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第5章 D

第一基地

“第一基地”是《基地》中心理历史学家哈里·谢顿为了银河的安宁和平和稳定而建立的,使银河的分裂时间由3万年缩短至一千年,为此他还建立了“第二基地”,起到了幕后操纵的作用,而第一基地才是实现重建帝国的基础,经过基地人的不懈努力,第一基地终于成为了一个强大的国家。

第一星族星

第一星族星即富金属星是年轻的恒星,金属量最高。地球的太阳是富金属的例子,它们通常都在银河系的螺旋臂内。

一般而言,最年轻的恒星,越极端的第一星族星被发现的位置越在最周边,依此类推,太阳被认为位居第一星族星的中间。第一星族星有规则的绕着银心的椭圆轨道和低的相对速度。高金属量的第一星族星使它们比另外两种星族更适于产生行星系统,而行星,特别是类地行星是由富含金属的吸积盘形成的。

在第一星族和第二星族之间有中间的星盘星族。

第一宇宙速度

第一宇宙速度(v1)航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。按照力学理论可以计算出v1=7.9千米/秒。航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行,地面对航天器引力比在地面时要小,故其速度也略小于v1。

第二宇宙速度

第二宇宙速度(v2)当航天器超过第一宇宙速度v1达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称逃逸速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度v2=11.2千米/秒。由于月球还未超出地球引力的范围,故从地面发射探月航天器,其初始速度不小于10.848千米/秒即可。

第二星族星

第二星族星即贫金属星只有相对是少量的金属。理想的相对的少量必须是除了氢和氦之外,所有的元素都远低于富金属天体中的相对数量,即使在宇宙大爆炸之后的137亿年,金属成分在宇宙整体化学元素中的百分比仍然是微量的。然而,贫金属天体依然是比较原始的,这些天体是在宇宙较早的时间里就形成的。它们通常出现在接近星系中心的球核,中间的第二星族星;还有星系晕的星晕第二星族星,是更老的恒星,也更缺乏金属。球状星团也包含大量的第二星族星。一般也相信第二星族星创造了元素周期表中,除了不稳定的,所有其它的元素。

第三宇宙速度

第三宇宙速度(v3)从地球表面发射航天器,飞出太阳系,到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度,就叫做第三宇宙速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度v3=16.7千米/秒。需要注意的是,这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的v3值;如果方向不一致,所需速度就要大于16.7千米/秒了。可以说,航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素,目前只有火箭才能突破宇宙速度。

第三星族星

第三星族星即无金属星是假设中的星族,是在早期宇宙中应该形成的极端重和热,并且不含金属的恒星。它们未曾被直接观测到,但是经由宇宙中非常遥远的重力透镜星系找到间接的证据。它们也被认为是暗弱蓝星系的成员。它们的存在是基于宇宙大爆炸不可能创造重元素,而在观测到的类星体发射光谱,特别是暗弱蓝星系中重元素又确实存在的事实。它也被认为是这些恒星触发了再游离周期。

目前能形成的质量最大恒星是110倍太阳质量;质量更大的原恒星在最初的核反应开始之际将喷发出部分的质量。在没有足够的碳、氧和氮的核心,不管怎样CNO循环无法进行,恒星将无法很快的自我毁灭。直接进行质子-质子链的核融合反应速率不足以产生足够的能量支撑如此大的庞然巨物,最终结果是未经过发光的过程就直接坍缩成为黑洞。这也是天文学家认为第三族星特别奥秘的原因——所有的理由都认为它们应该存在,但却必须经由类星体的观测才能解释。

第四宇宙速度

第四宇宙速度(v4)宇宙速度的一级,预计物体具有110~120km/s的速度时,就可以脱离银河系而进入河外星系,这个速度叫做第四宇宙速度。

地外文明

地外文明是指地球以外的其他天体上可能存在的高级理智生物的文明。探索地外文明首先要根据地球上生命存在的状况,弄清生命存在的条件和环境。

生命是美妙的,正是生命的繁衍才使地球上生机勃勃,气象万千。生命不是神造的,生命是天体演化的必然结果。生命存在的条件又是非常苛刻的,所在的天体要有坚硬的外壳,要有适宜的大气和适合的温度,要有一定数量的水。同时,行星围绕的天体必须是一颗稳定的恒星。就太阳系来说,符合上述条件的只有金星、地球和火星。其中地球位于金星和火星之间,处于生命繁衍的最有利的空间。现在还没有发现金星和火星上有生命。太阳系中其他行星上就更不适合生命存在了。

地球凌日

当地球与太阳和火星连成一线,在火星上便可看到地球凌日,在太阳的位置可看到地球的黑点通过。

比起水星凌日和金星凌日,地球凌日会较为有趣,因每次凌日大多可同时看到月球的黑点,但有时则会在其中一个天体凌日后,另一个才开始凌日。例如1800年和将于2394年在火星上出现的地球凌日。

人类从未有踏足火星的记录,因此没有人看过地球凌日。下一次凌日将于2084年11月10日发生,届时如果人类能成功登陆火星,他们将有机会亲眼目睹此奇观。上一次地球凌日发生于1984年5月11日。

在火星上除可观测地球凌日外,还可观测到水星凌日、金星凌日和两颗卫星造成的日食——火卫一日食和火卫二日食。

火星上每284地球年(151火星年)会发生4次地球凌日,其间隔分别为100.5、79、25.5和79地球年,而地球月份则为5月和11月。

地质时钟

为追溯地球的历史,需要知道地质体的年龄,推算各种地质事件发生的时代。地质学家们已经研究出各种关于岩石和构造的相对和绝对年代测定的方法,以致可以把地质事件按年代顺序进行编排。一个岩石单位的相对年代是由它与相邻已知岩石单位的相对层位的关系来决定。绝对年龄是用距今多少年以前来表示,并且是通过某种岩石样品所含放射性元素测定的。

地平仪

“地平仪”用于测方位角。圆形仪面上刻四象限,方形仪面上各直边从中心0°起,分别刻“一十”、“二十”、“三十”度。仪面中心设窥器,沿窥器两边刻“一十”、“二十”、“三十”等数字。

低质量恒星

低质量恒星的演化终点没有直接观察到。宇宙的年龄被认为是一百多亿年,不足以使得这些恒星耗尽核心的氢。当前的理论都是基于计算机模型。

一些恒星会在核心进行氦聚变,产生一个不稳定和不平衡的反应,以及强烈的太阳风。在这种情况下,恒星不会爆发产生行星状星云,而只会耗尽燃料产生红矮星。

但是小于0.5倍太阳质量的恒星甚至在氢耗尽之后都不会在核心产生氦反应。像比邻星这样的红矮星的寿命长达数千亿年,在核心的反应终止之后,红矮星在电磁波的红外线和微波波段逐渐暗淡下去。

大质量恒星

在超出5倍太阳质量的恒星的外壳膨胀成为红超巨星之后,其核心开始被重力压缩,温度和密度的上升会触发一系列聚变反应。这些聚变反应会生成越来越重的元素,产生的能量会暂时延缓恒星的坍缩。

最终,聚变逐步到达元素周期表的下层,硅开始聚合成铁。在这之前,恒星通过这些核聚变获得能量,但是铁不能通过聚变释放能量,相反,铁聚变需要吸收能量。这会造成没有能量来对抗重力,而核心几乎立刻产生坍缩。

恒星演化的下一步演化机制并不明确,但是这会在几分之一秒内造成一次剧烈的超新星爆发。和轻于铁的元素同时被抛出的中微子形成一个冲击波,在被抛出的物质吸收后,形成一些比铁重的放射性元素,其中最重的是铀。没有超新星爆发的话,比铁重的元素不会存在。

中微子冲击波继续将被抛出的物质推出。被抛出的物质可能和彗星带碰撞,可能形成新的恒星、行星和卫星,或者成为各种各样的天体。

大角

大角是指顺着大熊座北斗勺把三颗星的曲线向南,差不多在勺把长度的两倍处有一颗很亮的星,这就是牧夫座α星。

大角即牧夫座a,全天第四亮星,北半天球第一明星,天上最亮的红巨星。视星等-0.04等,绝对星等-0.24等,距地球约36光年,直径为太阳的21倍,质量是太阳的两倍,亮度是太阳的215倍(一说98倍),表面有效温度4400K。是一颗K2Ⅲ型橙色巨星。是照相和光电方法测视向速度的标准星。1979年发表的研究结果得知,太阳、大角和球状星团M13中某一红巨星之间的金属丰度对比约为40∶10∶1,因此可以根据元素的丰度把大角星归为中介星族Ⅱ恒星。人们不仅由光谱观测了解到大角星在向外抛失物质,而且近年来用1.5米太阳塔作光导摄像管天体分光光度测量,发现质量损失率变化很大。通过人造卫星和火箭的红外线检测,已在大角星光谱的紫外线区、可见光区、红外线区都发现了发射线。美国用2.7米望远镜在1978年几个月间测得大角星HeⅠ10830线由天鹅座P型轮廓逐渐变成吸收线,后来完全消失,然后又成发射线。这表明大角星色球温度达15,000~20,000K,色球活动比太阳的强得多,说明大角星也是某一种光谱变星。大角星的质量(以太阳质量为单位)仍未定准,目前有各种数值是:0.1~0.6;0.7~1.7;0.61±0.32;0.6~1.3等。

大气层

大气层又叫大气圈,地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气氡气)和水蒸汽。大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了。

冬季大三角

冬季大三角是由大犬座的天狼星、小犬座的南河三及猎户座的参宿四所形成的三角形。这三颗星所形成的三角形位于天球的赤道上,所以世界各地都可以看见。

大彗星

大彗星是对地球上的观测者来说特别明亮和壮观的彗星,以过去的数字来看,平均约10年才会出现一颗。

要预测某颗彗星是否能成为大彗星是很困难的,有许多因素都会造成彗星的光度与预测的不同。一般而言,有巨大或活跃核心的彗星,如果够接近太阳,从地面观察时在最亮的时刻又没有被太阳遮蔽掉,它就有机会成为大彗星。

彗星在被发现后,会以发现者的名字做为正式的名称,但有些特别亮的反而会以最明亮的年份直接称为XX年大彗星。大彗星的定义很明显是相当主观的,但无论如何,能够被称为大彗星的一定是亮到不用刻意去寻找,以肉眼就能直接看到它;并且不属于天文社团的一般人也都知道他的名字。

对多数人来说,不管怎样,大彗星很单纯的就是一种美丽的景象。

大爆炸

宇宙的起源假说之一:最初是奇点,然后是大爆炸,通过大爆炸的能量形成了一些基本粒子,这些粒子在能量的作用下,逐渐形成了宇宙中的各种物质。至此,大爆炸宇宙模型成为最有说服力的宇宙图景理论。然而,至今宇宙大爆炸理论仍然缺乏大量实验的支持,而且我们尚不知晓宇宙开始爆炸和爆炸前的图景。