书城童书青少年应该知道的太空探索
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第2章 漫步太空

1.太空中人能长高

43岁的前苏联宇航员尤里·洛玛曼柯,在太空站生活了326天后回到地面时,身体竟奇迹般地长高了1厘米。人在太空能长高的现象很奇妙,也就引起众多人体医学专家的关注和兴趣。

我们知道,人的脊柱骨是由33块骨头组合而成,其中绝大多数骨头中间由椎间盘所分隔,椎间盘是一种坚韧的纤维状组织,起保护脊柱的缓冲作用。在太空,由于地心引力对脊柱的影响不复存在,脊柱骨因为得到舒展而延伸,所以生活了一段时间后,人就会长高。

一定有人会做这样的设想,要是有朝一日,太空旅行成为可能,那么一个矮个人要想长高些,通过参加太空旅行团去旅行一年不就行了吗?实际上,这是徒劳的。因为,这种长高与正常的身材增高是不同的。正常的增高是由于人体内较大的骨头的两端长出新的骨膜,并不断积累的结果。而太空人的长高是在太空的特定环境下发生的,所以当他返回地球后,就会很快恢复原来的身高。太空的神奇美妙着实让我们每一个人向往,但亲爱的青少年朋友们,现在我们只有学好科学本领,未来才会更加精彩。

与外星对话

1960年,美国制订了一个“奥兹玛”计划,即利用射电天文台监测宇宙中两个星球的无线电波,但未获得任何结果。“奥兹玛”是神话故事中的一个地名,那是一个非常奇异、非常遥远和难以到达的地方,在那里居住着一位“奥兹玛”的公主。该计划的含义是“寻找遥远的地外文明”,目的是搜索“外星人”的来电。

航天时代开始以后,人们已利用航天器开展这方面的探测工作。除了寻找外星人的生存场所—太阳系外的行星外,还利用航天器发出与外星人联系的信息。

2.想太空行走先闯“四关”

在人类的活动范围中,我们经历了从陆地到海洋,从海洋到大气层,再从大气层到外层空间的逐步扩展过程。但人类真正太空行走必须闯过四道难关:

第一道关是“克服地球引力”:地球的引力在160千米的高度才减小1%,2700千米的高度减少一半。在地球表面附近运动的物体,只有达到第三宇宙速度即16.7千米/秒时,才可以飞出太阳系。

第二道关是“克服真空”:现在中国从地面上能抽到的最高真空度为10~12毫米汞柱。在这样的真空度中,每立方厘米体积内约含3.2万个分子,约相当于1500千米高空的真空度,而行星际空间每立方厘米含有的分子或原子数平均不到100个,恒星际空间则平均只有10个。

第三道关是“适应剧烈变化的温度环境”:在空间,离地球不远处,向阳面的温度可高达200摄氏度,背阳面则冷到零下100多摄氏度。在远离恒星的空间,环境温度接近于绝对零度。

第四道关是“抵挡有害辐射”:近地空间是一个强辐射环境。

看来人类在太空行走面临着很多挑战,但是精彩太空的无限神奇在召唤人类,所以人类探索太空的步伐不会停止。

3.太空孵化鱼

太空真是妙不可言,30粒鱼卵跟随“神七”上太空,完美地在太空上孵化出了9尾小鱼,不过只活下了7尾,这是何缘故呢?

这主要是因为在太空孵化的小鱼没办法马上吃到食物,只能依靠卵黄里的营养素存活,加之回到地面后不适应,鱼儿们都不吃不喝,所以一周后其中的两条小鱼就活活被饿死了。

这些鱼卵在太空孵化了9尾小鱼之后被带回地面,放到水里接着孵化,结果又孵出了17条小鱼,除去不幸夭折的两条,目前24条鱼都很健康。太空育种原本是有意识地利用空间环境条件加速生物体的变异,利用太空空间环境中高能粒子辐射、微重力、高真空等综合因素,使生物材料出现了某些地球上不能获得的突变。把鱼送上太空就是希望它们个头更大,长得更快,体色更复杂,繁殖能力更强。

有关水产专家说:“现在长得更快实现了,但体色能否产生遗传变异还在等待观察,即使这7条小鱼有变化,还要看它们的下一代能否遗传。”至于繁殖能力能否变得更强了,水产专家们说,由于太空的环境会导致物种不孕,要考察繁殖能力可能要等待更长的时间。太空育种的课题也是十分有趣的,青少年朋友们只有广泛涉猎科普读物,才能获得更多知识,为自己以后的人生之路做好铺垫。

你知道“天使头发”吗?

据国外媒体报道,UFO现象至今仍是科学家难以解决的谜团。近几十年来,每当UFO现象发生时,还伴随着另一种鲜为人知的奇特现象—“天使头发”。

“天使头发”是一种罕见的自然现象,至今科学家们仍对此无法解释。它是一种柔软光滑的丝状物,从空中降落至地面上,但是当它接触地面时在你的眼睛看到它之前就会蒸发消失。该现象出现于全球各地,最普遍发生的地点是在北美洲、新西兰、澳大利亚和欧洲西部。

目前还没有证据证实这种神秘物质是如何形成的,以及它的具体构成成分。一些研究人员猜测天使头发来自于蜘蛛或其他类型的纺丝类昆虫。但经常有人声称在UFO现场会发现相关的天使头发。

4.身在太空看地球

生活在地球上的人们,却不知道地球的真正面貌,大有“不识庐山真面目,只缘身在此山中”的遗憾。

当我们能够飞上太空后,这种遗憾也就荡然无存了。太空飞行就可以让人们亲眼目睹地球全貌了。

1983年,美国“哥伦比亚”号航天飞机升空后,宇航员约瑟夫·艾伦就这样描述他在太空所看到的地球模样:

凌空而立的“哥伦比亚”号的固体燃料火箭点火时,飞行的感觉就真正进入我的心里。飞行速度不断加快着,外面蓝色的天空也逐渐由深蓝向浅蓝转变。

地球也不再是扁平的了,它成了一个名副其实的球体……地球上的物体显示的是一层一层的;云层耸立着,它们的影子留在了广阔的草原上;还看到点点羊群在缓缓移动;印度洋上的船儿也拖尾行进,非洲森林出现了火灾;一场雷电交加的暴风雨,席卷了澳大利亚的一大片地区,大自然的主题画面尽收眼底。

从轨道上难以看到城市的灯火,除非你正好越过一个灯火通明的大城市上空。我们曾看到美丽的迈阿密和澳大利亚珀斯及一些沿海城市的灯光,因为我们正好在它们头上通过。

除了美之外,地球的庄严高贵也深深吸引着艾伦。这些东西可以用照片捕捉到,但是用语言很难完整地描述出来。感觉就像在观看天堂,它比天堂还要美丽。

在太空中,我们无法知道哪个方向是北,要想了解自己所处的位置,这要比在飞机上困难得多,甚至连飞行器是朝上的还是倒转过来的也无从知道。

从上面的内容来看,虽然在太空看地球的这些观感并不全面,但是它还是让我们打开了想象的翅膀,遐想万千。

5.你的戒指来自太空

在一次英国剑桥举行的英国国家天文会议上,由英国和瑞士的科学家公布的一组数据,黄金是由密度极高的星球相撞后形成的。这一发现你觉得是否很新鲜?

在相当长的一段时间里,天文学家怀疑黄金以及其他重金属,例如铂是特殊的核反应的副产品。现在英国和瑞士研究人员通过比较太阳系中的黄金、铂和其他元素的含量,确定黄金和铂肯定是由于星球碰撞而形成的。参与研究的戴维斯博士说,在核反应中形成的黄金和铂散落在整个宇宙空间。

这些重金属和银河系中的气体(主要是氢气和氦气)混合在一起。接着这些气体逐渐冷却下来,形成恒星和环绕恒星的行星。这些恒星和行星因而包含了一些黄金和铂。天地万物的形成都有自身的规律,但唯一不变的就是“科学是探求真理”,将事物的面目一层层拨开,从而看见真实。

大多数人认为天文学是非常遥远的、远离现实生活的纯科学。但现在你看,如果你结婚了并拥有一枚黄金结婚戒指,你的手指上就有一些来自遥远的宇宙的物质。这样说来我们都是宇宙的一部分,我们和宇宙并不遥远。

6.英仙座流星雨

英仙座流星雨与双子座、象限座流星雨一起,并称三大常年可供观测的流星雨。随着地球穿越斯威夫特——塔特尔彗星残留物质的最密集部分,会有大量彗星残片与大气层摩擦燃为灰烬,形成壮观的流星雨现象。由于这些流星是从英仙座附近天空飞来,所以被称作“英仙座流星雨”。

英仙座流星雨最早出现于公元36年我国史籍中,当时记录了上百颗流星。20世纪初,英仙座流星雨数量一度降低,人们曾怀疑它会消亡,但随后又恢复正常。1993年,英仙座流星雨的流星量甚至达到每小时200~500颗,从而引发一股“观星”热潮。迄今为止,英仙座流星雨仍然是天文爱好者不可错失的重点观测项目。

英仙座流星雨于2009年8月12日再次出现,时间从晚11时开始至第二天凌晨,它为公众奉献了一场精彩纷呈的夏夜星空大戏,人们用肉眼就看到了流星从天空划过的美丽景象。

7.月球“偷”走地球能量

地球上的潮汐现象多数是由月亮引起的,而太阳的作用稍小一点,潮汐的形成秘密是这样的:由于月亮绕着地球旋转,地球上的海洋受到月球的引力牵引作用,面对月亮的那一面就出现高潮,相信大多数人都知道。而与此同时,地球上远离月球的另一面也出现另一个高潮,这是因为月球对地球本身的引力牵引作用大于对其水体的作用,从而使另一面的海水向外“鼓”而造成的。

在满月和新月时,太阳、月亮和地球都在一条线上,这时形成的潮异乎寻常得大,我们称之为朔望大潮。而当月亮在最初的和最后的四分之一月牙时,较小的小潮就形成了。月球以29.5天的周期环绕地球的轨道并不是一个规则的圆形,当月亮到达离地球最近处(我们称之为近地点)时,朔望大潮就比平时还要更大,这时的大潮被称为近地点朔望大潮。所有这些牵引现象还产生了另外一个有趣的作用:通过牵引,地球的自转能量被月球一点点地“偷”走了,因此,每一百年我们的星球自转周期就要减慢1.5毫秒。

8.五万年前的外星求救讯号

苏美两国科学家曾经联合研究了一种来自外太空的神秘无线电讯号—5 万年前从某个星球发出的求救呼唤。一位不愿透露身份的美国天文学家说:“这是一个惊人突破,我们的电脑已成功地将这无线电讯号最主要部分翻译出来,大意是:请指引我们到第四宇宙,发生爆炸。我们处境十分危险。我们的时间是117、089,位置在12 银河系。”

这奇异讯息已由两国专家将之转换成人类可读的文字,但他们却一直未将此事公开。这位天文学家说:“十分简单,用数学计算,我们估计到这是一艘古代飞船,或者是一个星球。它似乎正在找寻某些指引,帮助他们脱离险境。这件事的确令人震惊。经过了努力,我们已经初步计算出显示那讯息至少是5 万年前发出的,也有可能更久。”你看,科技的发达就是这么神奇,连5万年前的讯号都能破译,太神奇了!

流星的记录

中国人对流星群、流星的记载早于其他国家。在古书《竹书纪年》中就有关于流星的记录:“夏帝癸十五年,夜中星损如雨。”《左传》的记载,鲁庄公七年“夏四月辛卯夜,恒星不见,夜中星损如雨”,这是世界上最早的天琴座流星雨的记录。我国古代的流星雨记录达180次之多。中国人不仅记录流行,而且能准确地指出陨石的来历。《史记·天官书》就有相关的记载:“星坠至地,则石也。”

9.宇宙之手的光芒奇景

宇宙太空会带来很奇妙的东西,美国宇航局钱德拉X射线太空望远镜拍摄到一张奇异而罕见的照片:一颗超大恒星的高密度残留物照亮了周围的气体和尘埃,看起来就好像是宇宙的一只手掌。钱德拉X射线太空望远镜拍摄到一颗动力非常强大但垂死的微小脉冲星,这颗脉冲星被命名为PSR B1509-58.在这张由钱德拉X射线太空望远镜拍摄的照片中,PSR B1509-58脉冲星周围星云释放出高能X射线,这些X射线呈现绿色,而脉冲星以每秒7周的速度高速旋转,不断向周围环境释放能量,结果形成了如此奇特的景象,此景看上去就像是一只手伸向红色的宇宙光芒。

天文学家认为,PSR B1509-58脉冲星旋转如此之快的原因很可能是其表面拥有比地球磁场强15万亿倍的密集磁场,而快速旋转和超强磁场使这颗脉冲星成为银河系中最强大的“电磁发电站”之一。当电子经过磁化的星云时,它们会将能量作为X射线向外喷射。

红色光芒是一朵邻近的气体云,名叫“RCW 89”,天文学家认为是此宇宙之手的手指照亮了它。此景覆盖周围150光年的区域,距离地球1.7万光年远。所以,我们看到的一幕其实发生在1.7万年前,只不过红色光芒刚刚抵达地球。光年是指光在一年时间中行走的距离,相当于6万亿英里(约合10万亿千米)。科学真是很神奇,它为我们揭示这一奇妙的现象。

10.太空淋浴,水从何来

太空淋浴听起来很新鲜,但早在美国宇航局太空实验室任务中,航天员已经可以在太空中淋浴了。在太空中因为失重,水滴是在空中自由漂浮的,而且漂得到处都是,粘附在太空站座舱内的所有物体表面,包括电子设备表面。这样,太空中个人淋浴间内有一个特殊的围栏,一些柔软的窗帘形状隔断,可以将人完全关在里面。然后你可以使用一个柔软管尾部的喷头淋浴。

漂浮的水滴形成一层朦胧的薄雾,可以用像真空吸尘器那样的抽水泵将物体表面的水滴吸干,除非它是附在人体表面。由于缺少重力,水滴不会向下落,航天员在洗浴时不得不将皮肤上的水滴抹去,但是水反而更加顽固地粘在皮肤上,不得不用毛巾来擦水滴,甚至用力刮去像防晒油的一层物质。看来太空洗澡充满奇妙的同时,也有着不易。