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第4章

格雷奥勒和达特莱被这些故事激动得几夜无法入眠,他们不久即收拾行装回到法国,并把这些旷古奇闻整理成文,在《非洲科学杂志》上发表了出来!顿时,西方世界引起了轰动:连文字还没有的达贡人怎么有如此丰富的天文知识?原始部落怎会知道天狼星的奥秘?要知道,西方也是到1862年才第一次知道白矮星,而且直到20世纪50年代(即文章发表时),还有不少人因无法想象如此巨大的密度而倾向否认观测资料。

再说,20世纪50年代也是“飞碟(UFO)事件初露头角之时,各种难以想象、骇人听闻的飞碟报告使人眼花缭乱、达贡人的新闻更使UFO披上了神奇的色彩,于是,有关“天狼星人”的各种神话也不胫而走……

当时美国考古学家坦普尔,为了研究这个问题,循着20年前法国人的足迹再访马里,并在达贡地区住了8年。8年中,他与许多达贡老人及祭司进行了深谈,并搜集了许多实物,回来后写出了一本很有影响的着作《天狼星的奥秘》。该书封面上有一句话:“来自天狼伴星上的智慧生命访问过地球吗?”书中,作者结合了达贡人的神话故事,绘声绘色地描绘了“天狼星人”当初降临地球的情景,并认为达贡人所讲的“主神诺墨”就是那些驾驭宇宙飞船而来的“天狼星人”,正是这些天外来客把那些天文知识传授给了达贡人。那本书中,作者把“天狼星人”描绘成似海豚那样的、又有些像“美人鱼”的怪物,它们上半身似人形,下半截却是鱼身,除了嘴巴以外,还另有一个通气的孔……

“宇宙人”的问题始终是激动人心的话题,坦普尔的着作至今还有广泛的读者。然而,愿望不能代替现实,仔细推敲便可看出其中种种破绽:达贡人的那些“天文知识”,即使在20世纪30年代也显得过时陈旧了,因为当时人们已知了九大行星,卫星数已达25颗,木卫不是4个而是9个。再说从天体演化看,天狼星伴星的年龄不会超过3亿“岁”。这样短暂的时间内,行星上根本还来不及孕育出生命来,更何况是智慧生命!

那么如何解释达贡人的知识呢?看来一种可能是,在格雷奥勒和达特莱之前,已经有一些西方传教士到达过西非的原始部落(我国明清亦有许多西方传教士来华,讲述过许多西方天文知识),正是他们给达贡人传授了有限的天文知识,而达贡人又搀进了神话和传说,这才“诞生”了“天狼星人”。

天狼星和它的“多情伴侣”

就像人世间有很多相亲相爱、形影不离的多情伴侣一样,天上的恒星中有很多是成对生存的。天文学家称它们为“双星”。据粗略的统计结果,在恒星总数中约有40%是双星。

在每一组双星之间,一般都存在某种物理上的联系。例如,两颗星围绕着它们的共同质心旋转,相互之间有物质传递等。但有时有两颗“看起来”靠得很近的星,它们只是出现在我们的同一条视线上,实际上它们可能相距很远,相互之间也没有任何物质传递,这就是“假”双星了。

天空中除了太阳之外最亮的恒星天狼星(大犬座α),就是典型的双星。它的伴星是一颗白矮星,它们在不停地围绕着共同的质心旋转。1844年,德国天文学家贝塞尔发现天狼星自行的轨道不是直线而是螺旋线状。他推测天狼星可能有一颗看不见的伴星,它们因为相互之间的引力作用产生了附加的旋转,这使天狼星自行轨道发生了变形。事实上,以我们的月亮为例就可以说明这一点。月亮在不停地绕地球旋转,在地球上的观察者看来,月亮的运行轨道是闭合的椭圆;但是,假如有人能站在太阳的位置上观察月亮的运动,他会看到月亮一方面绕地球旋转,一方面又跟随地球一起绕太阳公转。这样,月亮的运行轨迹就不是闭合的椭圆,而是一圈螺旋线了。在使用了较大口径的望远镜观察之后,人们发现通过望远镜可以直接看到天狼星的这颗伴星。这样,贝塞尔的看法也终于得到了直接证实。对于更多的距离遥远的恒星,人们虽然不能直接观察到它们有伴星,却可以从间接的证据中判断出它们属于双星。交食双星就是其中的一种。直接看上去它们似是一颗单星,然而其亮度却在周期性地不断变化。在仔细观察、分析之后,天文学家们认为这种周期性亮度变化是两颗星相互掩食的结果。当两颗星不发生相互遮挡的时候,光度处于最大;当较暗的子星挡住较亮的子星时,光度处于主极小;当较亮的子星挡住较暗的子星时,光度出现次极小。前文所述的食变星大陵五是最早被发现的一颗交食双星。

物理学家们早已确认,当光源趋近于观察者运动时,观察者接收到的光波长要向可见光的紫端移动;当光源远离观察者运动时,观察者接收到的光波长要向可见光的红端移动。这就是光的“紫移”和“红移”现象,即光学多普勒效应。天空中还有一类双星,虽然通过望远镜也不能观察到它们有伴星,但是在它们的光谱中发现了多普勒效应引起的光谱线“分裂”,从而可以推断它们是双星。用这种方法确认的双星叫“分光双星”。天空中两颗着名的亮星角宿一(室女座α)和五车二(御夫座α)都是分光双星。

还有一类双星系统,是当代天文学家们特别感兴趣的研究对象,这就是由一颗红巨星和一颗白矮星组成的双星、由一颗红巨星和一颗中子星组成的双星以及由一颗蓝巨星和一个黑洞组成的双星。这一类系统常常是新星爆发、超新星爆发、X射线爆发等引人注目的“动态”宇宙现象的发生地。例如,红巨星上的物质冲向白矮星时,可能会重新点燃氢“燃烧”的核聚变,从而发生新星爆发;红巨星上的物质冲向中子星时,可能点燃规模更大的氦、碳或氧的“燃烧”,这会使这一双星成为“爆发星”;至于蓝巨星与黑洞之间的物质交流,乃是黑洞附近辐射出强X射线的直接原因。看来,在天上的“多情伴侣”之间,除了“和睦相处”之外,在它们当中有些还会频频出现“暴力”现象呢!

不速之客哈雷彗星

在中国古代着名的典籍《春秋》一书中有这样一条记载:“鲁文公十四年秋七月,有星孛入于北斗。”鲁文公十四年即公元前613年,孛(读bei)这个字在古文中专指彗星。从这一记载中我们了解到,公元前613年秋天,有彗星出现在北斗星附近。据现代科学家推算,这里记录的就是那颗有名的哈雷彗星在古代的一次回归。

无论是在古代的中国还是外国,天空中一旦出现彗星,都被许多人认为是不祥之兆。一直到20世纪初哈雷彗星在1911年那次回归时,在欧洲还引起了很大的恐慌,有人甚至忙着写下遗嘱,将财产捐给教会。因为当时已有人计算出彗尾要扫过地球,预言地球可能要面临“灭顶之灾”了。可事实说明,后来并没有什么灾难发生。出现恐慌的一个重要原因是当时的天文学家对彗星还没有足够的了解和认识。彗星这个天上的不速之客到底是怎么回事呢?

人类对彗星的认识,走过了既漫长又曲折的道路。在中国长沙马王堆汉墓的出土文物中,曾发现了2000多年前绘制的慧星分类图。其中有20多种不同形态的彗星,并注有彗星、天箭、白灌、赤灌、蒲彗、竹彗、蒿彗等不同的名称。从种类之繁多、形态之丰富的程度来看,无疑是积累了数百年甚至数千年观测资料的结果。这幅普星图是世界天文史上独一无二的珍贵资料。

在人类近代史上对慧星研究做出决定性贡献的是英国天文学家哈雷(1656~1742年)。在哈雷之前,人类对有些彗星是沿一定的具有周期性的轨道运行的这一事实一无所知。哈雷是着名科学家牛顿的朋友和同事,他在1682年观测到了这颗彗星之后,研究了在此之前300多年间出现的24颗彗星的观测记录,发现在1531年、1607年和1682年三次出现的彗星,都是间隔约75年。于是他着手查阅更早的彗星记录,结果令他十分惊喜:每隔约75年都会有一颗彗星光临地球附近!他开始使用牛顿方法计算这颗彗星的轨道,结果证明它也是在椭圆轨道上绕日运行的天体。每当彗星运行到近日点时,人类就会看到它。哈雷接着提出了他的预言,彗星将在1758年回归。到了1758年12月的圣诞节之夜,彗星果然如期回归了,可惜这时哈雷早已辞世。哈雷的研究使人类对彗星的认识深化了一大步,人们就把这颗每75年左右回归一次的彗星命名为“哈雷慧星”。

由于中国古代文献中关于彗星的记载是全世界最丰富的,在确认了哈雷彗星的75年周期之后,中国和外国的科学家们急切地开始重新查阅中国古代的彗星记录。尽管除了哈雷彗星之外,在历史上还会有很多其他彗星被发现并被记录下来,但有了75年这个周期就好办了,人们可以用每次“上溯”75年的办法辨别某次彗星记录是不是关于哈雷彗星的。经过审慎的研究,中外科学家们惊奇地发现,中国古代关于哈雷彗星的记录,较早的一次是上述的鲁文公十四年,而从秦始皇七年(公元前239年)开始,一直到清朝宣统二年(公元1911年),哈雷彗星的每次回归在中国都被记录下来,一次也不缺少。这期间哈雷彗星共回归了29次,时间跨度达2250年。这真是了不起的天文观测成就!

有趣的是,对彗星的研究还产生了具有重大意义的“副产品”。中国古代东周以前的那段历史,目前还有不少没有考证清楚的地方,甚至还有一个“断代”,即确定年代的问题。如“武王伐纣”这一商末周初的重大历史事件,究竟发生在哪一年,一直是众说纷坛。我国现代天文学家张钰哲根据史书《淮南子·兵略训》上说的“武王伐纣……有彗星出”及哈雷彗星的75年回归周期,提出了“武王伐纣”应发生在公元前1057年的看法,同时也把中国和世界最早的哈雷彗星回归记录提前了近400年。他的这一看法有很有据,得到了历史学家们的重视。

事实上,哈雷彗星是属于短回归周期的彗星。在天文学家已确切知道其轨道周期的600颗左右的彗星中,只有20%是短周期彗星,其余都是长周期的。在长周期彗星中,最短的周期也在200年以上,而它们的平均回归周期估计达1000万年以上,最长的有3000万年!相比之下,周期最短的是恩克彗星,它是1786年首次被观测到的,每隔3.3年就回归一次。更仔细的研究发现,短周期彗星也曾是长周期彗星,后来它们运行到某个行星附近时,由于受到行星万有引力的影响,其轨道发生了变化,而“蜕变”成了短周期彗星。

彗星的样子,在人们的印象中总是有一个圆圆的头,后面拖着一条又长又大的尾巴。因此,在中国民间又有“扫帚星”之称。实际上,彗星在运行到远离太阳位置的时候,原本是没有尾巴的,只是在飞到近地点附近时,由于受到太阳辐射出来的“太阳风”压力的影响,才产生了形形色色的“彗尾”。因此,彗尾总是指向远离太阳的那一方。

通过对彗星光谱的研究可以确定它们的化学成分。现已知道彗星上有一氧化碳、二氧化碳、氢、氮、氨、甲烷以及水、钾、钠、钙、铁、铜、镍、有机分子等。由于远离太阳时它们的温度很低,是冻结在一起的团块,因而彗星又称“空间雪球”。

彗星是从哪儿来的呢?这如同太阳系起源、地球起源问题一样,对今天的人类来说仍然是个谜。一个有名的假说是关于“奥尔特云”理论的。荷兰天文学家奥尔特在1950年提出,在冥王星轨道之外很远的地方的太阳系边缘地带,有一个由大量彗星聚集而成的“奥尔特云”,但其中的彗星大多数却从来没有在可接近太阳的轨道上运行过。只是因为偶然的原因,在有些“路过”的星体的引力作用下,才把少数彗星推到了可能接近太阳的轨道上。而有可能接近太阳的彗星还会因逐渐汽化等原因在太空中永远消失,比如哈雷彗星每次接近太阳都要损失20亿吨以上的质量。按照这个理论,“奥尔特云”这个“彗星仓库”中至少应该有1000亿颗以上的彗星。

当苏梅克一利维9号彗星(SL9)在它的轨道上和木星相撞时,地球人类真可谓“大饱眼福”了。这次撞击所释放出来的能量,相当于20亿颗原子弹那样多!面对这一事件,人们也难免开始冷静地考虑这样的问题,会不会有一天有一颗彗星跟我们的地球“撞车”呢?如果那样的话后果将怎样?这对最关心自身安全的地球人来说,真是值得研究的一件大事。

天上有多少个太阳

如果把视界扩大到太阳系以外,我们仅用肉眼就能看到一个广阔的恒星世界。在晴朗五月的夜晚,满天星斗。这众多的星星明暗程度和颜色都各木相同。它们究竟有多少?离我们有多远?是静止的还是运动着的?是不是杂乱无章,像一盘散砂?

我们用肉眼在夜空中所看到的星星,大致可分成三类:一类是太阳系的行星;一类是拖着一条尾巴的彗星,彗星实际上也是绕着太阳转的行星;再一类就是恒星了。行星和彗星的数量很少,所以我们看到的绝大部分星星都是恒星。

恒星是和太阳一样的天体,它们在不断地燃烧,发出热、光和其他各种射线,所以,每个恒星都是一个太阳。那么,天上究竟有多少个太阳,也就是宇宙里究竟有多少个恒星呢?

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