第六章天文地理科學2(2 / 3)

金星是距離地球最近的行星,最接近地球時隻有4100萬千米。金星和地球的個頭差不多,金星上也有濃密的大氣層,而且雲霧繚繞。因此,人們曾設想金星的大氣下麵有著高大的原始森林和生命存在。但是,濃密的大氣把金星裹得嚴嚴實實,千百年來,誰也無法知道這層濃雲密霧下麵有些什麼。

直到20世紀50年代後期射電天文學的興起,以及60~70年代發射的各種航天探測器對金星的多次探測,人們才逐漸弄清了金星的一些“廬山真麵目”。現在我們知道了金星也是一個高溫世界,知道了金星上的地形地貌,知道了構成金星大氣的各種化學成分——正是大氣中96%的二氧化碳使太陽射入金星的熱量很難再散發出去,從而使金星表麵的溫度有增無減,最高達到480℃,成為太陽係中溫暖最高的行星。

然而,金星的種種真麵目中,最使人吃驚的是它的自轉方向。

當人們對某件事持否定態度或表示不可能時,常用“除非太陽從西邊出來”一說。這話在地球上是真理,因為地球的自轉方向是自西向東。在地球上看太陽,太陽每天從東方升起,向西方落下,而不可能從西邊出來。不僅地球如此,人們已知的太陽係的其他行星也多是如此。

但金星恰恰是個例外。在金星上看太陽,太陽每天從西邊升起,向東邊落下去——金星的自轉和地球正好相反,它是由東向西轉的。誰也想不到金星會如此別出心裁,反其道而行之,成為太陽係中惟一一個太陽從西邊出來的行星。

射電天文學不但測出了金星的自轉方向,還確定了它自身轉一圈需要243天時間。我們已經知道金星的公轉周期是2247天,也就是說,金星繞著太陽轉一大圈的時間還不夠它自己轉一小圈。

金星還有許多謎團留待人類去解,但是,你在知道了金星自東向西逆向自轉的天文知識後,若是還有人振振有辭地用“除非太陽從西邊出來”和你就某事打賭,你可以理直氣壯地告訴他,在金星上,太陽就是從西邊出來的。

黑洞之謎

黑洞的神奇魔力

浩瀚的宇宙高深莫測,無奇不有,其中最神秘的天體莫過於黑洞。這種“怪物”比森林中的老虎更凶猛,不管是什麼東西,一旦進入它的勢力範圍,都會被吞吃掉,連骨頭也不吐出來。而且它還穿上了隱身衣,誰也看不見它,即使你用強光照射,用雷達探測,仍然找不到它的蹤跡。這種“怪獸”就是愛因斯坦廣義相對論預言的一種奇特天體。

黑洞為什麼會有如此神奇的魔力呢?這需要從引力談起。我們都知道,即使是世界跳高冠軍,也不可能一蹦就跳到月球上去,其原因是地球有強大的引力。這種萬有引力存在於宇宙中任何兩個物體之間,引力的強弱取決於兩個物體各自的質量,也取決於兩個物體之間的距離。物體的質量愈大,引力就愈大。地球質量有60萬億億噸,地球半徑為6371千米,所以有很強的引力。人類想飛出地球,必須使宇宙飛船達到每秒112千米以上的速度。而太陽的引力更大,如果想從太陽表麵發射宇宙飛船,飛船的速度至少要達到每秒618千米,才能掙脫太陽的引力,飛向另一顆恒星。萬有引力隨距離縮小而明顯增強。假如太陽不斷地收縮,其半徑便會不斷地縮小,而物質密度卻不斷增大。如果太陽的半徑從現在的70萬千米收縮到3千米,太陽就變成一顆超高密的天體。雖然其質量不變,仍為兩千億億億噸,但其半徑距離卻縮小了二十多萬倍,此時每秒30萬千米的光線也無法從太陽表麵射出,這樣太陽就變成了一個黑洞。

也許有些讀者擔心,如果太陽變成了黑洞,人類不是很危險了嗎?實際上不必擔心。科學研究表明,太陽是不會變成黑洞的,隻有3倍以上太陽質量的恒星在晚年消耗掉內部的核燃燒後,才會在自身的強大引力作用下坍縮,變成恒星級的黑洞。

如果將宇宙空間想像成一張平鋪的懸空的大紙,具有彈性且不易破,其四角用線拉住,那麼任何放在上麵的物體都會使之產生凹痕,物體愈重,凹痕就愈深。如果一個物體重量不變,體積越小,凹痕就越深。假如將地球放在上麵,那隻有淺淺的凹痕。太陽會比地球的凹痕稍深一些。像黑洞這樣既小又重的超高密天體就會帶來極深極深的凹洞。

宇宙中不僅有幾個太陽質量的恒星級黑洞,還有更大的黑洞。我們知道地球與其他行星在繞太陽公轉,而太陽又帶著九大行星在銀河係公轉。整個銀河係有著一千多億顆恒星,它們是太陽的“兄弟姐妹”,天文學家推測在銀河係的中心有一個大黑洞,質量為300萬個太陽質量。這個大黑洞還不算宇宙中的巨洞。我們知道,在銀河係以外還有上千億個銀河係的“兄弟姐妹”,它們被稱為星係,在其他星係中還會有巨大的黑洞。

除了巨型黑洞外,還有微型黑洞。人們常說明察秋毫,秋天動物新生的細毛已經是十分細小了,其實微型黑洞比起秋毫還要小得多,它隻有一萬億分之一毫米,相當於最小的氫原子中的原子核大小,連電子顯微鏡也無法找到,然而它卻比一座大山還重。當代世界級物理大師霍金在微型黑洞的研究中做出了重大的貢獻。

看來,宇宙實在是太神奇了,已超過神話中的一些想象。像《西遊記》中孫悟空的“金箍棒”這樣一根小棍子怎麼可能有上萬斤重呢?而宇宙中這種物質卻真的存在,而且還要重得多。

捕捉黑洞

連光線也沒本事從黑洞中逃出來,那麼天文學家怎麼在茫茫的太空中去“捕捉”這種身穿隱身衣的“怪獸”呢?天文學家想出一個巧妙的辦法,那就是在黑洞“伸出黑手”去捕捉和吞食其他星星時,從黑洞四周的“蛛絲馬跡”中抓住這雙黑手,從而“捕捉住”這種“怪獸”。

這有點像暴雨後洪水泛濫,淹沒了田野街道,人們已難以直接看到哪裏有危險的深穴,卻可以從湍急的旋渦和衝入旋渦的流水聲響來進行判斷。

1994年,美國天文學家用哈勃望遠鏡對準了名為M87的星係,在這個星係中心發現一個盤狀物質,其旋轉速度高達每小時160萬千米,盤中心的範圍相當小,從盤的旋轉速度可以推算出中心的引力和質量,其質量高達30億顆太陽的質量。在如此小的範圍內有這樣大的質量,惟一的解釋隻能是黑洞。進一步的研究表明,這個宇宙“巨獸”已吞食了20億顆相當於太陽質量的恒星。