正文 宇宙奧秘(1)(2 / 3)

火星離地球很近,在地球的外側繞太陽運行,並且有與地球極為相似的許多特征:①在火星上有白天黑夜的交替,有春夏秋冬的四季變化;②在火星上看太陽也是從東方升起,從西方落下;③火星的自轉周期也與地球相仿,為24小時37分,僅慢半個小時;④地球有月亮環繞,火星也有兩顆衛星。火星比地球小,它的直徑隻有地球直徑的15%,一年有687天,溫差比地球上大得多,特別是晝夜溫差,白天最高時28℃,夜間則下降為零下132℃。

火星上沒有生物存在,也沒有人類。人們設想的“火星人”、“火星鼠”都隻是一種想象而已。

自1962年以來,美國等國的天文學家向火星發射了15個探測器,並派飛船登上了火星。

由於火星的岩石是鏽紅色的,所以火星被稱為“紅色行星”。火星表麵異常幹燥,缺乏液態水,這使火星上的沙塵在風的吹送下,隨風飄起,形成彌漫火星全球的塵暴。這種經常出現的塵暴使火星表麵常常覆蓋著厚厚的紅色沙塵,在太陽光的照射下,火星表麵呈現出橙紅色的外貌。

與地球類似,火星周圍也籠罩著大氣層。火星大氣層的主要成分是二氧化碳,其次是氮氣,還有少量的氧氣和水蒸氣。此外,火星上有河流曾經存在的印記,而且來自火星的隕石中也有一些不尋常的跡象,這些都表明火星上可能曾有生命存在過。

九大行星之四——木星

木星看上去很昏暗,遠比不上金星明亮,但這是因為它離地球很遠。事實上木星在九大行星中體積最大,把太陽係所有的行星和衛星加在一起也沒有木星大,木星的體積相當於1300多個地球,重量是地球的318倍,它是一顆“巨行星”。

木星繞太陽公轉一周大約需要12年,我國古代就把木星運動的周期12年與曆法上的十二地支結合起來,稱木星為“歲星”。木星自轉的速度很快,大約9小時50分轉一圈。由於它自轉速度很快,所以導致它自身形成了不同於其他行星的扁形球,赤道直徑與兩極直徑之比為100∶93。

由於木星內部存有大量的能量並不斷向外散發,因此形成了特殊的快速大氣環流,所以從地球上可看到木星表麵有一些各種色調的斑點,在南半球有一個著名的橢圓形大紅斑,長軸約為2萬多公裏,這正是大氣環流過程中形成的大氣旋渦。

木星的表麵有一層1000公裏厚的大氣層,主要成分是氫和氦。由於離太陽遠,木星的表麵溫度隻有零下140℃。在這樣的空氣、溫度的條件下,加上沒有水,木星上沒有生物存活。

木星有很強的無線電輻射,磁場強度為地球的10倍,是目前發現的天空中最強的射電源之一。它的磁極方向與地球相反,地球的S極在北極附近,木星的S極則在南極附近。

木星是擁有衛星數目較多的一顆行星,到目前為止已經發現木星周圍有大小16個衛星環繞,小的直徑隻有8公裏,大的5200多公裏。旋繞的速度也不同,最短的11小時53分一周,最長的繞一周需要758天。其中最亮的有4顆。由於這4顆最亮的木星衛星是1610年伽利略首次觀察到的,於是天文學上稱之為“伽利略衛星”,依次編號為木衛一、木衛二……也有科學家稱木星和它的衛星恰如一個縮小了的太陽係,對木星的研究有助於揭開太陽係的奧秘。

九大行星之六——土星

土星也是一顆“巨行星”,它的體積比木星稍微小點,是太陽係中的第二大行星。土星的密度很小,是一顆比水星還輕的行星。如果把太陽係所在的宇宙比作汪洋大海的話,土星會是唯一一個漂浮在海麵上的天體。而太陽係的其他成員,包括地球在內都將沉入海底。

土星與木星的結構非常相似。土星核由岩石構成,土星外殼是一層很厚的液態氫。土星大氣層厚度大約20000千米,主要由氫組成,和木星大氣一樣,在土星周圍形成色彩斑斕的雲帶。有意思的是土星上也有卵形的斑塊,但比木星上的大紅斑小很多。它可能是土星大氣中上升氣流重新落入雲層時形成的渦流。因為土星散發出的熱量比它接收的熱量多,所以土星會自行發光。

土星被喻為太陽係中最美麗的行星,這是因為它的外麵圍繞著一圈明亮的光環,仿佛帶著銀光閃閃的項圈。土星的光環非常寬闊,如果把地球放上去,就像是在公路上滾皮球一樣。這個光環厚15~20公裏,寬度卻可達20萬公裏。光環的亮度和寬度經常變化,有時清晰,有時模糊,有時看不到蹤影,每隔15年左右循環變化一次。

光環是由許許多多直徑不到1米的小石塊和小冰塊組成的,繞著土星表麵飛快奔跑,看起來就像是一條閃光的環。而有時明顯,有時昏暗,並不是光環自身的變化,而是由於土星朝向地球的位置不同,人們在觀察時產生了視差。

土星的自轉速度很快,轉一周的時間為10小時14分。它的形體呈扁圓形狀,並且是太陽係中最扁的行星,赤道直徑與兩極直徑之比為100∶90。土星有21~23顆衛星環繞,最小的直徑300公裏,最大的直徑5150公裏,比月球還大。

九大行星之七——天王星

大約在200多年以前,人們認為太陽隻有水星、金星、地球、火星、土星和木星六顆行星,並且認為土星就是太陽係的邊際。直到1781年3月13日,一位名叫威廉·赫歇爾的天文愛好者,通過自製的天文望遠鏡才發現了太陽係的又一個新成員——天王星。

天王星很大,直徑是地球的4.06倍,體積是地球的60多倍,但因為它距離地球太遠,所以用肉眼看不到。它距太陽的距離,約為地球距太陽的19倍,所以天王星從太陽得到的光熱很少,其表麵溫度總在零下200℃以下。

天王星和其他行星一樣,在繞軌道公轉的同時還在自轉。但它又與其他行星不同,它是以公轉軌道為軸進行自轉,而其他行星在軌道上公轉時則像一個旋轉著的球一樣,保持一種相對直立的姿態。

天王星的旋轉非常特別,不僅公轉速度很慢,繞太陽一周需要84年,而且自轉不規則,就像是躺著轉一樣。它有時“頭”朝太陽轉,有時“腳”朝太陽轉。由於這樣的特殊性使天王星上的季節變化別具一格,在春天和秋天時,晝夜比較分明;冬天和夏天時,一麵長期麵向太陽,溫度較高,另一麵長期背朝太陽,溫度極低。

天王星距地球十分遙遠,所以觀測起來比較困難。科學家到目前為止隻發現了它的5顆衛星,而且它也有一個與土星相似的美麗光環,光環中包含著大小不同、色彩各異的9條環帶。

天王星上還有一層微帶藍色的、厚厚的大氣層。大氣層下麵是深深的海洋和各種氣體。但科學家們現在還無法像觀測木星和土星一樣看到天王星大氣層中的雲或風暴。

九大行星之八——海王星

海王星又稱“筆尖下發現的行星”。天文學家用牛頓萬有引力定律成功預測了“金木水火土”在宇宙中的正確位置,可是用相同的方法來計算天王星的位置時,卻發現和觀測結果總有不符。於是科學家們大膽設想:在天王星的運行軌道之外,可能有另一顆行星在影響著它的運動,經過大量的複雜計算,科學家們終於發現了這顆新行星——海王星。

海王星是遠日行星之一,按照同太陽的平均距離由近及遠排列,為第八顆行星。它的亮度僅為7.85等,隻有使用天文望遠鏡才能看到它。天王星上有熒熒的淡藍色光,因此西方人用羅馬神話中的海神——“尼普頓”的名字來稱呼它。在中國,人們稱它為“海王星”。

海王星本身,沒有什麼特別的地方,它的體積差不多是地球的4倍,與太陽的平均距離為45億公裏。繞太陽公轉一周需要165年,自轉一周需要15小時48分。它的表麵溫度與天王星相近,在零下200℃左右。海王星有兩顆衛星,一個順行,一個逆行,以完全相反的方向繞海王星旋轉。海王星也是一個扁狀球體。

海王星內部有一個質量和地球相近的核,核由岩石構成,溫度大概在2000到3000攝氏度之間,核外麵是質量較大的冰包層,再外麵是濃密的大氣層,大氣中主要含有氫、甲烷和氨等氣體。

在海王星的四季中,冬季、夏季溫差很小,不像地球這樣差別明顯。由於海王星離太陽實在太遠(約為4.5億公裏,是地球與太陽距離的30倍),所以在它表麵,每單位麵積受到的日光輻射隻有地球的1/900,日光強度相當於一個不到一米遠的百瓦燈泡所發光線的強度,因此它表麵溫度很低,一般都在零下200攝氏度以下。

到目前為止,科學家已經觀測到海王星有8顆衛星。

地球的守護者——月球

月球是距離地球最近的天體,俗稱“月亮”。我們看到的月球美麗、皎潔,每天的形狀都不相同。正是由於月球的存在,我們的地球才有美麗的夜景。

月球是地球唯一的衛星,它不像其他行星那樣以太陽為中心旋轉,而是在距地球38.5萬千米的地方繞地球運行,是宇宙中人類登陸過的唯一天體。

月球繞地球公轉,本身又自轉,旋轉的兩個周期相同,都是27.3天,而且方向相同,這導致月球總是一麵朝向地球。地球上的人永遠隻能看到月球的一麵,而看不到另一麵。我們看到的月亮皎潔、明亮,這是由於太陽的照射而產生的,月球本身不會發光也不會發熱。

月球與地球一樣,是岩石球體,從外向內分為四層,即月表、月殼、月幔、月核。月表由月岩碎塊和棕色的月亮土層組成,月殼、月幔是由各種不同類型的岩石構成。

月球的體積約為地球的1/48,密度為地球的3/5,不像地球這般堅實。月球上的重力比地球上的重力小得多,一個在地球上重100公斤的物體拿到月球上還不到17公斤。這是因為月球的質量比地球小得多,因此月麵的重力隻相當於地球的六分之一,我們在月球上用力一跳就會跳得很高。由於引力小,月球無法吸引住大氣,所以無法形成大氣層,所以聲音在月球上無法傳播,月球是一個寂靜無聲的世界。

麵朝月球,也就是我們看到的那一麵,布滿了大大小小的環形山,好似地球上的火山口;我們看不見的另一麵山地較多,中部是一條綿延2000公裏的大山係。

科學家們比較重視月球上的環形山,據了解,直徑1公裏以上的環形山有30萬座,其中最大的一座直徑為295公裏,把我國的海南島放在裏麵也沒問題。有天文學家認為,環形山是隕石撞擊月球後留下的痕跡,但也有天文學家認為月球上發生過猛烈的火山爆發,環形山就是火山口。

月球形成的時間大約在40億年前。當它形成固體外殼之後,由於不斷遭到來自宇宙空間隕星的撞擊,大大小小的隕星撞擊月球的結果,就是在月麵上留下了許多環形山。月球表麵那些看起來稍暗的地方,被稱之為“月海”,但它們並不像地球上的海一樣,而是低窪的平原或幹枯的盆地。

月亮被太陽照射的時候,表麵溫度高達127℃,不被照射的時候或陰麵則為零下183℃,溫差達310℃,因此沒有生物存活。月球上麵沒有空氣,也沒有水,從來沒有過生命的蹤跡。

月球的運動十分複雜。月球不停地在橢圓軌道上圍繞地球公轉,同時月球也在自轉,並與地球一起繞太陽公轉。由於月球的自轉與公轉同步,因此月球總以同一麵對著地球,我們年複一年看到的月亮總是月球對著地球的那一麵的景色。隻有在月球上才會了解它的全貌。

月球反射的太陽光給地球的黑夜帶來光明,明亮了美麗的星空。月球還會導致大海潮汐的變化。另外,月亮還使地球產生磁場。萬物的生長都依賴於這個強大的磁場保護。

一個月之中,我們看到的月亮都在不停地變換形狀。我們把月亮呈現的不同的形狀稱為“月相”。每個月的農曆初一,月球轉到地球和太陽中間,人們看不見月光,這時候的月相叫“朔”,這時候的月亮叫“新月”。過了新月,農曆初三、初四月亮被照亮的部分逐漸轉向地球,我們會看到一鉤美麗的彎月,稱為“蛾眉月”。到了農曆每月初七、初八,月亮露出西半部分,我們稱之為“上弦月”。到了農曆十五或十六,地球運行到月球和太陽中間時,我們了圓月,這種月相叫“望”。到了農曆每月二十二、二十三,月亮露出東半部分,這叫“下弦月”。

星空概述

如果你在夜晚仔細觀察星空,你會發現,天空中總是有新的星星從東方升起,也總是有星星漸漸地消失於西天,而到了第二天晚上,這些消失的星星又會重新出現於天上。其實,這和太陽的東升西落一樣,是地球自轉造成的。

在遠古時代,人們為了認識星星,就把星空劃分成很多小區域,古巴比倫(也就是現在西亞的伊拉克)人把這些區域稱為“星座”。後來,古希臘人把他們所能看到的天空,劃分成四十八個星座,用假想的線條將星座內的主要亮星連起來,想象成動物和人物的形象,結合神話故事給每個星座都起了名字。像大熊星座、小熊星座、仙後座、獅子座、天琴座、牧夫座等名稱都是這樣來的。

據統計,現在,人們用肉眼可觀測到的星是差不多有6874顆,而使用現代最大的望遠鏡則至少可以看到10億顆。10億雖然很多,但這仍是宇宙太空中極小的部分。

由於世界上較早發達的國家集中在北半球,在公元2世紀的時候,北天星座的劃分已經與今天一樣了,而南天的星座基本上是17世紀以後,伴隨著西方殖民主義者到達南方各地才逐漸製定出來的。1928年,國際天文學聯合會在古希臘星座係統的基礎上,正式將會天劃分為88個星座,其中29個在赤道以北,46個在赤道以南,跨在赤道南北的13個。

在88個星座中有15個在南天極附近,住在我國北京一帶的人永遠看不到;在上海可以看到這15個星座中的6個,因為上海比北京緯度低一些。而在我國海南島南端榆林港,那裏的緯度最低,可以看到88個星座中的84個。

日食和月食

我們知道,太陽能發光發熱,而地球和月球都是不會發光的天體。月球依靠太陽的照耀而反光,地球依靠太陽的照射來維持生物的存活。由於地球和月球都是球體,同一時間內隻有一麵被太陽照射,另一麵不被照到,而且拖著一條長長的黑影子。太陽光越強烈,黑影子也便越長越明顯,延伸在浩瀚太空中。

當月球運行到太陽和地球之間時,如果太陽、月球和地球三者正好在一條直線上或接近於一條直線時,月球的影子就會一直延伸到地球的表麵,處在月影之中的地球區域,便看到月球遮住太陽的景象,這便是日食。

太陽、月亮和地球在一條線上的直曲程度將決定月亮遮住太陽麵積的大小,根據麵積大小,日食可分為日偏食、日環食和日全食。

由於月球隻在每月的農曆初一運行到地球和太陽之間,所以日食必定發生在農曆初一。但是,並不意味著每逢初一必定發生日食。

當月球運行到地球背著太陽的陰影區域(天文學上稱作本影)內時,月球就會被地球的陰影所遮掩,人們會在地球上看到月球被地球遮擋的現象,這便是月食。

月食有兩種:月全食和月偏食。月全食時,月球全部落入地球的陰影中,處在地球背著太陽那一麵的人便可以看到月全食;月偏食時,月球隻是一部分進入地球的陰影中,並且始終沒能全部進入,地球的陰影隻是擋住了月球的一部分。

由於月食時地球位於月球和太陽之間,所以月食必定發生在農曆每月的十五或十六日。當然,這也並意味著每逢十五或十六就心定會發生月食。

通常,月食的時間長,月全食可達1至3個小時;日食的時間短,日全食不過7分半鍾,但整個日食過程有時會延續兩個小時。據天文資料記載,一年內最多發生7次日食和月食,有時是5次日食和2次月食,有時是4次日食和3次月食。

神奇的九星會聚

1982年我國發行了一枚名為“九星會聚”的郵票。郵票上繪製著1982年3月10日和5月6日太陽係的九大行星奇跡般地運行到太陽同一側一個角度不大的扇形畫麵的罕見景象。“九星會聚”是個十分奇特的現象,用探測器可以同時觀測地球之外的八大行星。