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書友吧第1章 宇宙奇觀
宇宙的“長城”
美國天體物理研究中心的科學家約翰·赫奇勒和瑪格特·蓋勒發現,利用他們首創的三度空間圖像可以推測宇宙建立在許多巨大空間的周圍。這些空間看起來就像洗臉盆上的肥皂泡,而大大小小的星系就依附在“泡沫”上。有的“肥皂泡”相當大,直徑達到15億光年。
但是,這些“肥皂泡”是怎樣產生的?構成星系的物質是如何空出這么巨大的區域來的?諸如此類的問題,在科學界引起激烈爭論。有人認為,是大爆炸將物質從空間中心推向四周,從而形成“泡狀”。這種說法存在著很大問題,因為它無法解釋物質怎么能跑完這么長的路程,形成這么巨大的空間。
最近,有人又發現了橫跨天穹的一個狹長星系。這個星系長約5億光年,寬約2億光年,厚約1500光年。這是天文學家迄今為止發現的最龐大的宇宙結構。美國《科學》雜志詳細報道了這一發現,并將其命名為“長城”。
這道肉眼看不見的是曲線形的“長城”,離地球大約2億~3億光年。由于距離遙遠,它在一般的天文攝影照片上顯示不出來。
這條“長城”的發現使人們了解到宇宙中最大的發光結構不是銀河系中的超星系團。與此同時又給人們一些啟示:在太空中會不會還有更大的天體等待著人們去發現呢?
宇宙的“島嶼”
在宇宙產生之初,產生了不均勻的物質。在后來宇宙膨脹過程中,這些不均勻的物質由于引力的作用,逐漸收縮成一個個“島嶼”,這就是星系,人們將其形象地稱作“宇宙島”或“島宇宙”。
提起宇宙島,可追溯到意大利布魯諾關于宇宙中恒星世界的構想。1755年,德國哲學家康德認為宇宙中有無限多的星系,這就是宇宙島假說的淵源。天文學家通過觀測,看到許多霧狀的云團,便猜測可能是由很多恒星構成的,只是離得太遠,人們無法一一分辨出。
進入20世紀,在美國引起了關于宇宙島的爭論。人文學家柯蒂斯認為宇宙島是河外星系,否則它們就是銀河系的成員。另一位大文學家沙普利提出與柯蒂斯不同的觀點。在20年代,他們展開激烈的爭論。后來,哈勃進行了更精確的測量,證明了河外星系的存在,這樣,關于宇宙島的爭論才告結束。
現在人們觀測到的河外星系已達上萬個,最遠者距銀河系達70億光年。估計河外星系數目大得驚人,若畫一個半徑達20億光年的圓球,其內含有約30億個星系,每個星系都包含著數以千億計的恒星。
關于宇宙中的宇宙島從何處漂移過來的問題,目前仍有很多的爭論。關于星系起源的理論更有很多,有代表性的是引力不穩定性假說和宇宙湍流假說。前者認為,在30億年間,星系團物質由于引力的不穩定而形成原星系,并進一步形成星系或恒星;后者認為,宇宙膨脹時形成漩渦,它可以阻止膨脹,并在漩渦處形成原星系。二者都認為星系形成了100億年,但與其他一些關于星系起源的觀點一樣雖然都產生了深遠的影響,卻都不能完整科學地解釋宇宙島理論。
宇宙的神秘天體
1983年1~11月間,美國發射的一顆紅外天文衛星在北部天空掃描時,在獵戶座方向兩次發現一個神秘天體。兩次觀測這個天體時隔6個月,這表明它在空中有穩定的軌道。
1988年12月,前蘇聯科學家通過地面衛星站發現有一顆神秘的巨大衛星出現在地球軌道上。
美蘇兩國通過外交途徑接觸和討論,雙方明白那顆衛星是出自第三者。以后的一系列調查表明,法國、德國、日本或地球上任何有能力發射衛星的國家都沒有發射它。
根據前蘇聯的衛星和地面站的跟蹤顯示,這顆衛星體積異常巨大,具有鉆石般的外形,而外圍有強磁場保護,內部裝有十分先進的探測儀器。它似乎有能力掃描和分析地球上每一樣東西,包括所有生物在內,同時還裝有強大的發報設備,可將搜集到的資料傳送到遙遠的外空中去。
此事被披露之后,至今世界上已有200多位科學家表示愿意協助美蘇去研究這顆可能是來自外太空某一個星球的人造天體。法國天文學家佐治·米拉博士說:“很明顯,這顆衛星飛行了很長的途徑才來到地球,事實上它的設計也是這樣。雖然只是初步估計,但我敢說它至少已制成5萬年之久!”
宇宙的變星——脈沖星
在恒星世界中,有很多是人們未知的天體和奇特的天體。脈沖星就是其中之一。
人們最早認為恒星是永遠不變的,其實,有些恒星也很“調皮”,變化多端。于是,人們就給那些喜歡變化的恒星起了個專門的名字,叫“變星”。
脈沖星,就是變星的一種。1967年,女研究生的貝爾發現狐貍星座有一顆星發出一種周期性的電波。后來,把這種不斷地發出電磁脈沖信號的未知天體命名為脈沖星。
脈沖星發射的射電脈沖的周期性非常有規律。一開始,人們對此很困惑,甚至曾想到這可能是外星人在向我們發電報聯系。
脈沖星是20世紀60年代天文的四大發現之一。至今,脈沖星已被我們找到了不少于1620多顆,并且已得知它們就是高速自轉著的中子星。
脈沖星的一般符號是PSR。例如,第一個脈沖星就記為PSR1919+21。1919表示這個脈沖星的赤經是19小時19分;+21表示脈沖星的赤緯是北緯21度。
雙脈沖星 PSRJ0737-3039A/B的發現,讓人們欣喜若狂。它是由兩個脈沖星形成的雙星系統。
科學表對PSRJ0737-3039A進行計算以后,預言它的脈沖輪廓形狀會發生較快的演化,甚至預言在2020年左右,它的光束會由于軸線進動而從我們的視線中消失,但是,仔細的觀測結果顯示,預期的脈沖輪廓形狀根本就沒有發生變化。
宇宙的“四大天王”
在星空中地球公轉軌道投影上的“黃道”,有4顆明亮的1等星,而且它們彼此間的相隔也大致差不多,基本上可以作為一年中四個季節的代表星,所以人們習慣把它們稱為“四大天王”。
這4星分別是:獅子α、天蝎α、南魚α和金牛α。
按照西方星座的劃分,軒轅十四屬于獅子座,稱為獅子座α星。按我國古代星座來劃分,軒轅十四則隸屬軒轅星座。軒轅星座由17顆星組成,獅子座α星正是其中最亮的星,即主星。獅子座α星是一顆白色亮星,在亮星表上排名第21,距地球約84光年,在地球上看它位于獅子的心臟位置。
天蝎座從α星開始一直到長長的蝎尾都沉浸在茫茫銀河里。α星恰恰位于蝎子的胸部,因而西方稱它是“天蝎之心”。有趣的是,在我國古代,正好把天蝎座α星劃在二十八宿的心宿里,叫做“心宿二”。
南魚座α星又叫北落師門,是南魚座的主星,全天第18亮星,視星等1.16等,絕對星等2.03等,距離22光年。北落師門給人以一種濕潤的感覺,是顆A3V型白色主序星。
在獵戶座西北方不遠的天區,有一顆非常亮的0.86m星(在全天亮星中排第十三位),它就是金牛座α星,我國古代稱它為畢宿五。金牛α出現在冬夜中,距離我們68光年,半徑也比太陽大46倍,從它發出的光呈橘紅色可知,其表面溫度也只有3000度左右。金牛座中最引人注目的天體,是肉眼見不到的“蟹狀星云”。
宇宙的“黑色騎士”
1961年,在巴黎天文觀測臺工作的法國學者雅克·瓦萊發現了一顆運行方向與其他衛星相反的地球衛星,這顆來歷不明的衛星被命名為“黑色騎士”。隨后,世界上有許多天文學家按瓦萊提供的精確數據,也發現了這顆環繞地球逆向旋轉的獨特衛星。
1981年前蘇聯的一家天文臺也證實了“黑色騎士”的存在,具體特征如下:它在地球高空的軌道上,循著極大的橢圓軌道運行,體積甚小,十分耀眼,像是個金屬球體。
法國學者亞歷山大·洛吉爾認為:“黑色騎士”可以用與眾不同的方式繞地球運行,表明它能夠改變重力的影響,而這只有作為外星來客的UFO(不明飛行物體)才能做到,因此這顆被稱作“黑色騎士”的奇特衛星可能與UFO具有聯系。
宇宙的外星太空船殘骸
前蘇聯科學家在60年代初期,首次發現一個離地球達2000公里的特殊太空殘骸。經多年研究后,他們才確信那是一艘由于內部爆炸而變成10塊碎片的外星太空船的殘骸。
莫斯科大學天體物理學家玻希克教授使用精密電腦追蹤這10片破損殘骸的軌道,發現它們原先是一個整體。據推算它們最早是在同一天——1955年12月18日——從同一個地點分離,顯然這是一次強力爆炸所致。他說:“我們確信這些物體不是從地球上發射的,因為前蘇聯在大約2年之后——1957年10月——才將第一枚人造衛星射入太空。”
著名的前蘇聯天體物理研究者克薩耶夫說:“其中兩個最大片的殘骸直徑約為30米,人們可以假定這艘太空船至少長60米、寬30米;從殘骸上看,它外面有一些小型圓頂,裝設望遠鏡,碟形無線以供通信之用,此外,它還有舷窗供探視使用。”
就在前蘇聯人宣布他們發現地外太空飛船殘骸的10年,一位美國天文學家約翰·巴哥貝發表文章指出,有10塊不明殘片像10個小月亮似的圍繞地球運行;這位天文學家認為,它們來自一個分裂的龐大母體,而這個不明物體分裂的時間就是1955年12月18日。
哪些太空殘骸的主人到底是誰呢?這還是一個謎團。
太陽系的環形山
1959年,蘇聯發射了“月球3號”探測器飛到月球,它在距月球背面地表6萬公里的高空拍下了照片。1964年,美國的“徘徊者7號”也發回了4000多張月球照片。從這些照片上可見,月球背面和正面都有環形山,背面的環形山不但數量多,而且面積大,有些環形山排成一串,綿延幾百公里。最大的環形山是貝利環形山,直徑達295公里。
1965年,美國“水手4號”探測器發現了火星上的環形山;1974年,“水手10號”發現了水星表面星羅棋布地排列著眾多的環形山。這些重要發現極大地引起了人們對環形山的觀測興趣,不久,人們又在太陽系的許多其他行星上也發現了環形山。
地球上已知的環形山有幾十個,主要分布在加拿大和澳大利亞,它們的直徑大者100多公里,小者幾公里,最有名的是美國亞利桑那州的亞利桑那隕石坑。
關于環形山的成因,長期以來科學家們一直爭論不休,并提出了形形色色的假說,如潮汐說、氣泡說、漩渦說、火山說和撞擊說。其中最有影響的是火山噴發說和隕星撞擊說。以月球為例,它的一些環形山是與火山活動有關,雖然月球火山活動早已停止。
另有證據表明,在40億年前左右,月球曾受到大規模隕石襲擊。
據估計,月球環形山中83%與隕星轟擊有關,17%與火山活動有關。但太陽系內其他環形山的成因卻沒有月球明顯。因此科學家們一方面要繼續觀測,一方面又要對太陽系內各行星和衛星之間進行比較研究,所以太陽系環形山之謎解開的日子還有待時日。