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第44章 开启宇宙秘境之门(2)

迪森球的外表面积是地球的10亿倍。人类就居住在球内,这里有地球、类地球、小行星或人造行星。也有成千上万个形形色色的生命点。这一切都得靠木星解囊相助。

◎第二种方案:环形世界。

这是一个像水平转动着的无辐条车轮一样的环形世界,太阳位于轮壳中央,球半径也是1.5亿千米,环的厚度不到1千米,转速达每秒1200千米。为了防止大气逃逸,可能须在环边建筑一道高达1600千米的山脉或墙壁。

为了模拟生命已习惯了的白天与黑夜的变化,在靠近太阳的周围将另建一道环,环上交替地出现透光带和不透光带,以达到白天、黑夜的效果。

◎第三种方案:阿尔德森盘。

这是美国喷气推进器试验室的D.阿尔德森构思的方案。盘形世界的外观就像是个留声机唱片,太阳位于其中心,重力垂直于盘的表面(除开盘边之外)。盘的南缘处也须修筑一道1600千米高的墙,以防太阳把新世界的大气吸走。

也许会有人说,提出这样的人类未来图画,与其说是美好,倒不如说是恐怖。其实,这仅仅是假想而已。

■ 太阳的光和热之源

据科学家推算,太阳表面温度高达6000℃,每秒向四周空间发射出的总辐射量约为380亿亿亿瓦,这相当于在它的每平方米的表层面积上,建立了一个63 000千瓦的发电站。

有人估计,即使太阳全部由最好的优质煤组成,又有足够的氧气让其充分燃烧,以它所发的光和热,至多也只够烧7500年。可是它,已经辉煌地存在了近50亿年,而且还将继续辉煌下去。

自古以来,人们就一直在考虑,太阳发出的能量从何而来?会不会有熄灭的一天?为此,人们提出了种种假说。

有人说,陨星向太阳溅落可以产生热量;有人说,太阳自身冷却,在收缩中可以补充热量;还有人说,太阳体内化学反应和放射性元素蜕变,也可以释放出热量等等。

直到1911年,发现了原子核,人们就开始揣测:太阳取之不尽、用之不竭的能量,可能与原子核反应有关。

事实也正是如此,在太阳内部,每时每刻都在进行着激烈的原子核聚合反应。形象地说,太阳就是一座以核能为动力,以氢做原料的能源大工厂,源源不断地制造着光和热。

在太阳的深层中心区域,每1秒钟内,有6亿吨氢聚变成59 574万吨氦,另外的426万吨氢从此消失,但同时转化为380亿亿亿焦耳的巨大能量。

太阳中心的温度高达1500万度,压力也极其巨大,这就使得它上面的轻核元素——氢不断地发生聚合反应。每四个氢原子核结合成一个氦原子,就能放出20兆电子伏特以上的能量,这就是人们通常所说的“热核聚变反应”。

组成太阳的主要成分是氢,给“热核聚变”提供了取之不尽、用之不竭的源泉。以目前的消耗速度测算,它还足足可以让太阳稳定地发热发光几十亿年到上百亿年。

因此,我们可以满怀信心地说:太阳将永远辉煌,永远造福于人类。

■ 太阳黑子之谜

清晨或者傍晚,在太阳中常可以看到一些暗黑色的、不规则的斑点,科学界把它称为“太阳黑子”。

古人以为天体是完美无缺的,所以17世纪有个教士发现太阳上有黑点时,感到惶惶不安,而主教则肯定地说,这是眼睛的缺陷造成的。

其实,早在公元前2000多年,我国就发现了太阳黑子的存在。《汉书·五行志》记载,汉成帝河平元年(公元前28年)的一天,“日出黄,有黑气大如钱,居日中央”,这是举世公认的太阳黑子活动的最早记载。

原来,太阳黑子只是太阳上温度较低的一个区域。尽管它仍然高达4000℃以上,但同6000℃以上的其他区域相比,就显得比较黯黑了。太阳黑子有时大,有时小。小黑子直径不过几百千米,而个别大黑子的直径可达20万千米以上。现知的最大的黑子出现于1947年4月8日,其纵长30万千米,最宽处则有14万千米,它的表面积达170亿平方千米,是地球表面积的34倍。

太阳黑子常常成对、成群地出现,它的数目同太阳的磁场活动有密切联系:黑子大而多,磁场活动就强;黑子小而少,磁场活动就弱。黑子的数目总是从多到少,又从少到多,大约11年左右一个周期。

研究表明,黑子活动与人类生活有着密切的联系。

早在1926年,我国著名科学家竺可桢就发现,黑子活动同降水量有密切联系。黑子多的年份,长江流域的降水量就比较多;黑子少的年份,长江流域的降水量就比较少。黄河流域则正好与此相反。

黑子活动周期还对气象产生重大影响。我国吉林省大致是11年左右多雨,11年左右少雨;美国中西部的大面积干旱大略是22年左右一个周期,美国天文学家根据这一规律,成功地预报了1976年的中西部大旱。

1978年12月,英国赫赫有名的《自然杂志》刊登资料说,历史上的流行性感冒,大多与黑子活动有关。从有黑子活动记载的1700年算起,遍及世界的流行性感冒12次,除1889年外,其余11次都发生在黑子活动的高峰年。

又有资料表明,皮肤癌发病周期曲线,同黑子活动周期曲线大体吻合。可见,它是诱发皮肤癌的重要因素。

太阳黑子为什么会有时多,有时少?有时强,有时弱?太阳磁场活动又受着什么因素控制?人们仍然不得其解。它为什么呈周期变化?对人类的生产和生活到底有着什么影响?则仍然是一个未解之谜。

■ 太阳有伴星吗

根据天文学家的发现,银河系中的恒星大多是成双成对的,甚至还有“三合星”和“四合星”,然而太阳却是一颗单星,虽然有着数量不少的卫星,但总还是显得有些孤独。

1984年,美国芝加哥大学的古生物学家劳普在编纂化石资料时发现,大约每隔2600万年,古代生物就会发生一次大灭绝,每次大灭绝都会造成地球上70%~90%的生物永远消失。他认为,造成大灭绝的祸首就是彗星群。但为什么有这么多彗星同时光临地球呢?他没有作进一步的解释。

与此同时,美国物理学家穆勒等人提出了一种新的假说——太阳有颗伴星,它是一个很歹毒的杀手,每隔2600万年,它就派出大量的彗星轰击太阳的儿女,轰击地球。穆勒等人将它命名为“复仇星”。

人们推测,“复仇星”的质量大约是太阳的7%,是一颗漆黑无光的白矮星,它沿着一条椭圆形的轨道围绕着太阳旋转,轨道半径是1.4光年,周期约2600万年。

科学家们还认为,在遥远的宇宙中,有一个彗星的大本营——奥尔特云,那里聚集着约1000亿颗彗星。每隔2600万年,“复仇星”来到离太阳最近的地方,它巨大的引力虽不足以影响太阳,但却能对奥尔特云中质量轻微的彗星产生巨大影响,迫使它们飞出轨道,四散逃逸,引发密集的彗星雨。

据估算,那时将有10亿颗彗星掠过太阳系,而这其中,至少会有20~30个星体与地球相撞,致使地球上的生物大灭绝。

这种伴星扰动理论得到了许多事实的支持。美国伯克利大学的阿尔沃教授指出,全球陨石坑的形成年代也具有明显的周期性,每隔2600万年出现一次高峰。

耐人寻味的是,陨石坑形成高峰正好与生物大灭绝高峰处在同一个阶段。

美国地质调查局的科学家在大灭绝地层中发现了一种特殊的石英晶体,这种石英晶体只有在核爆炸或者天体撞击的条件下才可能产生。核爆炸是本世纪的事,显然,它只可能是天体撞击的产物,

地质学家还在大灭绝地层中找到了丰富的铱。据研究,它是天体撞击爆炸所造成的尘埃降落而形成的,因为,有许多天体上有着含量十分丰富的铱。

现在,世界各国的天文学家都在寻找这颗推测中的伴星。因为,归根结底,这颗伴星到底存不存在,靠推测是不能说明问题的,必须要实际发现它才能让人信服。

■ 太阳系中最古老的物质

科学家曾在我国境内发现的陨石中找到了曾被认为是太阳系最古老的物质——不透明矿物集合体。科学家们对这些物质进行了微区原位氧同位素组成分析,首次完整和清晰地揭示了不透明矿物集合体复杂矿物组合的形成奥秘。

研究发现,不透明矿物集合体并不蕴涵任何原始太阳星云的痕迹,却清晰地显示出了小行星母体上水蚀变作用的结果。结合周密的矿物岩石学观测,他们发现不透明矿物集合体并非如以前所认为的是太阳系中最古老的物质,而是后生的金属颗粒在小行星母体中经后期水蚀作用的产物。

全世界目前普遍认为,原始球粒陨石中的难熔包体是太阳系中最早形成的物体。难熔包体时常还包含了一种特殊的不透明矿物集合体。组成不透明矿物集合体的矿物很复杂,既有高温难熔矿物,又有低温蚀变矿物;既有高度氧化矿物,又有极度还原矿物。

它们还含有自然界十分罕见的贵金属颗粒,如:纯金属铂、纯金属铼、纯金属锇等。不透明矿物集合体自发现以来,一直被认为是太阳系最古老的物质,它是从原始太阳星云中直接凝聚而成,在难熔包体的形成过程中被包裹其中,它还有可能蕴涵前太阳系恒星物质,是研究太阳系起源和演化的珍稀样品。

■ 水星为何行踪难觅

据说,波兰天文学家哥白尼在去世前曾经表示,他一生最大的遗憾就是没有见到过水星。

那么,水星为什么这么难得一见呢?

这是因为水星距离太阳太近,所以围绕太阳公转的圈子就很小,再加上它个头又小,直径约4880千米,不到地球直径的38%。所以,它总是被强烈的太阳光所淹没,人们很难看到它的身影。

天文学上通常把水星公转时同太阳构成的角度叫做“距”,从地球上看去,它的最大角度不超过28度,被称做“大距”。

当水星处于“东大距”时,太阳升起约一个小时后,它才从东边升起,但此时已是白天,阳光普照,天宇通明,它被淹没在灿烂的阳光里,人们很难发现它的存在;而在傍晚太阳落山时,尽管它比太阳晚落约一个小时,但因为落日余晖的映照,天还没有全黑,人们也不容易看到它。

当水星处于“西大距”时,它赶在太阳之前,出现在东方地平线上,不过,此时曙光已现,转瞬间朝霞满天,人们能目睹它的时间也非常短暂;而到傍晚,它已经急匆匆地在太阳之前下山了,根本就没有看到它的可能。

■ 水星上有没有水

看到水星的名字,人们脑海里总会产生这样的联想:水星上面有水吗?水星和水有何关联呢?

近代探测表明,水星的表面和月球很相像,有环形山、尘土。地表干燥,没有水。

水星离太阳最近,自转周期长达58.6天,这就是说,它连续接受日照的时间一次长达29天,而且温度持续在400℃以上,就算我们给水星送去水,水星表面的高温也会使液体和气体分子的运动速度加快,足以逃出水星的引力场。也就是说,要不了多久,水和蒸汽会全部跑到宇宙空间,消失得无影无踪。

而背着太阳的一面,由于长期见不到太阳,温度常年在-170℃以下,因此,也不可能有液态的水。

那么,水星大气中有水蒸气吗?

水星上的大气非常稀薄,大气压力不到地球大气压力的一百万亿分之一,水星大气主要成分是氮、氢、氧、碳等。水星质量小,本身引力不能把大气保留住,大气会不断地向空中飞逸。现在的稀薄大气可能靠了太阳不断地抛射太阳风来补充。从成分上,也有相似的系统,太阳风的大多成分就是氢、氮的原子核和电子。

从水星光谱分析来看,水星有点大气,但大气中没有水。这已是普遍公认的事实了。

然而,宇宙的奥妙是无穷的,没有液体水和水蒸气的水星,却“发现了冰山”。

1991年8月,水星飞至离太阳最近点,美国天文学家用具有27个雷达天线的巨型天文望远镜对水星观测,得出了一个破天荒的结论——水星表面的阴影处,存在着以冰山形式出现的水。

冰山直径约15~60千米,多达20处,最大的绵延130多千米。都是在太阳从未照射到的火山口内和山谷之中的阴暗处,或者是处于极地,温度通常在-100℃~-170℃之间。冰山大多生成于30亿年前。由于水星表面的真空状态,冰山每10亿年才溶化8米左右。

1994年5月25日,新华社从伦敦也发回了水星有水的报道。但是,这些区域,“水手10号”没有探测过。

至于水星的水是原来就有的,还是后来由陨星和彗星带来的,看法上还有许多分歧,

虽然,水星有水的说法尚待证实,但有水就可能有生命。美国科学家们的新发现,引起学术界的浓厚兴趣。

■ 金星——最亮的星星

金星是天空中最亮的星星,仅次于太阳和月亮。有时,我们在白天也能看到它的踪影。金星最亮时,亮度是天空中最亮的恒星——天狼星的10倍。

早晨,当它在黎明前出现时,我们叫它“启明星”或者“太白星”,傍晚,它出现在西方日落时的天际,我们叫它“长庚星”。它晶莹闪亮,灿烂夺目。

金星为什么那么明亮呢?

其实,我们看到的不是金星本身,而是蒙着金星的一层“面纱”。多次探测表明,这层“面纱”是笼罩在金星外围的一层浓密的云雾。这层云雾厚约20~30千米,离地面大约48千米。

这是一层由飘浮在大气之中的浓硫酸微粒组成的云雾。这层云雾可以把75%以上的光反射回来,反射日光的本领很强,而且对红光反射能力又强于蓝光,所以,金星的银白光色中,多少带点金黄的颜色。

另一方面,金星距离太阳很近,除水星以外,金星是距太阳第二近的行星,它到太阳的距离是10 800万千米,太阳照射到金星的光比照射到地球的光多一倍,所以,这颗行星显得特别耀眼明亮。

那么,为什么我们既能在早晨,又能在夜晚;既在东方,又在西方看到它呢?

这是因为金星绕日公转的轨道在地球公转轨道的内侧,它同太阳比较近,因此,在地球上看来,它老是在距太阳不远的东、西两侧的天空中来回移动。这一点,同水星很相似。

■ 金星为什么逆向自转

金星绕太阳公转一周只需224.7天,自转一周却需要243天,它是太阳系八大行星中自转最慢的行星。

更有趣的是,金星自转是太阳系行星中最独特的,自转与公转方向相反,是逆向自转。换句话说,从金星上看太阳,太阳是从西方升起,在东方落下。

它为什么成了太阳系中唯一逆向自转的行星呢?有的科学家推测,金星原本是正向自转的,一颗外来的大行星闯入了它的轨道,并且撞击了它的北半球,使它改变了自转方向。

这个推测是否正确,现在也没法证实。

另外,在金星上观看星星,每过243天,才能在天空看到同一幅恒星图景,如我们以太阳为基准测量金星自转周期,仅仅是116.8个地球日。因为,在这段时间,金星沿公转轨道前进了很大一段距离,在这243天中,可以看到两次日出和日落。所以,一个金星日是116.8个地球日,金星上的一天等于地球上116天多。

■ “金卫”失踪之谜

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