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发布时间:2020-08-08 02:32:23

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作者:读书堂

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中华学生百科全书——宇宙星空

中华学生百科全书——宇宙星空试读:

茫茫的宇宙

如果有人问:“世界上最大的东西是什么?”一定会有人立刻回答:“是宇宙!”那么,你知道什么是宇宙吗?为什么说宇宙最大呢?这是因为宇宙是一切物质及其存在形式的总体,它包括地球及其他一切天体。宇宙也叫世界。按照我国古人的说法,上下四方无边无际的空间为“宇”,古往今来无始无终的时间为“宙”,宇宙即无限的太空世界。

人类对宇宙的认识是先从我们居住的地球开始的,然后从地球扩展到太阳系,从

太阳

系扩展到银河系,从银河系扩展到河外

星系

……众所周知,我们人类居住的地球,可算得上是十分巨大的了,它的平均半径有6371.2公里,但地球只是太阳系中的一颗普通的行星。太阳系的成员包括恒星太阳(其半径是地球半径的109倍,体积是地球的130万倍),包括地球在内的九大

行星

,50多颗

月亮

一样的

卫星

,神秘难测的

彗星

,难以计数的小行星、流星及星际物质。太阳系的直径约为170亿公里,而太阳系也只是银河系1000多亿颗恒星中的一个。这些恒星中有的比太阳大几十倍到几百倍。银河系直径只能按光年计算,达10万光年,包含数千亿颗恒星。在我们的银河系之外,还有10亿多个类似银河系的恒星系统,叫“河外星系”;几十个这样的星系聚在一起叫“星系群”;上百个聚集在一起构成“星系团”;它们又都归于更巨大的太空集团——“星系集团”(又称超星系集团)。银河系所在的星系集团称为本星系集团,它的核心是室女座星系团。无数超星系集团组成更庞大的总星系。我们用现代最大的望远镜虽已能观测到这一离我们100亿光年的天体,这仍在我们总星系的范围之内。

宇宙的范围如此巨大,那么,宇宙的年龄又怎样测算呢?是不是只笼统地说“无始无终”就可以了呢?当然不行。目前测算宇宙的年龄有三种方法:

一种是逆推算宇宙膨胀的过程,根据宇宙的膨胀速度(即哈勃系数和减速因子),计算从密度达到极限的宇宙初期到扩展为如今这种程度究竟需要多少时间,即为宇宙年龄。

二是根据恒星演化的情况求恒星的年龄。通过理论推导恒星内部的核聚变反应,就可以知道恒星这个天然的原子反应堆的结构和它的发热率是怎样随时间变化的。将观测和理论相核对,就可求出恒星和星团的年龄。再由最古老的恒星年龄推算宇宙年龄。

第三种是同位素年代法。这种方法已广泛运用于测定月岩和陨石的年代。这是利用放射性同位素发生的自然衰变,由衰变减少的情况推测母体同位素的生成年龄。放射性同位素只有在特别激烈的环境中才能生成,所以一旦被禁闭在岩石中就只有衰变了。测定母体同位素与子体同位素之间的量比,测定具有两种以上不同衰变率的同位系的量比,就可以决定年代,由此推算宇宙的年龄。

无边无际的宇宙对人类来说还有很多未解之谜,许多最基本的问题还没有搞清楚。如宇宙是怎样形成的?古今中外先后有盖天说、浑天说、宣夜说、地心说、日心说、大爆炸说、

星云

说(详见下文)等,但都仅仅是一种推想;再如,宇宙到底有没有边缘?这并非用“无边无际”一个词可以说清楚的。近几年天文学家用最先进的天文望远镜观测到一个距离我们大约200亿光年的天体,它是在我们的总星系之内,还是之外呢?我们的总星系之外是否还有其他的更大的星系呢?即使地球附近的其他星球,我们对它们的了解也不充分,除地球以外的星球到底是不是都没有人,也并没有彻底搞清楚。

总之,宇宙无限,人类对宇宙的认识有限,还需要我们不断地观测和探索……

古今宇宙观

自古以来,人类对茫茫的宇宙就充满了遐想。各种各样的宇宙观从幼稚到成熟,从神话到科学,经历了漫长的岁月。

自然说产生于古印度。古印度人把地球设想为驮在4只大象身上,而大象竟是站在一只漂浮于大海上的海龟背上。

盖天说又称“天圆地方说”,产生于春秋时期,是我国古代最早的宇宙结构学。认为人类脚下这块静止不动的大地就是宇宙的中心。地像一方形大棋盘,天如同圆状大盖,倒扣在大地上,上面布满了数以千计的闪光体。

宣夜说是我国历史上最有卓见的宇宙无限论。最早出现于战国时期,到汉代得到进一步明确。宣夜说认为宇宙是无限的。宇宙中充满了气体,所有天体都在气体中飘浮运动。星辰日月都有由它们的特性所决定的运动规律。

浑天说是继盖天说2000年后,由我国东汉时期著名天文学家张衡提出的。他认为“天之包地犹壳之裹黄”。天和地的关系就像鸡蛋中的蛋白包着蛋黄,地被天包在其中。

中心火说由古希腊学者菲洛劳斯提出。他受了前辈哲学家赫拉克利特关于火是世界本原思想的影响,认为火是最高贵的元素,由此提出宇宙结构的“中心火学说”,即宇宙的中心是一团熊熊燃烧的烈火,地球(每天一周)、月球(每月一周)、太阳(每年一周)和行星都围绕着天火运行。

地心说最早由古希腊哲学家亚里斯多德提出。认为地球为宇宙的中心,是静止不动的。从地球往外,依次有月亮、水星、金星、太阳、火星和土星,它们在各自的轨道上绕地球运行。

日心说1543年由波兰天文家学家哥白尼提出的。他将宇宙中心的宝座交给了太阳,认为太阳是行星系统的中心,一切行星都绕着太阳旋转。地球也是一颗行星,它像陀螺一样自转着,同时与其他行星一样绕太阳运行。

星云说18世纪下半叶由德国哲学家康德和法国天文学家拉普拉斯提出的。认为太阳系是一块星云收缩形成的,先形成的是太阳,剩余的星云物质又进一步收缩深化,形成行星和其他小天体。

大爆炸说是1948年由俄裔美国天文学家伽莫夫提出的。他认为,宇宙最初是一个温度极高、密度极大的由最基本的粒子组成的“原始火球”(有称“原始蛋”)。这个火球不断迅速膨胀,它的演化过程就像一次巨大的爆炸,爆炸中形成了无数的天体,构成了宇宙。

银河

银河在欧洲国家称为Milk Way,即牛奶色的道路;在我国古代叫做天河、河汉、银汉、星汉。指的都是夜空中的一条淡淡发光的白练,看上去好像是天空中的一条大河。其实,天空中不可能有什么大河,所谓银河的银白色是无数颗大大小小发光的恒星和其他发光的天体,据天文学家观测,银河是由包括太阳系在内的几千亿颗星星、大量的星际气体和宇宙尘埃组成,整个形状如同一个大铁饼,中间凸起,四周扁平,凸起的地方是核球,是恒星密集的地方;四周扁平处为银盘,越靠近边缘星星的分布越稀疏。

银河系的直径只能用光年来计算,大约为10万光年。就是说,用光的速度从一边走到另一边,需要10万年。太阳系是银河系的一个部分,太阳到银河系的中心距离约为3.3亿光年。由于太阳系(包括我们的地球)不在银河的中心位置,所以看上去银河在天空中既不与赤道的位置相符,又不通过地球的南北极上空,而是斜躺在天空。随着地球的自转和公转,银河就随着季节的变化改变着它在天空中的位置,夏天的傍晚朝向南北方向,到了冬天的夜晚又横过来,变成接近东西方向了。

银河系本身也在旋转,一方面围绕自己的中心轴,以2.5亿年一周的速度自转,同时又以每秒214公里的速度在宇宙中不停地运动着。只是距离我们的地球太遥远了,看上去似乎是静止不动的。星系

在茫茫宇宙中,星星并不是单个地杂乱无章地分布着,而是成群汇聚着的,每群中都是由无数颗恒星和其他天体组成的巨大星球集合体,天文学上称这种汇聚在一起的星群为“星系”。星系在宇宙中数不胜数,天文学家目前发现和观测到的即可达10亿个以上。每个星系大小虽然不同,但都极为庞大,比如我们的地球所在的太阳系还不被视为一个星系,而只是银河星系的一个部分而已。

我们在地球上用眼睛观测到的星系很少,除银河系外,只有临近几个,其中最著名的是仙女座大星系,但这个星系离我们大约200万光年,虽然它比银河系大60%,形状与银河系相似,但我们看上去只是一个光亮的斑点。有时为了方便,天文学家把遥远的几个星系称做星系群,大一些的叫星系团,每个星系团含有100个以上的星系;所有星系团统属于超星系团,超星系团组成总星系,也就是所谓茫无边际的宇宙。星云

广泛存在于银河系和河外星系之中由气体和尘埃组成的云雾状物质称为星云。它的形状千姿百态、大小不同。其中一种叫弥漫星云,它的形状很不规则,没有明确的边界。在弥漫星云中有一种能自身发光的星云,我们称之为亮星云,亮星云仅是弥漫星云中的一种;另一种为暗星云,这是一种不发光的星云。如银河系中的许多暗区正是由于暗星云存在的缘故。弥漫星云比行星状星云要大得多、暗得多、密度小得多。星云的另一种称为行星状星云,这种星云像一个圆盘,淡淡发光,很像一个大行星,所以称为行星状星云。它是一个带有暗弱延伸视面的发光天体,通常呈圆盘状或环状。它们中间却有一个体积很小、温度很高的核心星。现已发现的行星状星云有1000多个。

星座

现在,人们用肉眼可观测到的星大约有6874颗,现代最大的望远镜至少可以看到10亿颗,而这仍是宇宙太空中星球的一个极小部分。为了观测方便,尤其是为了准确识别新星,人们把天空的星星按区域予以划分,分成了若干个星座。

据说,古巴比伦人曾把天空中较亮的星星组合成48个星座,希腊天文学家用希腊文给星座命名,有的星座像某种动物,就把动物作为星座的名字,有的则是出于某种信仰,用神话中人物的名字来命名。我国自周代即开始划分星座,称为星宿,后来归纳为三垣二十八宿。三垣为:紫微垣、太微垣、天市垣;二十八宿为:角、亢、氐、房、心、尾、箕、井、鬼、柳、星、张、翼、轸、奎、娄、胃、昴、毕、觜、参、斗、牛、女、虚、危、室、壁。三垣都在北极星周围,其中的

恒星

不少是上古的官名,如上宰、少尉等。二十八宿是月亮和太阳所经过的天空部分,里面的恒星的名字,有很多是根据宿名加上一个编号,如角宿一、心宿三等。在我国苏州博物馆中有一个宋代天文学家制作的石刻星图,这是目前世界上最古老的石刻星图之一。

由于世界上较早发达的国家集中在北半球,在公元2世纪的时候北天星座的划分已经与今天一样了,而南天的星座基本上是17世纪以后,伴随着西方殖民主义者到达南方各地才逐渐制定出来的。截止目前,天空中的星座共划分为88个,其中29个在赤道以北,46个在赤道以南,跨在赤道南北的13个。这是1928年国际天文学联合会统一调查,重新划分归纳的。

在88个星座中有15个在南天极附近,住在北京一带的人永远看不到;在上海则可以看到这15个星座中的6个,因为上海比北京纬度低一些;我国海南岛南端榆林港的纬度最低,那里的居民可以看到84个星座。恒星

恒星是与行星相对而言的,指那些自身都会发光,并且位置相对固定的星体。太阳是恒星,我们夜晚看到的星星大多数都是看上去不动的恒星。说是“看上去不动”,是说恒星实际上也是动的,不但自转,而且都以各自不同的速度在宇宙中飞奔,速度一般比宇宙飞船还要快,只是因为距离我们太遥远了,人们不易察觉到。

看上去小小的恒星,其实都是极为庞大的球状星体,我们知道太阳这颗恒星比地球的体积大130万倍,但在茫无边际的宇宙中,太阳只是一个普通大小的恒星,比太阳大几十倍、几百倍的恒星有很多,例如红超巨星就比太阳的直径大几百倍。只是太阳离我们近,其他恒星离我们远,就显得很小了;同样的道理,除太阳之外的恒星也在发光,但最近的比邻星也距离我们4光年,我们感觉不到它们的光和热,只是远远望去一点星光而已。有人说,如果能把所有恒星都拉得像太阳那样近,我们在地球上就可以看到无数个太阳了。行星

我们所说的行星是沿椭圆轨道上环绕太阳运行的、近似地球的天体。它本身不发光。按距离太阳的远近,有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星九大行星。由于行星有一定的视圆面,所以不像恒星那样星光有闪烁的现象。行星环绕太阳公园时,天空中相对位置在短期内有明显的变化,它们在群星中时现、时隐、时进、时退,所以“行星”在希腊语中为“流浪者”的意思。卫星

卫星是行星的一种,也是按固定轨道不停地运行,只是与一般行星不同,始终围绕某个大行星旋转,即是某个行星的卫星。比如月亮围绕地球旋转,月亮就是地球的卫星。太阳系中不少行星有自己的卫星,并且不只是一个卫星,例如土星的卫星仅观测到的就有23颗之多。据天文学家统计,太阳系中较大的卫星约有50颗,其中有些是用肉眼看不到的。

有些卫星与行星相似,其运行轨道有共面性、同向性,称之为规则卫星;不具有这些性质的卫星,称为不规则卫星。有的卫星与行星绕太阳运行的方向一致,称为顺行;有的相反,称为逆行。对于卫星的起源,迄今仍无定论。

近年来有了人造地球卫星,为了区别,习惯上把原来的卫星称为天然卫星。彗星

夜间天空的星星,不论行星还是恒星,看上去都是亮晶晶的光点,但有时候会突然出现一种异样的星:头上尖尖,尾巴散开,像一把扫帚,一扫而过,掠向天际。这便是彗星,我国民间形象地称为扫帚星。

星的含义是一个坚硬的天体,而所谓彗星只是一大团冷气,间杂着冰粒和宇宙尘物,严格地说并不是一颗“星”,只是一种类似星的特殊天体。彗星的密度很小,只是一团稀薄的气体,含有氧、碳、钠、氰、甲烷、氨基等原子或原子团。彗星的体积非常庞大,大于太阳系里任何一个星体,头尾加起来有5000万~2亿公里,最长可达3.5亿公里。不过由于它密度小,如果压缩成与地球同样密度的实体,可能只有地球上一座小山丘大小。

典型的完整的彗星分为彗核、彗发和彗尾三个部分。彗核由比较密集的固体物质组成,彗核周围云雾状的光辉就是彗发,彗核与彗发又合称为彗头,后面长长的尾巴叫彗尾。彗星的尾巴并不是一直有的,只是在靠近太阳时在太阳光的压力下形成的,所以常背着太阳延伸过去。大的彗星,仅一个彗头就比地球的直径大145倍。

彗星大都有自己的轨道,不停地环绕着太阳沿着很扁长的椭圆轨道运行,每隔一定时期就会运行到离太阳和地球比较接近的地方,地球上就可以看到。不过,彗星绕太阳旋转的周期很不相同,最短的恩克彗星每3.3年接近地球一次,自1786年发现以来已经出现过50多次;有的彗星周期很长,需要几十甚至几百年才接近地球一次;有的彗星的椭圆形轨道非常扁,周期极长,可能几万年才接近地球一次。

彗星密度低,在宇宙间的存在期不如其他星体那样久远,它每接近太阳一次就有一次损耗,日子一长,就会逐渐崩裂,成为流星群和宇宙尘埃,散布在广漠的宇宙空间。现在人们看到的彗星都是大彗星,为数众多的小彗星很难被观测到。1965年我国的紫金山天文台发现过两颗彗星,分别定名为紫金山1、紫金山2。在观测研究彗星方面,最著名的是对哈雷彗星的观测。这个彗星是17世纪时英国天文学家哈雷根据万有引力定律计算出来的,哈雷计算出这个彗星每隔76年左右接近太阳一次,并准确地推算出1758年12月25日在太阳附近的位置,这是被人类计算出周期的第一颗彗星。

古时候人们不懂得彗星的来龙去脉,见它形状奇特,运行诡秘,多把彗星的出现视做人间灾祸的预兆。其实,彗星与其他星体一样,只是一种自然现象,与人间的祸福没有什么因果对应关系。并且,由于彗星密度极小,与其他星球碰撞也不会有什么影响,比如,本世纪初天文学家计算出哈雷彗星将于1919年接近太阳,并且将与地球碰撞。当时很多人惊恐万分,认为世界的末日即将来临。5月19日,哈雷彗星确实出现了,它那几千万公里长的尾巴与地球碰撞了,但并没有给地球带来危害,因为彗星的尾巴其实是一种气体。

流星和陨石

在晴朗的夜空中,在闪烁的繁星中间常常划过一道白光,稍现即逝,我国民间称为“贼星”,天文学上叫流星。流星一般闪过就解体了,有的却有大块物体落在地球上,这种坠落物就叫陨石或陨星。按化学组织的不同,陨星大致可以分为三类:含镍90%以上的叫陨铁或铁陨星;含镍和硅酸盐矿物各半的叫石铁陨星;90%为硅酸盐矿物的叫石陨星,也叫陨石。从收集到的样品来看,92%为陨石。目前世界上最大的一块陨石是1976年3月8日在我国吉林省陨落的,重达1770公斤。最大的陨铁在非洲的纳米比亚,重达60多吨。

天文学界极为重视对陨星的研究,因为这是不可多得的宇宙天体的自然标本,尤其是陨石的年龄和地球大致相当,老是46亿年左右。但在这漫长的时间里地球内部和外部变化很多很大,地球形成初期的很多物质已经沉埋在地球核心而无法取得,有的则早已不存在了。陨星却不是这样,由于它体积小,没有发生地球那样巨大的变化,还基本保持着原来的面目,这便为研究地球的起源提供了重要依据,并且对研究太阳系其他星体的形成也是很有价值的。

陨星坠落会对地球表面产生一些影响,如气候的异常、个别生物火绝等,但与人们的祸福、与人间社会的治乱兴衰并没有什么直接的关系。

流星雨与火流星

宇宙空间除了大的星体外,还有很多很多的小物体和尘埃,即天文学上说的流星体和微流星体。地球在空间运动不会越出自己的轨道,但这些流星体却毫无规律,乱跑乱撞,地球每时每刻都会同大量的流星物体相遇,有的小流星体一进入大气层就摩擦发光,在80~120公里的高空划出一道白光,便是流星;有的流星物接连进入大气层,又接连变作白光,叫做流星雨;还有的流星光亮大,并带着声音,叫做火流星。不过,更多的是不见光亮的小流星体。

太阳系

观测茫茫无际的宇宙苍穹,首先要了解我们地球所在的太阳系。太阳系是个以太阳为中心的极其庞大的天体系统,它由太阳及9颗大行星、50余颗卫星、2000多颗已被观测到的小行星以及无数的彗星、流星体等组成。这个庞大的天体系统就像一个井然有序的大家庭,所有的天体都以太阳为中心、沿着自己的轨道有条不紊地旋转着,并且旋转的方向基本相同,基本上在一个平面上旋转。在太阳系众多天体的运行中,太阳如同一根万能的绳子,拉着所有的天体围绕自己旋转运动,偶尔有个别星星脱离轨道,最终也会被太阳的引力控制住。

在太阳系中,太阳不仅是中心,而且在重量上也绝对压倒其他天体。科学家进行过大致推算,就整个太阳系的重量而言,太阳占总重量的99.8%~99.9%;更重要的一点,太阳是太阳系中唯一能发光的星体,其他都是从太阳上借光或反光。太阳的中心温度高达1500万度,表面温度达6000℃,每秒钟辐射到太空(包括我们所在地球)的热量相当于1亿亿吨煤燃烧后产生的热量的总和。

太阳系的疆域极为辽阔。如果按照通常说法把冥王星作为太阳系边界的话,约为60亿公里的半径范围;形象地说,如果我们乘坐目前世界上最快的时速为1500公里的飞机,从冥王星飞到太阳,也要连续飞行457年的时间。

然而,庞大的太阳系又不庞大。在整个宇宙中,在我们所基本了解的银河系中,太阳系又是一个很小的部分。太阳系的天体围绕太阳旋转,整个太阳系又围绕着银河系的中心旋转。并且,太阳系在宇宙中不只一个,据近年美国科学家观察研究,至少还有一个以织女星为中心的类似太阳系的天体系统;科学家们还推测说,在现在科学仪器的视野之外,肯定还有着许多类似太阳系的“太阳系”在按自己的轨道运转着。太阳

太阳是太阳系的中心,是一颗恒星,直径大约有139万公里,体积大约是我们所在的地球的130万倍。

太阳在宇宙中是一颗普通的恒星,又是一颗能发光发热的恒星。我们已经知道,太阳本身是一个炽热的星球,仅表面温度就有6000℃,内部温度更高。太阳的光和热的能源是氢聚变为氦的热反应。因为太阳的主要成分就是氢(占71%)和氦(占27%),热核反应在太阳内部进行,能量通过辐射和对流传到表层,然后由表层发出光和热,习惯上称为“太阳辐射”。

太阳带有光和热的表层称为“太阳大气”,由里向外分为三个部分:光球、色球和日冕。我们肉眼所能看见的太阳表面很薄的一层为“光球”,厚度只有500公里,平均温度约为6000℃,我们看到的太阳的光辉,就是这层光球。也正是由于这层光球,遮住了人们肉眼的视线,使人们在很长一段时间内看不到太阳的真正面目,更无法了解太阳内部的奥秘。第二层(也叫中间层)是“色球”,厚度大约为2000公里,为光球厚度的4倍,密度却比光球更稀薄,几乎是完全透明的。色球的温度高达几万度,但它的光却被光球遮挡住,平时很少能看到。只有在日食的时候,太阳的光球被月亮完全挡住,在黑暗的月轮边缘可以看到一丝纤细的红光,这便是色球的光亮。第三层即最外一层为“日冕”,厚度约为数百万公里,日冕的光更微弱,用肉眼完全看不到,但日冕的温度却很高,达100万度,在这样的高温下,太阳上的氢、氦等原子不断被电离成带正电的质子和带负电的自由电子,并且挣脱太阳的引力,奔向广袤的宇宙空间。这便是天文学上称为“太阳风”的现象。在太阳表面的三层结构中,只有外层的日冕有不规则变化,有时呈圆形,有时则呈扁圆形。

此外,在太阳的边缘外面还常有像火焰样的红色发光的气团,称做日珥。有时日珥向数十万公里高处放射,然后又向色球层落下来,实际上这也是日冕不规则变化的一种形式。日珥大约11年出现一次,不过,我们用肉眼看不到,只有天文工作者用特制仪器,并且只有在日全食时才看得比较清楚。月亮

月亮学名月球,是太阳系的一个星球,只是不像其他行星那样以太阳为中心旋转,而是围绕地球转,是地球的天然卫星。月亮的光是由于太阳的照射而产生的,它本身不会发光或发热。

月球的体积约为地球的1/48,密度为地球的3/5,远不如地球坚实。月球上的重力比地球上的重力小得多,比如在地球上重100公斤的物体拿到月球上还不到17公斤。

月球绕地球公转,同时又自转,旋转的两个周期相同,都是27.3天,而且方向相同,结果总是一面朝向地球。地球上的人永远只能看到月球的一面,看不到另一面。

面朝月球,即我们看到的一面,布满了大大小小的环形山,有些像地球上的火山口;另一面山地较多,中部是一条绵延2000公里的大山系。人们比较重视月球上的环形山,据分析直径1公里以上的环形山有30万座,有一座最大的直径为295公里,可以把我国的海南岛放在里面。天文学家认为,环形山是陨石撞击月球留下的痕迹,另一种解释是月球上发生过猛烈的火山爆发,环形山即是火山口。还有,在明亮的夜晚我们可以看到月球表面的暗纹暗斑,那是月球上的平原或盆地,天文学家称之为“月海”,并不是传说中的嫦娥、玉兔……

月亮被太阳照射的时候,表面温度高达127℃,不被照射的时候或阴面则为零下183℃,温差达310℃,不适宜生物存活。月球上面没有空气,“月海”实际是干枯的盆地或平原,根本没有水,从来没有过生命的踪迹。

不过,月球并非没有认识价值。1969年7月21日,美国宇航员阿姆斯特朗、柯林斯和奥尔德林乘坐“阿波罗11号”宇宙飞船第一次成功地登上了月球,对月球的起源、结构和演化过程有了进一步的科学的了解。天文学家发现,月球的物质组成与地球很相近,月岩中含有铝、铁等66种有用元素。后来,宇航员们又多次登上月球,收集各种标本,进行勘测实验。可以确信,随着对月球认识的全面和深化,对月球的开发和利用会成为并不遥远的事实。

日食和月食

太阳系的星体每时每刻都在运动,与我们关系最为密切的是太阳、地球和月球的运动,昼夜变化、四季交替、月亮圆缺对我们日常生活的各个方面都有着直接的影响。除了这些常见的运动现象外,不常见的运动现象也在对我们的生活发生着不同程度的影响,其中最为明显的是日食和月食。

我们知道只有太阳发光,地球和月球都是不发光的天体,但月球靠太阳的照耀而反光,地球需要太阳的照射来维持生物的存活。由于地球和月球都是球体,同一时间内只能被太阳照射一面,另一面不被照到并且拖着一条长长的黑影子,太阳光很强烈,黑影子也便很长很明显,延伸在茫茫太空中。

当月球运行到太阳和地球之间时,如果太阳、月球和地球三者正好在一条直线上或接近于一条直线时,月球的影子就一直延伸到地球的表面,处在月影之中的地球区域,便看到月球遮住太阳的景象,这便是日食。按照被月亮遮住的太阳的面积大小,日食可分为日偏食、日环食和日全食,这主要是由太阳、月亮和地球成一条线的直曲程度决定的。由于月球只在农历的每月初一运行到地球和太阳之间,所以日食必定发生在农历初一;不过,并不是说每逢初一必定发生日食。

当月球运行到地球背着太阳的阴影区域(天文学上称本影)内时,月球被地球的阴影所遮掩,人们会在地球上看到月球被地球遮挡的景象,这便是月食。月食分月全食和月偏食两种,月全食时月球全部落入地球的阴影中,处在地球背着太阳那一面的人便可以都看到月全食;月偏食时,月球只是一部分进入地球的阴影中,并且始终没能全部进入,地球的阴影只是挡住了月球的一部分。由于月食时地球在月球和太阳之间,所以月食必定发生在农历每月的十五或十六日;当然,这也并不是说每逢十五或十六就一定会发生月食。

一般说来,月食的时间长,月全食可达1至3个小时;日食时间短,日全食不过7分半钟,但整个日食过程有时延续两个小时。据天文资料显示,一年内最多发生7次日食和月食,即5次日食和2次月食,或4次日食和3次月食。

哈雷彗星

哈雷给“妖星”正名

17世纪80年代之前的漫长岁月里,人们一直受着彗星的困惑而惶惶不安。丹麦有个名叫布拉乌的天文学家,把彗星当做“妖星”,并给它涂上了神秘的色彩,说什么彗星是由于人类的罪恶造成的:“罪恶上升,形成气体、上帝一怒之下,把它燃烧起来,变成丑陋的星体。这个星体的毒气,散布到大地,又形成瘟疫、风雹等灾害,惩罚人类的罪行。”因此,1682年的一个晴朗的夜晚,当一颗奇异的星星,拖着一条闪闪发光的长尾巴,披头散发地出现在天空中时,人们吓呆了。天主教的神父们将这颗星视作灾难降临的预兆,疾呼:“妖星出现,世界的末日到了,大家快向上帝忏悔吧!”尽管人们纷纷忏悔,这颗星仍一连几十个夜晚缓缓地在浩渺的星空运行。王公贵族们利用这一自然现象,咒骂自己的政敌不得好死;星相家与巫师们更是乘机兴风作浪,一时间,人们惊恐万分。

然而,英国天文学家爱德蒙·哈雷却不听邪,他对这颗彗星毫无惧色,决心要揭天所谓“妖星”的真面目。

哈雷对英国和世界各地历史上有关彗星的观测资料进行了研究,并对其中24颗彗星的轨道进行了计算,发现1513年、1607年和1692年出现的3颗彗星的轨道十分接近,时间间隔又恰恰都76年左右,于是断定,这是同一颗彗星,并预测这颗彗星下一次回归的时间:1758年12月25日。这天,壮观的大彗星果然如期莅临。为纪念这位科学家的英明预言,人们将这颗曾蒙受“妖星”之冤的彗星,定名为“哈雷彗星”。

现在,人们已经知道彗星内部的主要成分是冻成冰的气体、尘埃以及大石块。那扫帚般的长尾巴主要由氮、碳、氧和氢等各种化合物自由原子构成的。

又丑又脏的哈雷彗星彗核

哈雷彗星有一条十分壮观的彗尾,有一头美丽明亮的彗发,那它的彗核是什么模样呢?人类一直想一睹它的风采。

这颗迟迟不肯以真面目示人的哈雷彗星的彗核,却原来是个又丑又脏的家伙。其模样长得与其说像一个带壳的花生,不如比作一个烤糊了的土豆更为贴切。表皮裂纹累累,皱皱疤疤,其脏、黑程度令人难以想象。它最长处16公里,最宽处和最厚处各约8.2公里和7.5公里,质量约为3000亿吨,体积约500立方公里。表面温度为30~100℃。彗核表面至少有5~7个地方在不断向外抛射尘埃和气体。彗核的成分以水冰为主,占70%,其他成分是一氧化碳(10~15%)、二氧化碳、碳氧化合物、氢氰酸等。整个彗核的密度是水冰的10~40%,所以,它只是个很松散的大雪堆而已。在彗核深层是原始物质和较易挥发的冰块,周围是含有硅酸盐和碳氢化合物的水冰包层,最外层则是呈峰窝状的难熔的碳质层。

哈雷彗星在茫茫宇宙的旅行中,不断向外抛射着尘埃和气体。从上次回归以来,哈雷彗星总共已损失1.5亿吨物质,彗核直径缩小了4~5米,照此下去,它还能绕太阳2~3千圈,寿命也许到不了100万年了。

不可思议的哈雷彗星“蛋”

哈雷彗星,这颗彗星家族的明星,给人类带来了多少有趣的话题啊。人们因不知它的底细,曾视它为“妖星”而恐惶不安过;人们因看不清它的真面目,而浮想联翩过。如今,人们借助于科学揭开了它的身世,掀开了它的面纱,可唯独有一个谜,至今令世人困惑莫解,这就是哈雷彗星“蛋”。

不知何故,哈雷彗星与母鸡结下了缘。每当哈雷彗星在间隔76年左右的回归年拜访地球时,必有一只母鸡会产下一枚奇异的“彗星蛋”来。请看这一起起不可思议的记录吧:

1682年,哈雷彗星回归。德国马尔堡一母鸡产下一枚蛋壳上布满星辰的蛋;

1758年,哈雷彗星回归。英国霍伊克一母鸡产下一枚蛋壳上绘有清晰的彗星图案的蛋;

1834年,哈雷彗星回归。希腊科扎尼一母鸡产下一枚蛋壳上描有规则彗星图案的蛋;

1910年,哈雷彗星回归。法国报界透露,一母鸡产下“蛋壳上绘有彗星图案的怪蛋,图案如雕似印,可任君擦拭”。

1986年,哈雷彗星回归。意大利博尔戈一母鸡产下蛋壳上印有清晰的彗星图案的蛋。

这一枚枚神奇而又精美的“彗星蛋”给人类带来了什么宇宙信息?为什么“彗星蛋”的出现与哈雷彗星的回归周期相吻合?在茫茫窿穹游荡的哈雷彗星给地球上小小的母鸡输入了什么信号,令它产下绘有奇妙星图的蛋?为何不见其他彗星有此神力?为什么现已发现的“彗星蛋”都集中在西欧地区?原苏联生物学家亚历山大·涅夫斯基认为:“二者之间必有某种因果关系。这种现象或许与免疫系统的效应原则和生物的进化是相关的。”这位科学家的见解是否对呢?哈雷彗星与鸡蛋之间究竟有什么因果关系?这一切,现在仍旧是个谜。

我国首颗以人名命名的彗星

1988年11月4日,在南京中国科学院紫金山天文台行星研究所工作的两位天文工作者汪琦、葛永良,首次发现了一颗新彗星。国际小行星彗星中心已确认了这一新发现,正式将其编号。根据新彗星以观测发现者名字命名的规定,给这颗彗星命名为“葛永良——汪琦彗星”。这是我国首颗以人名命名的彗星。

这颗彗星于1988年5月23日过近日点,亮度为16星等。绕日周期为11.4年,属于短周期彗星。它的发现对研究彗星的轨道演变和物理性质有重要的意义。

罕见的九星会聚

1982年我国发行了一枚名为“九星会聚”的邮票。邮票上绘制着1982年3月10日和5月6日太阳系的九大行星奇迹般地运行到太阳同一侧一个角度不大的扇形画面的壮观景象。“九星会聚”是个难得的观测良机,用探测器可以同时观测地球之外的八大行星。

有人认为,“九星会聚”会加剧对地球的引潮力,从而触发地震和洪水爆发。但据科学测算,八大行星对地球的引潮力的总和,只有太阳引潮力的5/1000000。而自公元前780年以来,人类已经历了25次九星会聚,却从未见造成地球一系列“毁灭性的灾难”。据天文观测证明,九星会聚对太阳活动有一定影响,比如1982年九星会聚时,太阳黑子增多,活动加剧,太阳风增强。

九星会聚的天象是不多见的。据记载,1803年曾发生过一次,相隔179年后,1982年才重现。据测算,大约在375年之后,即2357年才会出现下一次“九星会聚”。

我国古代有五星会聚的记载。因受当时科学技术不发达的局限,人们用肉眼只能看到五星:水星、金星、火星、木星、土星。史书上曾记载:“汉高祖入咸阳,五星高照。”说的就是公元前206年10月的天象。当时正值刘邦进军咸阳。

现在我们知道了“五星会聚”是一种自然天象,与刘邦攻进咸阳毫不相干,而古人却把“五星会聚”看做是一种吉祥的征兆了。

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