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第779节

科普-中华学生百科全书-第779节

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         谁吞噬了星际之光

    宇宙的星光到达地面时其实已不是原来的模样,而是大大减弱了。究竟
是什么东西造成了星际消光现象呢?这是一桩早在 19 世纪末就摆在人们面
前的天文疑案。
    航天技术的发展给人们了解这一疑案提供了条件。人们利用人造卫星研
究的结果,将宇宙的星光展成光谱,发现在红外区域的 3.1 微米、9.7 微米、
6~6.7 微米以及紫外区域的 0.22 微米波长处都有强烈的吸收带。可是一次
次的模拟实验将一个个假设的物质都否定了:既不是石墨构成的宇宙尘,又
不是硅酸盐尘,也不是带有苯核的有机物。不久前,英国科学家霍伊尔根据
“宇宙中充满了微生物”的大胆设想,异想天开地用大肠杆菌进行模拟实验,
竟然在紫外线 0.22 微米的波长范围,找到了与星光相吻合的吸收带。日本学
者也相继对大肠杆菌进行了研究,惊喜地在红外区域 3.1 微米、9.7 微米以
及 6~8 微米之间都找到了相似的吸收带。
    如果真是像大肠杆菌这样的微生物造成了星际消光现象,岂不证明宇宙
星际中有生命存在吗?这不禁又使人想到另一桩千古悬案:生命起源之谜。
    这场探究星际消光现象的实物模拟实验为“生命源于天外说”提供了依

据。

         星名中的化学元素

    提到星名,人们很容易联想到一个个与之有关的美妙动听的神话故事,
大概很少有人会想到,星名与化学元素能有什么关系。
    古老的星球还代表着一定的化学元素:
    太阳——黄金
    月亮——白银
    水星——水银(汞)
    金星——铜
    火星——铁
    木星——锡
    土星——铅
    不仅古人如此,近代人也有将新发现的化学元素冠之以某个星名的现
象。如碲和硒,因为这两种元素的性质极相近,人们称它们为“姐妹元素”。
由此,人们联想到地球与月球的亲密关系,所以就给它们取了与地球和月球
相近的名字:
    碲 Tellurium(简称 Te)——地球 Tellrian
    硒 Selemium(简称 Se)——月神 Selene
    用来制造原子弹的铀(U)是它的发现人德国化学家克拉普罗特为纪念天
王星的发现而取的名。铀 Uranium——天王星 Uranus。
    1803 年发现的两个新元素铈(Ce)和钯(Pa)来自 19 世纪初人类找到
的寻觅已久的“失踪了的天体”,即位于火星与木星之间的两颗小行星。铈
Cerum——赛丽斯星(中文名谷神)Ceres ;钯 Palladium——帕拉斯星(中
文名智神星)Pallas。
    1940 年发现的三种元素,其中有两个使用海王星和冥王星这两颗行星的
大名。镎 Neptunium——海王星 Neptune;钚 Plutonium——冥王星 Pluto。
    更为巧妙的是,铀、镎、钚三种元素是性质十分接近的邻近元素,与人
们当时认为天王、海王、冥王这三颗邻近行星性质十分类似一样。

       小行星是否会再撞地球

    对于人类来说,最大的自然灾害莫过于小行星冲撞地球了。如今,这方
面的研究已取得了许多进展。1980 年,有两位科学家研究了白垩纪和第三纪
地层中间的一薄层粘土,发现其中含有大量的铱。而在地球上,铱很罕见;
小行星中却十分丰富。因此他们提出:在白垩纪末,大约距今 6500 万年前,
地球曾遭到一个巨大小行星的碰撞,从而导致了恐龙的灭绝。这也是恐龙灭
绝的假说之一。
    几年前,地质学家在中美洲墨西哥的尤克坦海岸发现了一个水下陨石
坑,他们判断说,这里很可能就是地球遭小行星碰撞的地点。1993 年 9 月,
美国和墨西哥的科学家测得这个陨石坑的直径约 300 公里,碰撞时释放的能
量相当于两亿颗氢弹。据此估计,当时这颗小行星的直径有 16 公里。
    与此同时,法国的一个研究小组也发现,在远离日本 1900 公里的太平洋

底的一个 1300 平方公里的范围内,遍布有微米级的磁铁矿和铱晶体。他们认
为这不可能是尤克坦碰撞时通过空气越过来的粒子,因为这样飞过来的粒子
经过空气的摩擦,必然会被烧成圆形。因此他们推测当时撞入地球大气层的
小行星可能一分为二,其中一块撞在尤克坦,另一块则落到了太平洋的中部。
    1993 年,两位科学家根据电子计算机模拟认为,以前假定的大量小粒子
碰撞的积累而导致地球自转是不可能的。他们提出了在 40 亿年前,曾发生过
一次像火星一样大的天体碰撞了地球,从而使地球开始了自转,并由此产生
了月球。这也是月球形成的假说之一。
    科学们还根据空气动力学的复杂计算认为,彗星或含碳丰富的小行星会
在更高的空中爆炸,还不致于危及地面,只有那些含铁丰富的小行星才会在
地面形成陨石坑,而介于两者之间的更普遍的石质小行星,才会发生通古斯
类型的事件。这是一颗像足球场大的小行星,其典型的速度为 45 马赫,当它
以此速度进入大气层时,空气被集聚在其前方,后方就形成了一个真空,这
一巨大的压力差形成的压力梯度正好会使它破碎。这一爆炸若发生在 8 公里
的高空,可使周围的空气热到 50000℃,其威力相当于一个核弹头,并产生
出一个以超声速扩散的热气团,其冲击波足以使一个像纽约那么大的区域内
的树木全部燃烧起来。据称 6500 万年前就曾有过一场遍及全世界的大火,该
大火就是由小行星碰撞地球引起的,大火烧掉了全世界 1/4 的植物,致使幸
存的恐龙也因缺乏足够的食物而无法继续生存下去。
    1993 年 6 月,科学家们发现了一个新的小行星带,其中有许多直径小于
50 米的小行星正沿着离地球很近的轨道在绕日运行。有人担心它们会对地球
构成威胁,但科学家们的计算后表明,这些直径小于 50 米的任何小行星在进
入大气层后,都会被炸得粉碎,因此不会给地球带来任何灾难。
    值得注意的是,1983 年,又一颗小行星被发现,命名为“1983tv”。英
国天文学家在计算了这颗小行星的轨道之后,发表了自己的看法:如果
“1983tv”不改变其运行轨道,将于 2155 年与地球相撞,可能给人类带来灾
难。
    虽然这将是 150 年以后的事,但人类也该早想对策,而不能坐以待毙。
其实,根据人类现代科学技术水平以及 150 年的高速发展,办法还是有的。
比如我们可以迫使这颗小行星改变运行轨道,从而避免它与地球相撞。此外,
我们还可以运用地对空远射程导弹一类的武器,在太空中将它摧毁掉,这将
不会是很困难的吧!而目前最重要的是,首先精确地计算出这颗小行星的运
行轨道,对于 2155 年碰撞地球一说得出一个准确的结论。在没有全世界天文
学家共同的结论之前,它始终只是一个“相撞之谜”。
    十多年前,美国国家航空和宇宙航行局一个顾问委员会,在讨论恐龙灭
绝理论时认为,将来类似的撞击也会使人类灭绝。为此,他们正在研究对策,
一旦有一个直径为一英里左右的行星将要撞击地球,可以用发射核弹头导弹
在其旁边爆炸的方法,来改变它的行进方向。但据地质学家休梅克说,假如
赫尔斯与地球相撞,将会释放相当于 10 万个百万吨级炸弹的能量,假如比它
大 10 倍的行星与地球相撞,才会带来更大的灾难,而爆炸力大如赫尔斯的行
星与地球相撞的概率,在 10 万年内只有一次,因此比前面所说的大十字架更
难一遇了。
    出人意料的是,也有人欢迎小行星光临地球。因为未来学家们认为,一
个仅一英里宽,含有上等镍与铁的小行星,能给我们带来高达 4 万亿美元的

资产。除了大量的镍与铁之外,有些游离的小行星还可能含有丰富的金和铂,
以及一些稀有元素如铱等,其价值无法估计。所以,目前西方各国的科学家
们正在想方设法地积极准备迎接这些地球的不速之客哩!

             天文学

    天文学是一门古老而常新的自然科学,研究对象是宇宙的规律。但随着
人类文明程度的不同,研究的具体内容不同,有着一个逐步扩展和深化的历
史过程。
    最早的天文学,谈不上研究,只是摸索出一些很具体很实用的规律,如
昼夜更替、季节变化、判别方向、潮水涨落等等,用来安排和指导生产与生
活。我国古书和民间就较早发现了北斗七星的旋转与季节的对应关系。不过,
在很长的一段时期内,无论中国还是外国,对天文现象的观察仅仅局限在寻
找实用的直接对应现象方面,对现象间的因果对应的内在规律不予追究,对
肉眼的宇宙空间也不去追究,事实上也没有能力追究;如果有一些解释,如
宇宙起源的盖天说之类,主要是一些思想家头脑中想象出来的,仅仅是一种
猜测,还谈不上真正的天文学研究。
    真正意义上的天文学研究是近代才开始的。近代科学需要更精确的时间
等方面的记录,天文学家担负起了这一使命;近代科学的发展又为天文学家
提供了进步的观测研究工具和理论,使得天文学迅速成熟起来了。比如 19
世纪以前的天文学与数学、力学的发展息息相关;现代科学技术高度发展后
与天文学的关系也更为密切,爱因斯坦的相对论原理既利用天文观测结果予
以证实,又促进了天文观测的精确化;海王星是借助数学原理推算出来的,
同时也验证了有关的科学原理的正确性,等等。
    特别是进入本世纪 60 年代以来,随着天文观测研究手段的更新,光谱分
析、射电望远镜和大型干涉仪等技术设备的应用,天文学发展很快。1960 年
通过对射电源的观测和研究,发现了第一个类星体,即一种新的光学天体;
在 1967 年发现了脉冲星,即以极为精确的时间规则而短促发射无线电脉冲信
号的星体;继而发现恒星与恒星之间并非真空,而是有多种星际分子……这
些,都使传统的天文学理论得以充实和科学化。

    不过,相对于宇宙和宇宙规律而言,人类的天文学的知识还是太少太少
了。天文学的进步要靠一代又一代人的不懈努力,这也包括当今的中学生—
—21 世纪的天文学家们!

       献身天文事业的和尚

    唐代高僧一行,俗名张遂。公元 683 年生于陕西武功县。张遂少年时,
家境贫寒,但他刻苦好学,尤其酷爱天文学。青年时代,他求师访学,成为
长安城有名的青年学者,随后又出家为僧,取法名一行。在河南嵩山、浙江
天台山潜心学习佛教经典和天文学,成为远近闻名的高僧,公元 717 年,唐
玄宗硬请他回长安,但一行拒绝还俗为官,执意在华严寺研究佛学。公元 721
年,他被当时日食预报不准确之事所触动,决定停止对佛学的研究,受命于
唐玄宗,主持修订历法,从此一心苦研天文学。

    他向唐玄宗进言,要改革历法,必先进行天文观测,一行来到当时的天
文历法机关——太史监,发现原有的天文测量仪器破旧不堪。为了尽快开妙
恒星观测工作,他与人合作制造了黄道游仪的水运浑象仪等仪器。公元 724
年,一行主持了全国几个观测点的天文大地测量工作。测得子午线长度为 351
里 80 步(132.08 公里,比今天所测得的子午线长度略大一些)。一行这一
“科学史上划时代的创举”,使中国成为世界上第一个测量出地球子午线长
度的国家。
    一行在观察和研究古人的恒星资料时,发现恒星位置有移动,他早于西
方国家天文学家 1000 多年提出了“恒星不恒”的观点。
    一行根据当时的天文观测,改进了历法,主编了有名的《大衍历》、《公
元大衍历》52 卷、《心机算术》、《易论》和《北斗七星护摩法》等书。
    公元 727 年 10 月一行病逝。唐玄宗亲立一座“大慧禅师塔碑”,以表对
这位功德圆满的高僧的敬意。今天的人们缅怀一行这位伟大的中国古代天文
学家,将一颗小行星命名为“一行”小行星。

      第一个预测彗星周期的人

    1791 年 9 月 23 日,德国汉堡一位传教士家中诞生了一个可爱的男孩。
他就是著名的德国天文学家 J。R。恩克。恩克从事天文学工作 50 年,取得
了辉煌成就,而引他走上成名之路的就是恩克彗星。
    1818 年 12 月,靠自学成才的法国天文学家 J。L。庞斯在马赛发现了一

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