正文 第27章 奇異的物質和光束(3 / 3)

月球形狀不規則的程度較輕微。但參照月球27天7小時43分鍾11.5秒的自轉周期,赤道直徑與兩極直徑的長度差異仍比理想值大了一些。

20世紀60年代至70年代,太空探測器發現,處於月球與地球地心連線上的月球半徑被拉長,也就是說,如果沿赤道把月球分成兩半,截麵不是正圓,而是像橄欖球一樣的橢圓,“球尖”指向地球。

但迄今無人能就月球當前形狀的成因給出完全令人信服的解釋。

科學的探索

時代發展到當今社會,科學知識的普及已經使當代人對月球有了正確的認識。

天文望遠鏡的誕生,使人類第一次有幸目睹了月球的表相,看到了月球表麵上的山峰和土地,於是,便開始了對月球的科學研究。人造衛星上天、宇宙飛船的研製成功,打開了從地球通向月球的路,開始了人類天文研究的新紀元。

1969年7月16日,美國佛羅裏達半島上的肯尼迪宇航中心站人潮洶湧,歡聲雷動,來自世界各地的科學家和觀光人群正萬分激動地等待著劃時代時刻的到來,即人類首次登月航行開始點火。

7月20日下午16時17分,人類終於完成了這一劃時代的偉大創舉,千百年來人們登月的夢想變成了生動的現實。

宇航員阿姆斯特朗小心翼翼地爬出艙門,一步一歇地走下來,因重力小,他用了3分鍾的時間才走完9個梯級。他向月球表麵邁出了曆史性的第一步,非常激動地向全世界宣告:

對一個人來說,這是一小步。對人類來說,這是一大步。

之後,人類又先後多次登上月球,並在月球上設置了科學站,進行各種考察試驗。隨著人們對月球認識的不斷深入,月球展示出了更多的謎團。

分裂說

這種假說堅持月球是地球的親生女兒觀點,即認為月球是從地球中分裂出來的。堅持這一假說的科學家認為,在地球形成的早期,地球呈熔融態,由於潮汐共振作用,地球自轉不穩定,即使隻考慮地球和月球的角動量,當時地球自轉的周期也僅有4小時,加上太陽的潮汐作用,地球的自轉周期可縮短到2小時。因此這類科學家相信,在曆史的早期,地球的自轉速率比現在要高得多。

假設當初的地球是熔融狀態,那麼地球物質在地赤道麵上將會出現一個膨脹區,使在赤道麵上的一部分熔體分離,或者說在地球高速自轉情況下,這部分熔融物質從赤道區被甩了出去。而月球正是這部分被甩出去的物質在地球附近的行星際空間凝聚,冷凝後形成的。一些持這種假說的人還認為,地球上的太平洋就是分裂出月球後留下的“疤痕”。由於這種假說提出月球是從地球分離出去的,因此這種假說被形象地比喻為“母女說”。不過,由於這種月球形成假說不符合地月係的基本特征,因此這一假說已經被大多數科學家所擯棄。

同源說

這一假說堅信月球與地球是平等的姐妹或兄弟的關係,即在太陽星雲凝聚過程中,月球與地球同時形成。

堅信這一假說的科學家認為,在原始的太陽星雲內,星球與太陽的距離取決於其自身的溫度和化學成分。太陽係的各個行星是在星雲中不同的區域、由不同化學成分的星雲物質凝聚、吸積而形成的。月球與地球在太陽星雲中相距較近,形成過程相似,屬於同時形成的“兄弟”。但同源說及其模式與太陽星雲的凝聚過程和地月係的運動特征不完全相符,因此這一假說也是不盡如人意的。

俘獲說

俘獲說認為月球是被地球搶過來的“女兒”。主張俘獲說的科學家們認為,地球和月球處在太陽星雲的不同部位,由化學成分不同的星雲物質凝聚而形成。月球原來的運行軌道與地球的軌道麵交角很小,當月球運行到地球附近時,約在距離為10個地球半徑的範圍內,月球可能被地球俘獲而成為地球的衛星。不過,這一假說隻能解釋部分觀測事實,不能完全令人滿意。於是,仍有許多科學家不斷地另辟蹊徑,以提出新的假說。

撞擊說

撞擊成因說是最新提出的一種假說,一經提出立刻引起了科學界人士的極大關注。因為這一假說能解釋更多的觀測事實,是目前最合理的月球起源假說。

撞擊成因說的另一種叫法是“大碰撞分裂說”。這一假說認為,地球早期曾受到一個如火星大小的天體的撞擊,撞擊的碎片,即兩個天體的矽酸鹽幔的一部分,最終形成了月球。

撞擊成因說可以合理地解釋地月係統的基本特征,如地球自轉軸的傾斜與自轉加速、月球軌道與地球赤道麵的不一致、月球是太陽唯一的與主行星質量比為1/81的衛星、月球富含難熔元素而匱乏揮發性元素和親鐵元素、月球的密度比地球低以及月球形成初期曾產生過廣泛熔融、存在過岩漿洋等事實。因此這一假說是目前最為合理、最為成熟的月球起源學說。

月球有生命存在嗎

從大量的觀察和登月活動來看,從目前來看,月球表麵並不存在生命的跡象。那麼月球的表層下到底是一個怎樣的世界呢?是否真的存在一個“生命世界”呢?

瓦西裏和曉巴科曾是前蘇聯著名的天體物理學家,他們曾大膽提出這樣一個假說。他們一致認為,月球可能是外星人的宇航站,月球是空心的,在它的表層下存在一個極為先進的文明世界。這種膽大且離奇的假說一經提出,立即震驚了科學界,並引起了巨大的震動。

在這一假說提出後,科學家很快聯想到在1969年7月“阿波羅”在探月過程中曾發生過的一件事。當時有兩名宇航員回到指令艙後,登月艙突然失控墜毀在月球表麵,設置在離墜落點72千米處的地震記錄儀,記錄到了長達15分鍾的震蕩聲,這種聲音猶如一隻大鍾和大鑼鼓所發出的聲響。在“阿波羅12號”探月時,碰撞月球所發出的回聲持續了4小時。如果說月球是實心的話,那麼這種聲音最多也隻能持續一分鍾左右。另外月震的震級很弱,但震動持續時間卻很長。這一切的事實似乎證實了“月球是空心的”這一假說。

然而,又有科學家提出了質疑,他們認為,月震持續時間之所以比地震長,是因為月球上沒有水和表麵鬆散的沉積層。而地球上正是因為有水和鬆散沉積層對地震有一定的吸收作用,才使地震波很快衰減。還有科學家認為,月球並非是空心的,其內部是由月核,月幔,以及月殼組成的,和地球的內部結構完全相同。

金星上有海洋嗎

對金星的探索

一直以來,人們都認為金星是地球的孿生姐妹。它的大小、質量和密度都與地球相近,有著很厚的大氣。現在看來,金星的表麵是一片熾熱的、沒有任何生命的荒原。

1982年3月前蘇聯行星探測器“金星13號”和“金星14號”的著陸器成功地降落到金星上,對金星表麵土壤進行直接化學分析,才邁出了探測金星新的一步。

關於金星,曾有過許多猜想。有人認為金星的表麵是一片汪洋,有人認為是石油海,天體植物學者則說金星表麵適合於生物生存等,真是眾說不一。因為它的真麵目用厚厚的雲層遮蓋著。用光學方法無法穿透這塊“蒙頭紗”。

金星的真實風貌

由於探測器發回了全景圖像,人們才了解到,藏在濃雲後麵的原來是一個沒有生命的世界。那裏溫度高達450度,借助於雷達,通過幾年的努力,科學家才繪製出了金星的地形圖。

從地形圖上看出,金星表麵2/3是丘陵地,高度達2500米以上,上麵有特別多的火山口;另外的部分是高原,深穀縱橫交錯,這裏溫度低於50度。平坦低地約占表麵的30%,看起來非常像月海。

金星表麵風速特別小,每秒都在一米以內,但這並不意味著它根本不存在。計算和模擬試驗表明,如果在金星和地球上揚起一樣多的灰塵,那麼,在金星上所需的風力僅為地球的1/10。

金星的天總是橙黃的,從未出現過藍色。因為,它的大氣密度太高,使得紫色、藍色和淡藍色光線都散射掉了。甚至連山岩、石頭也是橙黃色的。

金星上的岩石是什麼

這些橙黃色的岩石是由什麼組成的?與地球上的岩石有什麼區別?這一類問題,從照片上當然不可能得到解答。在“金星8號”,“金星9號”和“金星10號”的著陸點,通過輻射探測,成功地測出了岩石中所含的放射性元素,也就是鉀、鈾和鈦。發現金星上也許存在放射強度與地球上的玄武岩和花崗岩相似的岩石。

金星有含硫的礦石。所以它沒有冬夏,沒有雨雪,非常有可能是硫的循環造成的。金星厚達25千米的雲層可能就是硫酸雨滴組成的。

含硫的氣體是行星二氧化碳大氣的重要成分,而表麵岩層中又含有大量的硫。這究竟是物質循環的環節,還是偶然的巧合?目前還無法下結論。

關於金星大氣幹燥的爭論

金星大氣是否特別幹燥,也存在各種爭論。“金星13號”和“金星14號”測出靠近金星表麵的大氣層含水蒸氣大約不超過0.002%,這就絕對推翻了金星上可能有海的推論。

金星表麵沒有一滴水珠,甚至連水分子也幾乎沒有,熾熱的大氣接觸表麵岩石,使岩石的化學成分發生改變,通過“金星13號”和“金星14號”的考察,明白了金星上最多的是玄武岩,而且地區不同,成分也不同。

通過對金星土壤分析得出:玄武岩的火山活動是行星外殼長期演化不可缺少的一環。金星玄武岩的成分矽、鋁、鐵等與地球的相似,說明了太陽係所有行星的演化特征。

總而言之,對金星的探測已取得相當多的成果。人們對這顆行星的認識正逐步加深。總有一天,人們會將它的神秘麵紗一層層揭開。

火星上是否有生命

關於生命存在的爭論

火星的外表雖然傷痕累累,現在卻已經有許多科學家認為:火星地表之下,有可能生存著最低級的、類似細菌或病毒的微生物有機體。另一些科學家雖然感覺到火星上現在根本不存在生命,但並不排斥這樣一種可能性:在某個極為遙遠的古老時期,火星可能曾經出現過“生物繁盛”的時代。

這些爭論的範圍不斷擴展。其中的一個關鍵因素就是:從作為隕石到達了地球的火星碎片或岩石當中,是否找到了一些可能存在過的微生物化石,是否找到了生命過程的化學證據。這個證據,必須連同對生命過程進行的那些肯定性試驗結果一同被定了下來,即“海盜號”登陸車就曾經進行過此類試驗。

生命的烙印

火星上幹涸的河床構造是否顯示曾有過生命存在?但是,吉爾伯特·萊文卻不認同。他為此進行了“放射性同位素跟蹤釋放”實驗,而這個實驗則顯示出了準確無誤的積極讀數。他當時想公布這個結果。

1996年8月,美國宇航局宣布,他們在編號ALH8400的火星隕石中,發現了微生物化石的明顯遺跡。這時,萊文公布了實驗結果。美國宇航局公布的證據,支持了萊文本人的觀點,即這顆紅色星球上一直存在著生命,盡管那裏的環境極為嚴酷:“生命比我們所想象的要頑強。在原子反應堆內部的原子燃料棒裏發現了微生物;在完全沒有光線的深海裏,也發現了微生物。”

英國歐佩恩大學行星科學教授柯林·皮靈格也同意這個觀點。他說:“我完全相信,火星上的環境曾一度有利於生命的產生。”他還指出:“有的試驗證明,在150度高溫裏也有生命形式存在。你還能找到多少比生命更頑強的東西呢?”

生命存在的依據

科學家們認為,沒有液態水,任何地方都不可能萌發生命。假如這是正確的,那麼,火星過去和現在存在著生命的證據,就必然非常明顯地意味著:火星上曾經充滿過大量的液態水。

但是,這並不必然意味著任何生命都不能在火星上存活。恰恰相反,最近一些科學發現和實驗已經表明:生命能夠在任何環境下繁衍,至少在地球上是如此。

在地球上,休眠的微生物被琥珀包裹了數千萬年而保存下來。1995年,美國加利福尼亞州的科學家曾經成功地使這些微生物複活,並把它們放在了密封的實驗室裏。另外一些有繁殖能力的微生物有機體,已經從水晶鹽當中被分離了出來,它們的年齡超過了兩億年。

科學家的繼續探索

隨著美國宇航局對火星的繼續探索,科學家們相信,火星和地球之間存在交叉感染的情況是極為可能的。的確,早在人類開始太空飛行時代以前很久,可能已經發生過這種交叉感染的情況了。來自火星表麵的隕石落到地球上,同樣,有人認為因小行星的撞擊而從地球飛濺出去的岩石有時也必定會到達火星。

可以想象,地球上的生命本身就有可能是由火星隕石攜帶過來的,反之也是如此,生命體也可能被從地球上帶到火星。火星上到底有沒有生命?也許,直至人類的腳印踏上火星之前,它永遠不會有一個明確的答案。

彗星是從哪裏來的

彗星的周期性

彗星也是宇宙天體中一種流浪的天體,它不是經常能被我們所見到的天體。彗星的出現有一定的周期性。

彗星分兩種:周期彗星和非周期彗星,不同周期彗星的周期不定,有的幾年回歸一次,有的幾十年回歸一次,有的上百年和上千年回歸一次。還有的非周期彗星永不回歸。

周期彗星運行軌跡大部分是橢圓形和拋物線狀;但非周期彗星軌跡是開放形雙曲線,這種運行軌道是受天體間萬有引力作用造成的。在行星的攝動下,一切的周期彗星都變為非周期彗星,反之,有的非周期彗星也可變為周期彗星。

彗星的命運

假如彗星的壽命那樣短暫是事實,而且四分五裂是它們的命運,形成大量的宇宙塵埃而結局就是消亡,那麼為何直至今日還有那麼多的彗星遨遊於天際呢?為何在太陽係形成至今的億萬年間的漫長歲月裏,彗星仍沒有消失完呢?

上述問題的解釋隻可能有兩種:一種,彗星形成與它消亡的速度是等同的;另一種,宇宙中的彗星無可計數,所以在46億年後的今天仍未消失完。但是第一種成立的可能性並不大,因為天文學家們直至現在也沒有發現彗星仍在形成的證據。

彗星的由來

彗星給我們帶來了許多疑團,但它究竟從何而來呢?有一種假說是荷蘭天文學家奧樂特提出來的。他推測在離開太陽係很遠很遠的邊緣區,有一個彗星冷藏庫,也就是彗星雲。其中聚集著大量的彗核,估計彗星是從這裏來的。

據估計,彗星雲大約位於離太陽10萬億千米處。在那裏,大約有10000億顆彗星。在眾多的彗星中,由於受某種力的影響,有少數彗星就能從太陽係邊緣跑到太陽係裏麵,成為我們看得到的彗星。

有一種假說則認為,彗星本不是太陽係的成員,它們來自恒星際空間,在那裏,由許多塵埃和氣體混合的星雲,由於引力不穩定,它們被分解為許多小氣體塵埃團,凝結而成小晶粒,這些小晶粒聚合成彗核。

太陽在銀河係裏運行時,把這些小晶粒吸引到自己的周圍,變成了彗星。

也有的科學家說,彗星來自太陽係內,是天王星和海王星未能吸住的小星子,在大行星的引力下,小星子跑到了太陽係的邊緣,形成了一種彗星雲。

關於彗星的身世,眾說紛紜,至今還是個疑謎。總而言之,有關彗星之謎還有待於科學家進一步去探索。

一般認為,宇宙產生於150億年前一次大爆炸中。大爆炸後30億年,最初的物質漣漪出現。大爆炸後20億至30億年,類星體逐漸形成。大爆炸後100億年,太陽誕生。38億年前地球上的生命開始逐漸演化。也就是說,從地球生命誕生到如今,已經過去了幾十億年的時間,而人類對於宇宙的了解還非常膚淺,所以,若想探知宇宙的奧秘,我們還需要不斷探索,不斷地努力,並最終揭開它的神秘麵紗。