全球四分之一人口死亡的撞击。地球之所以在1400颗近地小行星的包围中还能这么幸运地躲过撞击,是因为月球与木星的保护。

    在美国亚利桑那州的北部有一个巨大的陨石坑,这个陨石坑的宽度大约有1英里,深度约为55米,相当于两个足球场那么大,且能容纳200万人。这个陨石坑是大约5万年前一块来自太空的岩石撞击地球的结果。

    当一颗小行星与地球发生撞击的时候,会以每小时5万多英里的速度进入地球的大气层,并且和大气层发生摩擦。这个摩擦的过程会使小行星的温度升高到10万华氏度,比太阳表面的温度还要高上10倍。在这样高的温度下再加上那么快的速度,这块岩石就相当于一颗威力巨大的炸弹,一旦落到地球的表面就会引起一次集高温、强光与巨响为一体的大爆炸,最终在地球表面炸出一个巨大的坑来。

    通常情况下,宇宙中的小行星会遵守本分,按照自己的轨道进行运转,与其他行星发生碰撞的概率很小。但是,如果这些小行星相互之间发生了碰撞,那么小行星原先的运行轨道就会发生改变,从而与行星发生碰撞。

    2001年12月26日,美国夏威夷天文台的一台小型天文望远镜发现了一颗正在逼近地球的小行星。不过幸运的是,这颗小行星在距离地球83万千米的时候,突然改变了方向。虽然83万千米在地球人的眼中是一段非常长的距离,说明小行星距离我们还很远,但是,这已经十分逼近地球了,而且以小行星的运行速度,它只需要8个小时就可以成功地与地球发生撞击。

    2002年1月7日,一颗直径为300米的小行星曾逼近地球,而且运行速度是每小时11万千米。虽然这颗行星并不大,但是却可以把地球上方圆150千米以内的所有建筑物和自然物夷为平地,还会对方圆800千米以外的地区造成不可估量的巨大损失。

    2002年6月14日,一颗有足球场那么大的小行星与地球擦肩而过,如果这颗小行星与地球发生了碰撞,那么地球上一个繁华的大城市将会瞬间消失并且变成一个巨大的深坑。不过,最让科学家后怕的是,他们在6月17日才发现了这颗小行星。如果这颗小行星没有改变运行的轨迹,那么它将会给地球带来相当于美国往日本广岛投放的原子弹爆炸所产生能量600倍的灾难。不仅如此,这颗小行星的撞击还会让地球的大气层发生爆炸,从而产生巨大的冲击波,进而改变地球的气候。这颗小行星被命名为“2002MN”。

    以上的三次小行星撞击事件其实并不是最危险的,最危险的一次发生在1994年,当时一颗小行星与地球的距离只有10.5万千米。

    在人类出现以前,地球就遭遇过小行星撞击事件。例如,在6500多万年以前,就有一颗直径约为10千米的小行星以每小时9万千米的速度与地球发生了撞击,撞击的地点在今天的墨西哥尤卡坦州。在这次撞击中,小行星中的硬石膏(由大量的硫构成)与地球中的碳酸盐结合并形成了硫酸雨,直接导致了50%的物种被灭绝。

    由于小行星对地球的威胁太大,所以大量科学家和天文学家都开始研究地球周围的小行星,并且预测小行星撞击地球的可能性与危险性。到目前为止,在太阳系中已经有将近700颗小行星被列入了黑名单,其中一颗被称为“阿波菲斯”的小行星排行第一,这颗小行星与地球发生撞击的概率远远大于其他小行星。阿波菲斯的命名来源于古埃及神话中的灾难和破坏之神的名字。

    2012年的时候,天文学家和科学家通过研究基本上排除了2029年阿波菲斯撞击地球的可能性。但是,天文学家和科学家并没有给出肯定的答案,如果到时候情况发生了变化,那么阿波菲斯将会给地球带来毁灭性的灾难。其实在2004年,阿波菲斯与地球的距离只有161万千米,这个距离相当于地球与月球之间距离的4倍,相当接近。

    后来,天文学家和科学家通过对阿波菲斯运行轨道的精确计算后得出两个结果:第一个结果是在2036年的时候阿波菲斯撞击地球的概率为百万分之四;第二个结果是在2068年的时候阿波菲斯撞击地球的概率为三十三万分之一。这个被撞击的概率在天文学上是十分高的。

    如果地球非常的幸运,在2036年和2068年的时候逃过了阿波菲斯的撞击,那么也并不意味着万事大吉。因为在2071年,一颗名为“2000SG344”的小行星极有可能会与地球发生碰撞,并被认为是地球的死神。这是因为2000SG344小行星的运转轨道与地球十分相似,围绕着太阳公转一周的时间为354日,地球围绕着太阳公转一周的时间为364日。也就是说,2000SG344小行星与地球的运转方向是相同的,而且极有可能在2071年与地球的运转轨道相互吻合,在相同的轨道上运转,发生撞击的概率是相当高的。如果2000SG344小行星真的与地球发生了撞击,那么撞击所带来的危害将相当于100颗广岛原子弹爆炸所产生的威力。

    浩瀚的银河

    银河系是太阳系所在的一个恒星系统,在它的内部包含了1000亿到4000亿颗恒星和大量的星团、星云,还有不同类型的星际气体和星际尘埃。银河系的直径大约为100000光年,中心厚度大约是12000光年,可见物质的总质量是太阳质量的1400亿倍左右。太阳系的位置在距离银河系中心大约2.5万光年的地方,而地球则位于银河系的边缘上。

    最早发现银河系的是伽利略,起初他通过望远镜所观察到的银河是由恒星组成的。后来,在许多天文学家的努力下,银河以及全部恒星被集合成为了一个庞大的恒星系统并被称为“银河系”。天文学家经过研究认为,在银河系内大约有1.2%的恒星周围存在着具备支持生命发展的环境条件的行星。也就是说,在银河系内能够诞生生命的行星大约有10亿颗。

    在整个银河系中最常见的恒星类型是红矮星,大约占据银河系的80%。关于红矮星有两种解释。第一种解释是,红矮星是一种体积不是很大的恒星,通常状态下红矮星的质量都不及太阳的一半儿大。总的来说,红矮星的体积比太阳小、温度比太阳低、明亮度比太阳弱。虽然红矮星也是恒星,但是我们却很少仅仅通过肉眼就观察到红矮星,而必须借助天文望远镜才可以观察到,这是因为红矮星所辐射出来的光芒实在太微弱了。

    虽然红矮星不比太阳这种中等程度的恒星夺人眼球,但是却可以使自己内部的氢核聚变减弱一些,这样就可以增加自己的寿命。也就是说,红矮星的寿命通常比太阳长。而且天文学家还发现,在银河系内大约有40%的红矮星附近有许多与地球差不多大小的行星,而这些行星的运行轨道又与红矮星的运行轨道保持着恰当的距离,就相当于地球与太阳的距离一样。这样,那些行星上就有了适合生命形成的环境条件,例如液体水的出现以及适宜的温度。

    关于红矮星的第二种解释是,当一颗恒星中心的热核反应结束之后,就会变成一颗白矮星。白矮星会慢慢地冷却,然后经历黄矮星、红矮星与棕矮星阶段,最后会变成一颗死寂的黑矮星。因此,有一些天文学家认为,地球所处的银河系正在进入“中年危机”时期,这个危机会使得银河系大多数恒星死亡。也就是说,银河系正处于衰退期。

    在500万年之后,银河系极有可能会与自己的邻居仙女座星系融合为一个星系,并且会出现一个短暂的恒星诞生和活跃发展的时期,但是这个时期非常短。之后,这个合并的星系就会马上进入衰老期,这样银河系会变成一个死气沉沉的星系。

    由于银河系的中心有巨大的质量和紧密的结构,所以天文学家认为这很有可能是超重质量的黑洞。不仅银河系,其他许多星系也被认为核心有超重质量的黑洞存在。

    关于这个猜想,科学家还提供了有利的证据,在银河系的成长过程中曾经吞入许多小星系,这些星系都并入到银河系内部。而且史蒂芬·霍金还根据银河系中心散发出的大量伽马射线,认定银河系的中心就是一个巨大的黑洞。

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