五、趣味天文地理3
北極星的指向
北極星是一顆知名度極大的星。一般人對天上的許多星星可以說隻知其名不知其在何方,但一提起北鬥七星和北極星,認識它的人卻比比皆是。這是因為北極星位於地球北極的上方,無論從地球上哪一處看,北極星所在的方向就是正北方。北極星對人們的重要性就在於,它像大海裏的航標燈一樣,能為人們指引方向。
北極星自古以來就在地球北極的上方嗎?它會永遠為地球人類指示正北方向嗎?在回答這個問題前,讓我們先到埃及尼羅河畔最大的胡夫大金字塔裏去看一看。
位於獅身人麵像附近的胡夫大金字塔底,朝北方向按一定下傾角度有一條百米長的隧道。科學家們認為,這條隧道當初是為觀測北極星而設計的。可是,現在從隧道內向外看到的卻不是北極星。
在《史記·天官書》中,司馬遷筆下的北極星也不是我們現在的北極星。司馬遷記載說:“中宮天極星,其一明者,太一常居也。”“太一”星是小熊星座中組成小熊身軀的一顆星,與小熊尾巴頂端的“現任”北極星相差約18度。
是中國和外國的古人都弄錯了嗎?
其實他們都沒有錯。因為現在我們看到的北極星當時確實還沒有登上北極星的“寶座”,而造成這種狀況的根源還在地球自身。
我們設想地球中心有一根貫通南北兩極的地軸,地球就沿著這根地軸自西向東自轉。而天文學上常說的“北天極”,就是設想的這根地球自轉軸的北端延長到天上的一個假設點。由於太陽、月球等天體對地球的引力作用,地球自轉時不是正正地轉動,而是一邊轉,一邊搖晃。這樣一來,地球的自轉軸就無法正正地指向天空的某一點,而是有規律地繞著一定的圓圈緩慢打轉,每25800年轉一圈。因此,沿地球自轉軸延伸到天上的北天極這個假設點也就不可能固定。不同的時期,北天極指向不同的點,最靠近北天極這個點的恒星就理所當然地成為當時的北極星。也就是說,不同時期就有不同的恒星成為北極星。
四千五百多年前,古埃及人修建胡夫大金字塔時,北天極在天龍α星附近,天龍α星就成了當時的北極星。2000多年前的司馬遷時代,北天極接近太一星,太一星又成了北極星。現在的北極星小熊α星也並沒有完全對準北天極,離北天極還差大約1度。從現在到21世紀,北天極將繼續向小熊α星靠近。到2100年左右,北天極距離小熊α星將不到半度。再以後,北天極將逐漸離開“現任”北極星小熊α星而遠去。到公元7500年,北極星將是仙王座的仙王α星。到公元14000年,北極星將是天琴座的織女星。到公元28000年左右,現在的北極星小熊α星將再度靠近北天極再次成為北極星。
北天極就這樣受地球自轉軸晃動的影響而緩慢地移動,大約25800年循環一圈,所以,我們現在的北極星小熊α星不會永遠留在北天極附近的位置上。地球上的正北方向隨北天極的移動而移動,將來,北天極的位置變了,現在的北極星所在的方位也就不代表正北方向了。
總而言之,無論哪顆恒星當上了北極星,那麼,這顆恒星所在的方位就代表著正北方向。從這個意義上講,“北極星”永遠是正北方位上的星。但“北極星”這位子並非“終身製”,對每一任北極星而言,在其“位”時代表正北方向,不在其“位”時,就不代表正北方向了。
太陽的未來
在恒星世界中,太陽隻是極其普通的一員。可是對於地球人類來說,即使沒有其他一切,也不能沒有太陽(以及大氣和水)。太陽實在太重要了,沒有太陽,就不會有生命,就不會有今天的人類,就不會有我們所在的這個生機勃勃的星球。所以,自古以來,世界上沒有哪一個國家民族不把太陽當做神靈來敬奉。
希臘神話中的太陽神阿波羅不但是給人類帶來光明與溫暖的光明之神,還是一個預言之神、保護之神、醫藥之神、航海之神、銀弓之神——萬能之神。中國神話中的太陽神炎帝則教導人們播種五穀,使中華兒女學會了農耕種植。即使是20世紀60年代世界航天史上具有劃時代意義的人類登月計劃“阿波羅工程”,也以太陽神阿波羅的名字命名,這說明太陽在人們心目中的地位實在是太高了。
正因為如此,人們在感謝太陽給地球帶來光和熱的同時不由得會產生一種擔憂:太陽會不會熄滅?
如果真有那麼一天,後果不堪設想,那就真的到了世界末日,生命將不複存在。地球即使還在,也成了一顆冰冷、黑暗的“死”球。
遺憾的是,天文科學家經過長期研究得出結論,太陽最終是會熄滅的。
我們都知道,從遠古到現代再到未來,人類一代一代生生不息;然而對個體的人來說,生老病死是不可抗拒的自然規律,世上買不到長生不老之藥。宇宙萬物也是這樣,太陽以及所有恒星的一生也要經曆生長老死的演化過程,隻不過這個過程非常漫長,人生短暫的幾十年簡直無法與之相比,宇宙就在這漫長的演化中不斷發展。
簡單說來,太陽以及所有恒星的“生命曆程”大致可以分為四個階段。
第一階段為“幼年期”。這一時期中,原始星雲在自身引力的作用下收縮為內部溫度、密度不斷增高的熱氣體球,形成原始太陽。這個階段需要數千萬年的時間。
第二階段為“青壯年期”。當太陽中心的溫度升到700萬度時,太陽核裏開始產生熱核反應並發射出可見光,這時的太陽就進入了一生中最穩定最漫長的“主序星”階段。這個階段大約為100億年。