科學的探索

太空留給我們了太多的謎團,隨著科學工作者的艱苦努力,一個一個的謎底已陸續解開,但仍有許多未知領域需要我們去研究、去探索,相信隨著科學的不斷進步,研究的不斷深入,更多的謎底也會一一大白於天下。

太陽起源的學說

太陽起源的災變學說

這個學說的首創者是法國的布封。20世紀前50年,有一些人相繼提出太陽係起源於災變。這個學說認為太陽是先形成的。在一個偶然的機會中,一顆恒星或彗星從太陽附近經過或撞到太陽上,它把太陽上的物質吸引出或撞出一部分。這部分物質後來就形成了行星。

根據這個學說,行星物質和太陽物質應源於一體。它們有“血緣”關係,或者說太陽和行星是母子關係。他們都把太陽係起源歸結為一次偶然撞擊事件,而不是從演化的必然規律去進行客觀的探討,因為銀河係中行星係是比較普遍的,太陽係絕不應是唯一的行星係。隻有從演化的角度去探求才有普遍意義。

就撞擊來說,小天體如果撞擊到太陽上,它的質量大小,不可能把太陽上的物質撞出來,小天體必被太陽吞噬掉。

1994年彗星撞擊木星就是極鮮明的例證。21塊殘骸對木星發起連續的攻擊,在木星表麵僅引起一點小小漣漪,被消化掉的是彗星。如果說恒星與太陽相撞,這種概率就更小了。因此,曾提出災變學說的一些人,後來也自動放棄了原有的觀點。

太陽起源的星雲說

星雲說首先由德國哲學家康德提出來,幾十年以後,法國著名數學家拉普拉斯又獨立提出了這一問題。他們認為,整個太陽係的物質都是由同一個原始星雲形成的,星雲的中心部分形成了太陽,星雲的外圍部分形成了行星。

然而康德和拉普拉斯也有著明顯差別,康德認為太陽係是由冷的塵埃星雲的進化性演變,先形成太陽,後形成行星。拉普拉斯則相反,認為原始星雲是氣態的,並且十分灼熱,因其迅速旋轉,先分離成圓環,圓環凝聚後形成行星,太陽的形成要比行星晚些。

盡管他們之間有這樣大的差別,但是他們大前提是一致的,因此人們便把他們捏在一起,稱“康德——拉普拉斯假說”。

太陽起源的俘獲學說

這個學說認為太陽在星際空間運動中,遇到了一團星際物質。太陽靠自己的引力把這團星際物質捕獲了。後來,這些物質在太陽引力作用下加速運動。類似在雪地裏滾雪球一樣,由小變大,逐漸形成了行星。

根據這個學說,太陽也是先形成的。但是,行星物質不是從太陽上分出來的,而是太陽捕獲來的。它們與太陽物質沒有“血緣”關係,隻是“收養”關係。

盡管各種假說都有充分的觀測、計算和理論根據,也都有致命的不足,所以一直也沒有一種被普遍接受的假說。太陽係在等待著新的假說。

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1942年,瑞典天體物理學家阿爾文提出了自己的星雲假說。他認為,太陽先形成,行星和衛星則是由遠處下落到太陽附近的彌漫物質形成的。

太陽溫度的測量

根據太陽的輻射

我們平時所看到的太陽圓輪是太陽的表麵,稱為光球。光球外麵是太陽大氣,依次稱為色球和日冕。色球和日冕平常看不到,隻有在日全食時才能看到。太陽光球溫度約為6000攝氏度,這是根據它的輻射計算出來的。

太陽每時每刻向宇宙空間不停地以光輻射的方式輸送巨大的能量。科學工作者可以通過專門儀器測定出太陽的輻射量。但是,光知道太陽輻射量還不能確定太陽的溫度,還必須知道物體的總輻射量與它的溫度之間的關係。

1879年,物理學家斯特凡指出:物體的輻射量與它的溫度的4次方成正比。這樣,得到太陽輻射量以後,再根據這個關係式,就可以計算出太陽表麵的溫度了。計算的結果約為6000攝氏度。

根據太陽的顏色

另一種方法是根據太陽的顏色來估計它的溫度。我們知道,一個物體被加熱以後,它的顏色會不斷變化,通常是:600攝氏度為深紅色;1000攝氏度為鮮紅色;1500攝氏度為玫瑰色;3000攝氏度為橙黃色;5000攝氏度為草黃色;6000攝氏度為黃白色;12000攝氏度至15000攝氏度為白色;25000攝氏度以上為藍白色。

太陽的顏色是黃白色的,溫度就約為6000攝氏度。我們平常看到的太陽是金黃色或其他顏色的,那是由於受了地球大氣影響的緣故。

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色球、日冕等離子體和可變磁場以及由不穩定性引起的衝擊波之間的相互作用,會產生大量不同頻率的射電輻射,為色球、日冕物理性質和爆發現象的研究提供重要信息。

太陽對地球的影響

太陽引起天氣變化

誰都知道,太陽對地球氣候的影響是由於地球繞太陽公轉,同時又繞自身極軸自轉而造成的,但太陽對地球的其他影響你知道嗎?

19世紀時,著名天文學家赫歇爾曾經指出地球雨量多少與太陽黑子有關。異常的降水或天氣冷暖都與太陽黑子活動周期有關。

太陽引發地震

科學家瑪莎·亞當斯提出了一個驚人的觀點:太陽是引發地震的原因。她指出,當太陽產生耀斑時,溫度高達2000萬度,爆發能量相當於百萬噸級的氫彈。

耀斑發射輻射能,電磁場攜帶高能粒子衝擊地球,會使地殼的許多岩石產生受壓放電和伸縮現象,使積聚著巨大能力的斷層發生共振,導致地殼板塊發生斷裂、錯動或滑移,引發地震。但瑪莎的觀點還沒有足夠的統計資料來證明。

太陽風暴影響

太陽風暴會幹擾地球的磁場,使地球磁場的強度發生明顯的變動;它還會影響地球的高層大氣,破壞地球電離層的結構,使其喪失反射無線電波的能力,造成我們的無線電通信中斷;它還會影響大氣臭氧層的化學變化,並逐層往下傳遞,直至地球表麵,使地球的氣候發生反常的變化,甚至還會進一步影響到地殼,引起火山爆發。

太陽影響創造活動

太陽活動除了影響地球生物節律變化外,有人指出,它還對人類的創造活動有著極大的影響。蘇聯科學家伊德利斯曾指出,牛頓、庫侖、法拉第等著名科學家一生有很多重要發現和發明,如果把他們的活動列表,就會發現一個周期,大小恰為11.1年,基本上和太陽活動周期等同。

有些人還列出一些藝術家的創造活動,如著名音樂家肖邦的兩首鋼琴協奏曲、門德爾鬆的《蘇格蘭交響曲》、貝裏尼的《夢遊者》等作品都是在1829年至1830年間完成的,而1830年正是太陽活動高峰期。

太陽影響神經係統

針對上述奇妙現象,一些科學家解釋說,強烈的太陽活動對人的神經係統有影響,這是因為它影響地球的磁場而造成的。也有人認為,地球的土壤和岩石內存在一些放射性元素氡,它對人的影響很大。

當太陽活動劇烈時,特別是耀斑的爆發常使大氣中放射性的氡含量增加,激發了人的創造力。但是,這種猜測受到了許多人的懷疑。

太陽對地球、對人類到底有哪些方麵的影響,影響到什麼程度,至今還無法解答,有待科學的進一步研究,一旦研究成功,將會給人類帶來許多方便。

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太陽耀斑:別看它隻是一個亮點,一旦出現,簡直是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當於10萬至100萬次強火山爆發的總能量,或相當於上百億枚百噸級氫彈的爆炸。

太陽與人類的關係

太陽係的王者

“萬物生長靠太陽”,確實,太陽對我們這些以太陽係的一顆行星——地球為家的人類來說是太重要了,太熟悉了,太親切了。它是太陽係的中心,在太陽係裏它是“王者”,幾乎主宰了太陽係裏的一切。

然而在整個宇宙中它是那樣的不起眼,整個宇宙中像銀河係這樣的星係,大約有1000億個,而銀河係中的恒星大約有1200億顆或更多,太陽不過是其中十分普通的一員。同在銀河係的牽牛星與織女星都比太陽大很多。

人類自有文明以來,不斷地探索認識客觀世界,太陽也不例外,開始是把它作為神來崇拜,我們中華民族的先民把自己的祖先炎帝尊為太陽神。以後認為天圓地方,再後認識到地球是一個圓球,但長時期中認為是宇宙的中心,從公元前到托勒密都主張地心說,直至16世紀哥白尼才創立了日心說,包括布魯諾、伽利略都因此而受到教廷的殘酷迫害。

當然以後證明太陽也不是宇宙的中心。但哥白尼等的貢獻是偉大的,根本動搖了歐洲中世紀宗教神學的理論基礎,恩格斯曾說:“從此自然科學便開始從神學中解放出來。”

太陽的功能

我們的太陽係,除太陽而外,有9顆行星,這些行星周圍有幾十顆衛星,有無數的小行星還有相當數量的彗星,太陽占了太陽係總質量的98%以上。

據研究,太陽形成於50億年前,它的壽命還有50億年,是指主序星階段的結束,現在處於相對成熟穩定的階段,有利於地球上生命的存在和發展。

宇宙中不同質量的恒星其演變曆程也有所不同,像地球這樣中等個頭的恒星,現在屬於黃矮星,幾十億年後將成為一顆紅巨星,最終成為白矮星乃至“熄滅”,地球是太陽係的一員,應該是與太陽同呼吸共命運的。

太陽是一個巨大的核聚變反應堆,主要是氫聚變為氦,發出巨大的能量。以它的光芒照射著我們的地球,是地球能量的主要來源,我們所感受到的太陽的存在,是它的輻射。

太陽的輻射,主要是可見光,也有紅外線和紫外線,可見光占太陽輻射總量的50%,紅外線占43%。紫外線隻占能量的7%。據粗略估計,太陽每分鍾向地球輸送的熱能大約是250億億卡,相當於燃燒4億噸煙煤所產生的能量。

平均日地距離時,在地球大氣層上界垂直於太陽輻射的單位表麵積上所接受的太陽輻射能有每平方米1353瓦,這是相當可觀的,到達地球表麵的輻射能則因大氣和塵埃的反射、折射有一定的衰減,並隨緯度的不同而有差異。煤炭和石油則是通過生物的化石形式保存下來的億萬年以前的太陽能,風能、水力歸根結底也是太陽能的轉化形式。

太陽能的利用

生命起源需要能量,生命要維持和延續也需要能量。一定的溫度條件也是生物生存和延續所必需的,最低限度是水必須保持液態。太陽給我們帶來溫暖和光明,提供了必需的能量。如今對太陽能最主要的利用是通過植物的光合作用來實現的。有資料表明地球上的植物每年固定了3×1021焦耳的太陽能,相當於人類全部能耗的10倍,合成近2000億噸有機物。