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第7章 宇宙天体(6)

古时,有说银河是地球的水蒸气上升而成的,也有说是地球的影子投射空中形成的。但古时有些特别聪明的人物,极有预见,例如希腊有位哲学家,名叫德漠利脱斯,(公元前460到370年)则认为银河是无数密集的星光构成的。到1609年,(一说1610年)意大利的天文学家伽利略,用他新造的望远镜看银河,才知道是无数的星聚集而成,好像极细微的银粉,撒在天空上。我们用肉眼细看,也知道银河是无数的星光满布其间,不是什么真正的河。

现代天文学家给天河正式起名叫“银河”。科学的观测证实,银河是由无数亮度微弱的恒星组成的,每颗恒星都是一个大太阳,因为离我们太远了,所以我们看来像一条发光的、断断续续的雾带。

太阳系以外的行星

恒星颗颗都是太阳,它们当然也可能有行星绕着转,只因为距离太远,无法看到。北冕座主星贯索四旁边的贯索三,是颗物理双星,天文学家在观测和计算双星瓦绕旋转周期的时候,发觉还有一颗只有主星直径的百分之一的不发光天体,也和主星有互相吸引的关系,因此推想它可能是行星。

天鹅座(秋季景象)里发现有一颗星也有同样情形,可能也有行星存在。

太阳系以外的行星上面有生命吗?

对连望远镜也看不到的行星,要判断上面有没有生命存在,似乎还太早。但是有一点应当可以肯定:任何天体上只要有适合生命存在的条件——适合的温度、空气、水分,那里就可能会有生命存在。

因此,在太阳系以外的万千恒星世界里,生命存在的可能性一定是很大的。

黄道十二宫

地球绕太阳转圈,但是在地球上的人看来,好像太阳在天空中绕着地球转圈。我们白天虽然看不见星座,但是有办法查明太阳在从一个星座移向另一个星座。太阳在天空中看起来经过的路线叫做“黄道”。古代希腊天文学家把黄道分成12段,每段30度,刚好合上一周天360度。每段都有一个星座作代表,每个星座就是一个宫,所以叫做“黄道十二宫”。

十二宫的次序是:

(1)白羊宫(7)天秤宫

(2)金牛宫(8)天蝎宫

(3)双子宫(9)人马宫

(4)巨蟹宫(10)摩羯宫

(5)狮子宫(11)宝瓶宫

(6)室女宫(12)双鱼宫

星系也有心脏在跳动

星系的核心是很小的,直径大概只有整个星系直径的千分之一左右。但是它们的质量却大得很,一般都有几亿个太阳的质量那么大。

这又小又密的核心,就像是星系的“心脏”。人的心脏在一刻不停地跳动,使血液在全身循环,使人们有生命的活力。星系的“心脏”也在那里跳动,使整个星系也显得生气勃勃。而不规则星系则没有这颗“心脏”,所以常常是一副死气沉沉的样子。

那么,我们是怎样知道星系的“心脏”在跳动的呢?

第一个证据就是许多星系的核心比别的部分看上去都要亮得多,而且还能发出非常强烈的无线电波、红外线和X射线。

第二个证据是,星系核心的亮度常常在很短的时间内就发生明显的变化。我们可以从亮度的明显变化推断出哪里有很剧烈的活动。

第三个证明星系核心活动的事实是喷射气体。一般的星系核心都向外喷射气体,速度是每秒钟几十千米,有些星系核心的喷射还要厉害得多。举个例子,有个名叫M82的星系,位置就在大熊星座(也就是北斗星)内。从它的核心有两股强大的气流,朝着两个相反的方向往外喷射,速度大到每秒钟1,000千米。单是这两股气流发的光,就比太阳强几亿倍。

星星的五色

天上的星星,除了有明有暗以外,颜色也各不相同,有的泛红,有的泛黄,有的泛白,有的泛蓝。大多数恒星的颜色,要用专门仪器来测定,肉眼很难分清楚。但是,有些亮星的颜色是容易看出来的。比如,天狼星和织女星是白色的,离我们最近的一颗恒星南门二是黄色的。猎户星座有七颗亮星,其中六颗是蓝白色的,还有一颗星叫参宿四,是红色的。天蝎星座中最亮的一颗星叫心宿二,颜色很红,像火星那样,所以又有个名字叫大火。

我们的太阳是颗黄色星,这个情况可非常要紧。假如太阳是颗红色星,整个地球就都会像南、北极那样一年到头冰雪覆盖,在这种情况下,人类恐怕就无法生活了。

我国古代把恒星的颜色分为五种。就是白、红、黄、苍(就是青色)和黑(就是暗红色)。每种颜色都选定了一颗星作标准。把别的恒星拿来跟这五颗标准星比较,就能定出它们的颜色来,选作黄色标准的星,就是参宿四。我国古代一部很有名的历史书《史记》上对这些都记载得很清楚。《史记》是在2000多年前写的,这说明那时的参宿四颜色是黄的。可是,我们今天看到这颗星的颜色却变成了红色。参宿四这颗星的质量很大,大约是太阳的20倍。科学家们按照现代的恒星深化理论算出来,这么大的恒星从黄色阶段变到红色阶段,正好要2000年左右的时间。这跟我们祖先的观察记录很符合。

恒星晚年的三种变态

宇宙中有一种中子星,全是一个紧挨一个的中子,所以它上面的物质是非常密的。究竟密到什么程度呢?我们知道,组成地球的物质每一立方厘米大约是5克重的样子,而中子星上1立方厘米的物质有几亿吨甚至几十亿吨重。

中子星与超新星爆发大有关系,它们就是在超新星爆发时形成的。大多数超新星爆发的时候,原来的恒星整个被炸得粉碎,全部物质都变成了气体和尘埃。但是,也有一些超新星爆发的时候,只炸掉了原来恒星的外层物质,原来恒星中心部分的物质留了下来。由于异常迅猛的坍缩,造成巨大的压力,把原子里原来在核外的电子,几乎全部挤到原子核里,和核里的质子结合成了中子。这时候,恒星中心的物质主要是中子,就形成了中子星。天空中蟹状星云就是这样。那一团正在膨胀的气体云,就是被炸开了的恒星外层物X质。星云中心的那颗脉冲星,就是一颗超新星爆发后留下来的中子星。

质量比较小的恒星,晚年时不会发生超新星爆发;而是变成另外一种也很特别的天体,叫做白矮星。

天空中除太阳之外,最亮的恒星是天狼星。它不是一颗单独的星,旁边还有一位小伙伴,和它组成一对双星。这位小伙伴太暗了,肉眼根本看不见;可是它的温度却很高,大约有1万度,颜色也是白的,和天狼星的颜色一样。既然是这样,为什么它又非常暗呢?这是因为它的个儿太小了。它的表面积只有天狼星的万分之一,虽然它温度很高,发白光,但是它发出来的光总的说来还是很少的,所以就显得很暗了。根据这位伙伴颜色白,个儿矮小的特点,就给它起个名字叫白矮星。

天狼星的小伙伴是人类发现的第一颗白矮星。到现在为止,这种星已经被找到1,000多颗了。白矮星的质量大小不一样,最大的差不多是太阳的一倍半,小的大约是太阳的一半。但是大部分白矮星的个儿却比地球还小。所以白矮星上的物质也是很密的,1立方厘米的物质有100至200千克重。个儿虽然小,却长得结结实实。

白矮星再往后,会慢慢冷下去,温度越来越低,颜色也越来越暗,最后变成了黑色,不发光了,再也看不见了。这时候,我们就不应该再叫它白矮星,而应该叫黑矮星。一颗恒星变成了黑矮星,它的一生就真正完结了,留下一具尸体,在宇宙空间飘荡。我们的太阳50亿年后会变成一颗红巨星。它在红巨星这个阶段将停留10亿年的时间。然后它会收缩、变小,成为一颗白矮星,再过10多亿年,它就成了黑矮星,这就是太阳的整个后半生所要走的道路。

黑洞也是由晚年恒星变成的。质量比较小的恒星,到了晚年,会变成白矮星;质量比较大的会形成中子星;质量更大的恒星,到了晚年,最后就会变成黑洞。

黑洞是根据严格的科学理论得出来的。黑洞是黑的,要找到它们实在是很困难。有一种情况下的黑洞比较有希望找到,那就是双星里的黑洞。在天鹅星座,有一对双星,名叫天鹅座X—1。这对双星中,一颗是看得见的亮星,另一颗却看不见。根据那颗亮星的运动路线可以算出来它的“同伴”质量很大,至少有太阳质量的5倍。这么大的质量是任何中子星都不可能有的。当然,除这些以外还有别的证据,所以,基本上可以肯定,天鹅座X-1中那个看不见的天体就是一个黑洞。

正在中年的太阳

本世纪初,科学家已经知道太阳是个炽热气态氢的巨球。进入原子时代后,科学家才知道太阳是个核子炉,由一种第四状态的物质组成。这种物质不是固体、液体或气体,而是以等离子体状态存在的,是X一种离子化的稠物,其中原子都失去了电子,正常的原子结构变成了狂乱的核子。

50亿年前,太阳在我们银河的一条螺旋臂边缘诞生,一团由原始氢构成的极大的云,旋转成了一个漩涡,由于重力的影响,所有的气体都向云的中心聚去,于是产生了高压和温度,将核子火点燃。

自此,这核子大锅便始终在沸腾,每秒钟把大约6亿吨氢嬗变为氦,在这过程中,500万吨氢完全自行毁坏,放出大量的X射线,r射线和其他高能的短波辐射,并产生巨大的电磁场,氢变成了能,在这过程中,巨大的电子流在运行时产生磁力,物理学家认为这些磁力都是“管”状的,像10万千米长的管子扭曲盘回于太阳的内部,然后钻出动荡的太阳表面,使太阳表面产生日珥。太空实验室记录到的亮点,可能就是这些磁管造成的。

我们的太阳是一颗星,而且不能永远存在。我们的太阳星已届中年,只能再继续发光约50亿年了。我们把地球环绕太阳一周的时间称为一年,太阳和银河系的所有其他的星都环绕我们银河中心旋转,太阳环绕一周需时2.5亿年,现已环绕20周,所以太阳在陨灭前,还有20个银河年的寿命。

多变的太阳

1985年1月3日11时左右,在黑龙江省绥化市的上空出现了一个大气光象的奇景——“5个太阳”。这一天,绥化市被一层绢纱似的簿云笼罩着,将近11时许,天空中出现了个奇景:太阳光盘呈火红色,边缘为金黄色,光辉灿烂,夺目耀眼;太阳周围有一个46度晕和一个时隐时现的22度晕;太阳两侧各有两个“小太阳”,一个白色大半圆光环把四个“小太阳”和太阳贯穿起来,四个“小太阳”非常明亮,闪烁着彩色的光辉,就像一条项链上的几颗宝珠。在22度和46度晕的北部,还各有一个与它相切、凸向太阳的色彩缤纷的彩弧,两弧都为内蓝外红,光辉耀眼。

为何天空会出现“5个太阳”呢?原来,一个是真太阳,其余四个是假太阳,气象上称为“假日”,假日是太阳光通过不同形态的冰晶所形成的光亮点。这种光亮点往往对称地出现,有时可多达七八个。由于形成几个假日现象对光线进出冰晶的位置和冰晶的形态要求比较严格,所以假日现象比较罕见,多假日的情况就更为罕见了。各种假日形成的光路和冰晶形状的关系也十分复杂。

1933年9月13日,美国学者查贝尔在美国西海岸较高纬度的地方观看日落时,拍摄到一组珍奇的照片:一轮又红又大的太阳慢慢西沉,开始由圆形变成椭圆形,接着又由椭圆形变成了馒头形,上圆下平。渐渐,太阳的上半部分也被削平了,最后出现了有棱的四个角,变成了一个罕见的方形太阳,这组照片,引起了人们极大兴趣。半个世纪以来,一直被作为珍贵资料引用。

这种“方形太阳”是由于太阳光通过上下密度不同的大气层时,光线发生折射、反射等原因造成的。在极地和高纬度地区,陆地和海面温度常常很低,近地层的空气温度低于高层的空气温度,这样就出现了“大气逆温”现象。靠近地面或海面的空气密度大,而愈向上密度愈小,当靠近地面或海面的太阳光从这种低空大气中通过时,就发生折射。这种折射随着太阳的下沉明显地发生光线向地球一侧弯曲,所以太阳下部分光线就偏折得特别厉害,使它下边就像刀子削过那样平直,成为一条平行于地平线的直线。随着太阳逐渐下沉,它的上半部分折射成的直线形,形成了奇妙的“方形太阳”。“方形太阳”必须在极地和高纬度地区的无风、无云,空气中没有冰晶雾等严格的天气条件下才能产生,因此比较罕见。

月球的七大谜

起源——是本地的还是外来的?月球起源旧的假说归纳有五种:炸出说(某黄道吉日生成月球);孪生说(月球、地球同时生成);母子说(地球生成后,才挤出并甩出月球);同源说(两者都是宇宙尘埃在太阳系内生成);俘获说(月球生自别的星系,在它运行时,被地球抓了俘虏)。

新的假说“外来说”(原星系遇到特大灾变,月球被智慧动物操纵着,特意迁到太阳系来)。

位置——是故意安排还是天然轨道?旧假说认为月球位置是天然轨道。

新的假说认为月球轨道位置巧妙而准确,太阳直径等于月球直径的400倍。地球至太阳的距离是地球至月球距离的400倍,且能够看到日食和月食。地球人看月食时研究月亮,那么月球内的“居民”完全可以同时研究地球。

月表——为什么异常坚硬?地球岩石密度每立方厘米2.7至2.8克,月球岩石密度每立方厘米3.2至3.4克。宇航员们普遍反应:“在月球采岩,越往下钻越硬。”一些科学家怀疑月球有一个非天然形成的厚壳,外壳约30至50千米。

正面、背面——为何大不相同?月球的正面与背面截然不同。背面密密麻麻排列着数以千计的环形山,没有高山大川,更无月海。正面的阴暗部分叫月海,无水的月海总面积约占正面的1/4。正面很少见环形山,高山大川主峰达2000多米,还有呈条状的大川和高原。

环形山——为何底部平坦且深浅一致?

月震——为何没有纵波?阿波罗登月任务之一是安放月震仪,检视月内是否中空。月震仪放置以后,1972年5月13日,巨大陨石撞击月面,威力相当于爆炸了200吨TNT。月内没有纵波。而阿波岁十四号登月故意用上升段撞击月面,相当于700千克TNT。令所有科学家、学者迷惑不解的是,月球竟连续震动3个小时,科学家们感叹道:“月球就像铜鼓”!

月内——为何不见洞穴出入口?20世纪提出月球就是宇宙飞船假说的专家学者代表人物们都希望找到进入月内的洞口。阿波罗6次登月和9次绕月飞行都没有发现洞口。

威心金斯博士怀疑风暴洋的另一边有个大洞穴,卡西尼A环形山的大坑穴深入月内200米,内壁像玻璃一样光滑。……尚待新世纪的美国、欧共体、中国、日本等同的宇航员们去寻找洞口。

彗星是可怕的灾难吗

在科学不发达的古代,无论是中国还是欧洲,人们对彗星都产生过迷信和恐惧,认为只要彗星一出现,战争、饥荒、洪水、瘟疫等灾祸就会降临。

2000多年前的我国秦始皇时期,曾经出现过大彗星。有人认为,这预示着秦朝即将灭亡。

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