书城科普世界科普故事精华·科学探索故事卷
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第6章 太空篇(5)

这些奇妙的月海究竟是如何形成的?

有的研究人员提出了“火山活动说”。他们认为月海熔岩是火山活动中从月球内部喷流出来的进而形成了月海。可是,天体物理学家经过观测和精密的计算,认为月球火山不可能发生如此大的熔岩喷发,何况科学家至今还没有找到把如此众多的熔岩从月球内部输运到月球表面上的通道。

有的人提出了“撞击熔化说”,认为月海是由陨石、小行星或彗星撞击月球面时造成的极高温度形成的。但此学说似乎不能成立,如果是内陨石轰击而成,那么月海在月面的分布应该几乎是均匀的,可现在的月海根本看不出任何撞击后的痕迹。

在上述假说解释不通的情况下,一些科学家采纳了“特殊火山活动”假说,即认为通过人工控制的某种放射性能源在月球表面上造成火山活动。科学家对月岩的分析中已经发现了某种“智能生物”活动的痕迹,因为在月岩中有真正的纯金属颗粒,这又是一个不解之谜。现在发现的纯铁颗粒是不锈铁,说明它在形成时曾经过脱硫、脱磷的工艺,这在铁的自然形成过程中是办不到的。

那么,月海究竟是谁的杰作呢?这个奥秘至今还没有人能够解开。

金星逆向自转之谜

在太阳系已发现的九大行星之中,有八颗行星自转方向是顺向自转,只有金星的自转方向与众不同的,呈逆时针方向。也就是说,如果人类生活在金星上的话,人们看到的太阳将是西升东落。

金星一般被人看作是地球的姊妹星,它的自然条件与地球非常相似。它距地球1.08亿公里,位于地球的内侧。公转一周是243天,自转周期由于测量困难,所以得出的数据很不统一。有人计算出是23小时20分,有人认为是几十天,还有人认为和它的公转周期相同,也是243天。后来经过长期的观测,才测得它的自转周期是117天。

对金星逆向自转的机制,存在两种看法,一种认为金星曾经是顺向自转的,在演化过程中,自转方向倒转。这种说法难以提出令人信服的论据。另一种看法认为金星的逆向自转有其宇宙的成因,问题是在于找出维持这种逆向自转的机制。

让我们用万有引力切向分量的理论试分析金星逆转的机制。由于太阳自转产生切向分量的涡旋力,由于金星公转速度及自转(假设金星原先自转和其他八大行星一样逆时针顺向自转),使金星受到的太阳涡旋力大大减少,但还是有太阳涡旋力作用于金星,在金星的近日点大于远日点,由于近日点和远日点这对力的共同作用而对金星产生一顺时针力矩,迫使金星慢慢减少顺转速度直至出现逆自转。(这里只作简单定性的分析,严格定量计算从略)。

到底金星为什么会发生逆向自转呢,还有待进一步探索。

金星上有海洋吗

金星和地球大小差不多,质量和密度也相接近,而且都有着浓密的大气,大气中都含有水蒸气。人们常把这两大行星称为“双胞胎”。地球上70%是海洋,那么金星上也有海洋吗?

美国艾姆斯研究中心的科学家波拉克·詹姆斯认为,在很久以前金星上确实有过海洋,可现在,这个海洋已经消失了。消失的原因可能有多种,一是太阳光把水蒸气离解为氢和氧,氢气由于重量轻而大量脱离金星;二是在金星演化的早期,内部曾散发出大量的还原气体,这些气体与水相互作用,从而使水分消耗掉;三是从金星内部喷出的炽热岩浆中的铁以及其他化合物与水相互作用,从而使水分消失;四是金星海洋的水本来是来自星球内部的,后来这些海水又循环回到金星地表以下。

有的科学家对詹姆斯的这几种推测提出了不同的看法:他们认为詹姆斯的几种推测地球上同样也会出现,那么为什么地球上的海洋却没有消失呢?

美国爱阿华大学的弗兰克等人则认为,金星从来没有过海洋,金星探测器所探测到金星大气层里的少量水分并不是由海洋中蒸发出来的,而是由几十亿年来不断进入大气层的微小彗星的彗核所造成的,因为彗核的主要成分是水冰。

金星上究竟有过海洋吗?如果有,那么它又是如何消失的?至今还没有足够的证据令人信服。

金星上有什么

金星的表面温度高达450摄氏度,表面没有一滴水珠,表面2/3是丘陵地,高度达2500米以上,上面有特别多的火山口;另外的部分是高原,深谷纵横交错,这里温度低于50℃。在山区发现一些火山,其中有的高达11000米。平坦低地约占表面的30%,看起来非常像月海。

金星表面风速特别小,每秒都在1米以内,但金星在大气压条件下(100个大气压),风的呼叫声是特别大的。

金星的天总是橙黄的。因为,它的大气密度太高,使得紫色、蓝色和淡蓝色光线都散射掉了。甚至连山岩,石头也是橙黄色的。岩石中所含的放射性元素——钾、铀和钛。发现金星上也许存在放射强度与地球上的玄武岩和花岗岩相似的岩石。

金星上最多的是玄武岩,而且地区不同,其成分也不同。低地上大部分是火山熔岩产物,成分与地球海洋地壳的相同,这种岩石叫高钾含量碱性玄武岩。高原上的玄武岩含钾和镁的成分非常大。金星玄武岩的成分(硅,铝,铁等)与地球的相似,说明了太阳系所有行星的演化特征。

总而言之,对金星的探测已取得相当多的成果。人们对这颗行星的认识正逐步加深。总有一天,人们会将它的神秘面纱一层层揭开。

木星会是第二个太阳吗

在太阳系的行星中,体积最大的就是木星了,它是地球体积的上千倍,居然是一颗能发光的行星。在人们的认识中,太阳系中的行星不具备发光能力,是靠反射太阳的光线而发光的。近些年的研究证明木星正在向周围的宇宙空间释放巨大的能量,而它释放的能量是从太阳那里所获得的能量的两倍。这说明木星释放的能量有一半来自它的内部。

“先驱者10号”和“先驱者11号”宇宙飞船探测的结果表明,木星是一个由液态氮构成的星球,它同太阳一样,没有坚硬的外壳,它释放能量主要是通过对流形式来实现的。前苏联科学家苏奇科夫和萨利姆齐巴罗夫在1982年发表文章认为,木星的核心温度高达28万℃,正在进行热核反应。木星除把自己的引力能转换成热能外,还不断蓄积太阳放出的能量。这就使它的能量越来越大,且越来越热,并保证了它现在的亮度。

就木星的发展趋势来看,它很可能成为太阳系中与太阳分庭抗礼的第二颗恒星。当然有许多人认为:虽然木星的个头最大,也开始释放能量,但它终究是一个行星,它的体积太小质量也不够大,并不是完全意义上的行星,也不是严格意义上的恒星,是一个处于行星与恒星间的特殊天体。

火星上是否有生命

有许多科学家认为:火星地表之下,有可能生存着最低级的、类似细菌或病毒的微生物有机体。这个问题也一直在争论不休。

1996年8月,美国宇航局宣布在火星陨石中,发现了微生物化石的明显遗迹。英国欧佩恩大学行星科学教授柯林·皮灵格也指出,某些生命形式能够生存在最不利的环境中。

1996年,一些英国科学家在太平洋海底4000多米的地方进入钻探,发现了细菌表明,那里的压力是海平面压力的400倍,而温度竟高达170℃。研究海底3000多米处的活火山的科学家也发现了一些动物。它们属于所谓髭虎鱼属动物,聚居在布满各种细菌的领地上,而那些细菌则在从海床上隆起的、沸腾的、富含矿物质的地幔柱上,繁殖生长。由此可以想到,火星上有可能存活着这类生物,它们也许被封闭在了10米厚的永久冻土层当中。

有人认为来自火星表面的陨石落到地球上,同样,有人认为因小行星的撞击而从地球飞溅出去的岩石有时也必定会到达火星。由此可以想像,地球上的生命本身就有可能是由火星陨石携带过来的——反之也是如此,生命体也可能被从地球上带到火星。

火星上到底有没有生命?也许,直到人类的脚印踏上火星之前,它永远不会有一个明确的答案。

天狼星为何会变色

在古代的巴比伦、古希腊和古罗马的书籍里,记载的天狼星是“红色的”,但今天人们发现的天狼星却是一颗白色的星。天体历史学家们认为,是由于天狼星接近地平线的缘故。接近地平线的星球,总现红色,其他时间呈白色,就像朝阳和落日一样。

德国天文学家认为,天狼星的变色不一定是视觉的错误,可能是天狼星发生的重大变化。

1962年,美国天文学家克拉克已发现天狼星是一颗双星。主星(称为天狼星A)是一颗普通的白星,其亮度非常微弱;伴星(称为天狼星B)是一颗白矮星。由此可以看出,天狼星的颜色是由天狼星B起主导作用。从现有的星球演变理论得知,白矮星是天体中一种变化较快的巨星,它的前期阶段是红巨星。这主要是由于它内部的“燃烧”变化,致使星球的外壳膨胀而造成的。其后,它逐渐失去自己膨胀的外壳,大约需要几万年,它才变成一颗白矮星。简言之,白矮星是由红巨星演变而来。

但令人惊讶的是,天狼星B的演变速度竟如此之快,仅仅在2000年左右的时间里,就发生如此重大的演化:从红巨星变成了白矮星,这在恒星演化史上却是绝无仅有的。

照天狼星的这个变化速度,在不久的将来,它又会变成一个什么呢?会成为宇宙的一个黑洞?不管怎样,天狼星的变色之谜和它的未来,还得靠科学家的帮助才能得知。

恒星是如何产生的

恒星是如何产生的呢?对于这个问题存在两种假说:一种是由前苏联着名天文学家阿姆巴楚米扬在1955年提出的“超密说”。他认为,恒星是由一种神秘的“星前物质”爆炸而形成的。

与“超密说”不同的是“弥漫说”,其主旨是认为恒星是由低密度的星际物质构成。

星际物质是一些非常稀薄的气体和细小的尘埃物质,它们在宇宙中各处构成了庞大的像云一样的集团。这些物质密度很小。

从观测来看,星云分为两种:被附近恒星照亮的星云和暗星云。它们的形状有网状、面包圈状等,最有名的是猎户座的“暗湾”。

星云是构成恒星的物质,但真正构成恒星的物质非常大,构成太阳这样的恒星需要一个方圆900亿千米的星云团。

从星云聚为恒星分为快收缩阶段和慢收缩阶段。前者历经几十万年,后者历经数千万年。星云快收缩后半径仅为原来的百分之一,平均密度提高1亿亿倍,最后形成一个“星胚”。这是一个又浓又黑的云团,中心为一密集核。此后进入慢收缩,也叫原恒星阶段。这时星胚温度不断升高,高到一定的程度就要闪烁身形,以示其存在,并步入幼年阶段。但这时发光尚不稳定,仍被弥漫的星云物质所包围着,并向外界抛射物质。

随着科学技术的不断发展,人类对恒星的起源问题会有更深刻的认识。

彗星活动与地震有关吗

数百年来,人们依然把彗星看作一颗大灾星。世人把地球上发生的大灾难都归罪于彗星。战争、瘟疫、洪水、地震都说成是彗星搞的鬼。

据调查,当地球上发生大地震的时候,正好是彗星离地球最近的时候。

1920年12月16日,我国海源发生了8.5级地震,这是一次本世纪以来最大的地震,而天文学家们发现,Ⅲ号彗星正好在1920年12月17日距地球最近,约为1.88个天文单位。在海源地震以前,智利、千岛群岛等地发生了好几次7~8级地震。

1976年7月28日,我国唐山发生了大地震,在这前后的5月底到8月中旬,还先后发生了6次7级以上的地震。同年8月16日,在菲律宾发生了8.1级地震。据调查,1976年彗星从6月开始接近地球,在7、8、9三个月的时间内距地球都很近,只有0.125到0.3个天文单位。2000年来,每当地球上频频发生地震时,在地球附近游弋的彗星也明显增多。

英国着名天体物理学家霍伊尔认为,彗星有可能还含有病毒类的微生物,几十亿年前,正是彗星把病毒或细菌传播到地球上,才使地球开始有了生命。有些人还认为,一些传染病,如1968年全球流行的香港型流感和中世纪的几次大瘟疫,很可能与彗星经过地球时带来的病毒有关。

彗星真的可以引发地震吗?人们虽然拿不出确凿的证据证明,但对此一直怀疑很大,关于这个问题还有待科学家进一步探索。

瘟疫来自于彗星吗

1664年,人们观察到一颗彗星,那一年英国伦敦流行鼠疫,短短数个月内,竟有几十万人死于此病。

1825年,埃及人看到一颗彗星,在那段日子里,成千上万头牲畜倒毙于地。

1918年至1919年流行于欧洲的大流感也与一颗彗星有关,这次流感致使3万多人丧生。

每逢彗星出现时,地球就会发生瘟疫的观点是英国两位杰出的天文学家维克拉马兴格教授和霍伊尔爵士提出的,他们声称,星际空间中充满微生物尘埃。彗星在太阳系诞生时,由星际微生物尘埃、病菌和冻结气体混合而成。彗星进入太阳系,有些尘埃落入地球的大气层,从而导致地球上发生瘟疫。哈雷彗星环绕太阳一周需时75至78年,1957年,亚洲型流感蔓延全球,在之前77年也蔓延过一次。他们认为此病突然流行是这颗彗星带来一团团尘埃所致。

世界卫生组织宣布天花已彻底扑灭,但是这种传染病过去似乎每隔几百年就流行一次,霍伊尔和维克拉马兴格因而认为天花还会再度出现,它是由一颗目前尚未发现、每隔数百年接近地球一次的彗星传给人类。