书城科普精彩绚丽的宇宙时空(A卷 新编科技大博览)
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第22章 宇宙探秘(5)

最近,英国曼彻斯特大学和美国国家射电天文台的科学家,在曼彻斯特举行的国际天文学联合会大会上宣布,他们使用射电望远镜拍到了1000光年外的一颗恒星向外喷发气体的图像。这是迄今科学家拍到的最精细的太阳系外恒星活动图像。对这批图像进行研究,将有助于了解恒星接近死亡时的演化过程,从而预测出太阳的未来命运。科学家们观测的这颗恒星名叫TCAM,位于鹿豹星座,是一颗年老的“变星”,其亮度以88个星期为周期进行有规律的变化。过去,科学家们每两周对TCAM进行一次观测,一直持续了88周(即该恒星的一个光变周期)。他们使用了“特长基线干涉测量”(VLBl)技术,在43GHZ频段记录恒星喷出的气体发出的射电波,结果获得了比哈勃太空望远镜所能拍到的同类图像精细500倍的图像。从图像中可以看出恒星表面附近气体的复杂运动,但其中有一些利用现有理论尚不能解释。一些科学家们认为,几十亿年后,太阳在生命走到尽头时会迅速膨胀,把包括地球在内的太阳系内行星“吞噬”掉。届时太阳会剧烈地脉动,像TCAM一样成为一颗变星。在脉动过程中,大量物质将被抛入星际空间,太阳的大部分质量都会损失掉,剩余部分将坍缩成一颗白矮星。在银河系中发现的大量变星表明,脉动和质量抛失是恒星死亡过程中的普遍现象,一些变星每年能够抛出相当于一个地球质量的物质。研究这种质量抛失,可以更好地了解恒星生命终结的过程,其中也包括我们的太阳。

一些科学家认为,虽然目前对恒星演化过程还不是太清楚,但基本可以肯定:大约50亿年后,太阳就会成为红巨星。那时,地球上的一切生命将不复存在。届时地面温度将比现在高两三倍,北温带夏季最高温度会接近100℃;而地球上面积巨大的海洋,也将会被蒸发成一片沙漠。预计太阳在红巨星阶段大约停留10亿年左右,光度将升高到今天的好几十倍;它的体积也将比现在更加硕大,若从地面角度观察,会发现它实际上“布满”整个天空。

这样的“世界末日”固然还非常非常遥远,但是一些人因为提前几十亿年知道了最后的“大结局”,无法掩饰内心的苦涩。因为这样一来,不仅人类,就连一切的生命形态都显得那样渺小,那么“微不足道”。他们会问:“如果生命的演进注定是一场过眼云烟,那么它还有什么意义呢?”

太阳将来也会像普通恒星一样灭亡,这是不可改变的自然规律的确,在人类看来,虽然个体生命的意义在于它的有限,但整体生命的意义似乎应该在于无限。在这个信念的支撑下,很多人认为即便没有了地球,生命也会在另一个星球上延续。人类是不会坐以待毙的!他们极有可能在此之前早已移居到太阳系以外其他适合生存的行星上了。银河系中有1000亿颗发亮的恒星,而每一恒星附近常有好几颗行星,在广袤的宇宙里又至少有1千亿个不同的银河系。从理论上讲,适宜人类生存的星球应不止一颗。1957年开始,人类便着手进行太空探险的尝试了;1995年,天文学家第一次发现太阳系之外的一颗恒星附近存在着行星;到现在,人们一共找到了50多颗太阳系以外的行星。也许其中的某一颗,会是未来人类的家园。

太阳能量之谜

太阳是地球万物生长的动力源泉。自人类诞生起,太阳就一直是人心目中光明和温暖的使者。在各国家、民族的神话故事里,太阳是不可或缺的角色。中国神话有“后羿射日”、“夸父逐日”,古代西方有阿波罗神,等等。

太阳炽热无比,这主要因为太阳每时每刻都在向外释放出巨大的能量。可以毫不夸大地说,地球上人类迄今为止利用的主要能量,直接或间接地都来自太阳。而在人类有史可查的漫长岁月中,太阳光和热都未见有丝毫的减弱,这既让人高兴,又令人费解:如此巨大而持久的能量是从哪里来的呢?

对此,古往今来的科学家们众说纷纭。首先有“燃烧说”,这是一种最原始也是最朴素的猜测。该观点认为,太阳是通过燃烧内部物质而发出光和热的。有人设想太阳是一只巨大无比的“煤炉”,靠类似煤炭燃烧发出强光和辐射热量。然而,根据测量,太阳表面温度高达6000摄氏度,很难解释由碳和氧发生化学反应生成二氧化碳的“燃烧”,能达到这样高的温度。同时,根据测到的数据,太阳每秒的辐射能量以功率单位瓦计算为3.9×1026,用普通的燃烧难于维持这个大得惊人的天文数字。再者,如果太阳是靠这种化学能来维持的话,最多不过燃烧几千年,可是至今太阳已经存在了45亿年而不见衰退的迹象。由此可见,“燃烧说”不符合事实。

于是出现“流星说”。有人认为太阳周围有稠密的流星,它们以可观的宇宙速度撞击太阳,这样流星的动能便转变为太阳的热能。然而,果真如此的话,欲维持太阳发出那样巨大的能量,坠落在太阳表面上的流星之多,应该使太阳的质量在近2千年内有显著的增加,这就会影响九大行星的运动;但是从九大行星的运动情况来看,并没有什么显著的变化。况且按照牛顿的万有引力理论,流星不会漂浮在太阳的上空,不会大量落在太阳上,它们是以闭合的轨道绕太阳运行。

关于太阳能的来源,第一个可称得上“理论”的,是天文学家亥姆霍兹于1854年提出的太阳“收缩说”。他认为像太阳那样发出辐射的气团必定会因冷却而收缩。当气团分子在收缩中向太阳中心坠落时,势能转变成动能,再转变为热能以维持太阳所发出的热量。但是计算同样表明,如此太阳的寿命不应超过5千万年,而太阳的实际年龄却是45亿岁。面对事实,连亥姆霍兹自己也对“收缩说”摇头了。

然后是“核燃烧说”。根据光谱分析,早已知道太阳中含有丰富的氢,还有少量的氦。可见,这两种元素一定与太阳能有密切的关系。1911年原子核发现后,人们开始猜测太阳能也是从原子核反应中释放出来的。

已知几个核子(组成原子核的粒子)通过核反应结合在一起,就会放出能量。例如4个氢通过核反应结合成1个氦,便能放出20兆电子伏特以上的能量。按照著名的爱因斯坦质能关系式“E(能量)=m(质量)×C2(光速)”,4个氢核质量约相当于4000兆电子伏特的能量,核燃烧后的“质量亏损率”为Am/m=20/4000=5×10-3。而从太阳的辐射功率,同样可由质能关系估计出太阳每秒减少的质量为4×106吨,这与太阳总质量2×1027吨之比为2×10-21,这就是太阳的“质量亏损率”。两者一比较,便得出太阳寿命估计为几百亿年。于是人们恍然大悟,原来氢就是太阳中的燃料,氦则是它燃烧后的余烬,太阳能来自氢的聚变反应。从太阳光的光谱分析,也证实太阳里确实存在氢气和氦气。

人类对太阳能来源的认识在步步深化,然而,疑团却远未解开。氢弹爆炸是瞬息之间发生的,反应是在顷刻之间完成的,人们至今无法控制聚变反应,使之像裂变反应那样持续进行。要是太阳在进行“氢弹爆炸”,为什么不是所有的氢气一起参加反应?要是所有的氢一起参加反应,反应一次完成,反应之后理应逐渐冷却,但是,研究证明,数百万年来,太阳光的强度没有丝毫减弱。如果太阳是在进行大规模的有控制的热核反应,那么什么条件使得太阳中的氢能局部地持续地参与聚变反应?有控热核反应正是人们追求的目标,但是至今没有做到。由此看来,太阳能的来源问题,仍是科学家们努力探索的一个谜题。

月球上的“金字塔”是怎么回事

月球是地球黑夜时的光明使者,那皎洁如玉的月光,笼罩着诗一般的气氛。自古以来,它激发了人们多少美丽的想象。嫦娥奔月、吴刚伐树、玉兔捣药,虽说“高处不胜寒”,却也“别有天地开”。然而,当代科学对于月球环境的了解,则会令古人大失所望的:这里是一个极端死寂和干燥的荒凉世界,布满了大大小小的坑穴(环形山);月球表面有日照的地方可达127℃,夜晚则降到-183℃。近年,有关宇宙探测器对于月球秘密的意外发现,使科学家们产生了种种怀疑和推测。

1969年7月至1972年12月,在美国执行“阿波罗”登月计划的过程中,宇航员拍下了一些月面环形山的照片,从这些照片上看,环形山上分明留有人工改造过的痕迹。

例如,在戈克莱纽斯环形山的内部,可以看出有一个直角,每个边长为25千米;在地面及环壁上,还有明显的整修痕迹。更为独特的是有一座环形山,它的边线平滑,过于完整;环内呈几何图形,有仿佛是划出来的平分线,在圆周的几何中心部位,有墙壁及其投影。该山外侧有一倾斜的坡面,其形状有如完整的正方形,在正方形内有一个十字,把正方形等分成对称的各部分。

其实,有关月球的多种令人不解现象,在近200年间人类对月球的观测过程中,已被陆续发现。

1821年底,约翰·赫谢尔爵士发现月球上有来历不明的光点。他说,这光点是同月球一起运动着,因而它绝不可能是什么星星。

1869年8月7日,美国伊利诺斯州的斯威夫特教授与欧洲的两位学者希纳斯和森特海叶尔,观察到有一些物体穿越了月球,发现“它们仿佛是以平行直线的队形前进的”。

1867年被天文学界宣布消失的静海的林奈环形山,在原消失地竟出现了一个白色的直径达7千米的奇异光环。有的学者提出,这种情形可能意味着有什么透明物质覆盖了某种基地。

1874年4月24日,布拉格的斯切·里克教授,观察到一个闪着白光的不明物体缓缓地穿过了月球,并从那里飞出。

1877年11月23日夜晚,英国的克来因博士和在美国的一批天文学家,惊愕地看到一些光点从其他环形山集中到柏拉图环形山中,这些光点穿越了柏拉图环形山的外壁,在山的内部会齐,并且排列成一个巨大的发光三角形,看来很像某种信号的图案。

1910年11月26日发生日蚀时,法国和英国的科学家分别观测到“有一个发光的物体从月球出发”,“月亮上有一个光斑”。据当年观测者的描述,日蚀过程中月亮上出现的物体形似现代的火箭。

1953年12月21日,英国天文协会月球部主任威尔金斯博士在广播谈话中透露:在月面的危海地区观察到了大量的“圆屋顶”;这些半圆形的“建筑物”呈耀眼的白色,它们中最小的直径也有3千米。

莫杰维耶夫博士说:“我们完全不明白这是怎么回事,而我们也相信美国方面也和我们一样,无法解释这件事。”

惟一的推测,就是活动在地球之外的超级智能力量在月球上的出现与隐没。更多的线索,可能是为地球上的人们所想象不到的。

围绕地球的卫星——月球所出现的一系列无法解释的现象,科学界中的有识之士已警觉到:地外智能力量正在“使用”我们的月球。

月球上为什么会有神奇辉光

总的说来,美丽的月球是千古不毛之地,多少年来死气沉沉的表面依然故我,几乎没有什么变化。一位英国天文学家曾诙谐地打趣:“如果我们带着望远镜回到恐龙时代,便会发现,那时的月球与今天所见的完全一样。”但实际上,月球并没有彻底死寂,它还是有许多神秘的局部活动现象(称月面暂时现象)——月面上会出现某种奇异的辉光,散发出一些神秘的云雾,局部地区暂时的变暗、变色,甚至有些环形山突然消失或莫名其妙地变大……

最早发现这种月面暂时现象的可以追溯到八百多年前。1178年6月25日是个蛾眉月之夜,英国同时有5个人在不同的地方发现,在弯弯的月钩尖角上有一种奇异的闪光。但当时这些目击者的报告并未引起人们的重视。1783年,天王星发现者威廉·赫歇耳在用口径22厘米的望远镜观测月球时,发现了“月球的阴暗部分,有一处地方在发光。其大小和一颗四等红色暗星相仿”。1787年他又观测到了这种现象,并形容它为:“好像是燃烧着的木炭,还薄薄地蒙上了一层热灰。”经赫歇耳两次报告后,送到天文台的这种观测报告日渐增多,至今大约已有一千五百多起。

1866年10年16日,曾给出3万多环形山的德国天文学家约翰·施密特宣称,原来在澄海中的一个他十分熟悉的林奈环形山(直径9.6千米),忽然不翼而飞。1868年,有人发现一个原来只有500米大的小环形山直径已增大到了3千米。

在20世纪,这种观测报告有增无减。英国天文学家穆尔在1949年也连续见到两次月面上发出的辉光。1958年11月3日和4日,前苏联普耳科沃夫天文台的科兹洛夫在用口径76厘米的大望远镜观测时,见到了阿尔芬斯环形山的中央峰上有粉红色的喷发,持续了大约半小时之久。他拍得了这次喷发的光谱照片。这是月面暂时现象的第一个科学依据,接着,1963年,洛韦耳天文台也在月面同一地区发现了红色的亮斑……