1964年,前蘇聯曾將兩個人造衛星關入圍繞地球的橢圓形軌道,衛星上裝備有隕石微粒記錄器,測量結果表明靠近地球也有一個穩定的、相當稠密的塵埃組成的環。通過進一步觀測查明,它們是地球外圍的幾個與赤道平麵傾斜度不同的圓環,由極細的塵埃粒子構成。塵埃環的高度在23.5~400萬公裏之間。隨著遠離地球表麵的距離的增加,塵埃粒子的數量顯著減少。

關於其他類地行星是否也有環圍繞,也許隨著將來空間探測的進一步深入,這個問題肯定會迎刃而解。

小行星起源之謎

按宇宙的法則和規律,太陽係的九大行星都有自己的軌道,且行星與行星之間也都有相應的距離。所以,當人們發現火星與木星之間的距離過於大時,就推測這中間還應有一顆行星。

19世紀初,意大利西西裏島天文台台長皮亞齊在觀察金牛星座時,意外地發現了一顆從未見過的星星。經計算,它與人們所要尋找的行星相仿,便給它起了個名字——色列斯。

接著科學家又發現了智神星、婚神星、灶神星等小行星。

這麼多小行星是從哪來的呢?1807年,奧伯斯就小行星的起源問題提出了一種假說,他認為在火星和木星之間原來有一顆大行星,後來不知什麼原因爆炸了,那些小行星就是它爆炸的碎片。

美國天文學家柯伊伯則提出了碰撞說。他認為,這些小行星就是由行星之間碰撞之後產生的碎片。

以瑞典物理學家阿爾文、前蘇聯天文學家施米特為代表的一派則提出“成品說”。他們認為在太陽係形成初期,小行星與大行星一樣,都是從原始星雲中誕生的,其他大行星得到了完全的發育,這些小行星由於各種各樣的原因沒有成為大行星,而以半成品的散狀形態遺留至今。

關於小行星的起源還有其他許多種假說,哪一種是正確的,還需要經過人們的進一步探索才能得到答案。

大爆炸宇宙學

“大爆炸宇宙學”認為,宇宙起源於一個溫度極高、體積極小的原始火球。在距今150~200億年前,這個火球發生了大爆炸。隨著空間膨脹、溫度降低,物質的密度也逐漸減小,原先存在的質子、中子等基本粒子結合成氘、氦、鋰等元素,以後又逐漸形成星係、星係團,並逐漸形成恒星、行星,而且在一些天體上還出現了生命現象,最後誕生了人類,宇宙初步形成。

大爆炸學說可以解釋較多的觀測現象。例如,天文學家觀測到遠處的天體總是遠離地球而去,這證明宇宙仍在膨脹。另外,大爆炸理論還成功地預言了宇宙背景輻射的存在。

大爆炸學說預言在大爆炸之後,星係形成之前宇宙的結構應當是雲團。這一巨大雲團的發現證實了大爆炸學說的預言,通過對這一雲團的觀測,科學家可以進一步推測宇宙初期的情景。

這一巨大雲團的發現還證實了科學家的另一個預言,即宇宙質量的90%存在於“暗物質”中。以往天文學家觀測到的宇宙總質量遠比理論上計算出的宇宙總質量要小得多。這些“消失”了的物質被稱為“暗物質”。“暗物質”的多少直接影響著宇宙的未來,如果宇宙總質量小於某一數值,那麼它將像現在這樣一直膨脹下去;如果它的總質量大於這一數值,那麼天體之間的引力將使宇宙停止膨脹,並在這一巨大引力作用下開始收縮,形成宇宙“大坍塌”,直至大爆炸前的狀態。

宇宙的膨脹與收縮理論

俄國科學家費裏德曼經過計算表明,宇宙可能周期性地收縮和膨脹,也可能無限地膨脹下去。比利時天文學家勒梅特則認為,我們的宇宙原來裝在一隻“宇宙蛋”中,由於它的突然爆炸才逐漸形成現在人們觀測到的宇宙。

在勒梅特的理論提出後不久,美國天文學家哈勃利用加州威爾遜山上1.5米和2.5米直徑的天文望遠鏡發現宇宙是在膨脹著的。

宇宙會永久地膨脹下去嗎?這個問題並不容易回答。為此人們進行了大量的觀測與研究。

能使宇宙中止膨脹的是引力,但它要達到一定的量。能否達到這個量,要看宇宙物質的平均密度能否達到一個量(臨界密度)。可是,如果宇宙中存在著大量的“暗物質”,其平均密度就難定了。

20世紀80年代,前蘇聯科學家發現一種叫做中微子的基本粒子質量不為零。如果它得到確認,宇宙物質就會超過臨界密度,宇宙膨脹就會中止。

宇宙年齡測定也是宇宙膨脹與否的一個指標,但宇宙年齡測定的難度很大。目前為止,雖然可以檢測宇宙的膨脹還是收縮,但都缺乏可靠的證據,但科學家相信人類遲早會有一個清楚的認識。