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第3章 宇宙探索

大爆炸宇宙學(xué)

“大爆炸宇宙學(xué)”認(rèn)為,宇宙起源于一個溫度極高、體積極小的原始火球。在距今150~200億年前,這個火球發(fā)生了大爆炸。隨著空間膨脹、溫度降低,物質(zhì)的密度也逐漸減小,原先存在的質(zhì)子、中子等基本粒子結(jié)合成氘、氦、鋰等元素,以后又逐漸形成星系、星系團,并逐漸形成恒星、行星,而且在一些天體上還出現(xiàn)了生命現(xiàn)象,最后誕生了人類,宇宙初步形成。

大爆炸學(xué)說可以解釋較多的觀測現(xiàn)象。例如,天文學(xué)家觀測到遠(yuǎn)處的天體總是遠(yuǎn)離地球而去,這證明宇宙仍在膨脹。另外,大爆炸理論還成功地預(yù)言了宇宙背景輻射的存在。

大爆炸學(xué)說預(yù)言在大爆炸之后,星系形成之前宇宙的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是云團。這一巨大云團的發(fā)現(xiàn)證實了大爆炸學(xué)說的預(yù)言,通過對這一云團的觀測,科學(xué)家可以進(jìn)一步推測宇宙初期的情景。

這一巨大云團的發(fā)現(xiàn)還證實了科學(xué)家的另一個預(yù)言,即宇宙質(zhì)量的90%存在于“暗物質(zhì)”中。以往天文學(xué)家觀測到的宇宙總質(zhì)量遠(yuǎn)比理論上計算出的宇宙總質(zhì)量要小得多。這些“消失”了的物質(zhì)被稱為“暗物質(zhì)”?!鞍滴镔|(zhì)”的多少直接影響著宇宙的未來,如果宇宙總質(zhì)量小于某一數(shù)值,那么它將像現(xiàn)在這樣一直膨脹下去;如果它的總質(zhì)量大于這一數(shù)值,那么天體之間的引力將使宇宙停止膨脹,并在這一巨大引力作用下開始收縮,形成宇宙“大坍塌”,直至大爆炸前的狀態(tài)。

宇宙的膨脹與收縮理論

俄國科學(xué)家費里德曼經(jīng)過計算表明,宇宙可能周期性地收縮和膨脹,也可能無限地膨脹下去。比利時天文學(xué)家勒梅特則認(rèn)為,我們的宇宙原來裝在一只“宇宙蛋”中,由于它的突然爆炸才逐漸形成現(xiàn)在人們觀測到的宇宙。

在勒梅特的理論提出后不久,美國天文學(xué)家哈勃利用加州威爾遜山上1.5米和2.5米直徑的天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)宇宙是在膨脹著的。

宇宙會永久地膨脹下去嗎?這個問題并不容易回答。為此人們進(jìn)行了大量的觀測與研究。

能使宇宙中止膨脹的是引力,但它要達(dá)到一定的量。能否達(dá)到這個量,要看宇宙物質(zhì)的平均密度能否達(dá)到一個量(臨界密度)。可是,如果宇宙中存在著大量的“暗物質(zhì)”,其平均密度就難定了。

20世紀(jì)80年代,前蘇聯(lián)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種叫做中微子的基本粒子質(zhì)量不為零。如果它得到確認(rèn),宇宙物質(zhì)就會超過臨界密度,宇宙膨脹就會中止。

宇宙年齡測定也是宇宙膨脹與否的一個指標(biāo),但宇宙年齡測定的難度很大。目前為止,雖然可以檢測宇宙的膨脹還是收縮,但都缺乏可靠的證據(jù),但科學(xué)家相信人類遲早會有一個清楚的認(rèn)識。

宇宙的反物質(zhì)推斷

反物質(zhì)是和物質(zhì)相對立的一個概念。眾所周知,原子是構(gòu)成化學(xué)元素的最小粒子,它由原子核和電子組成。原子的中心是原子核,原子核由質(zhì)子和中子組成,電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。原子核里的質(zhì)子帶正電荷,電子帶負(fù)電荷。從它們的質(zhì)量看,質(zhì)子是電子的1840倍,形成了強烈的不對稱性。因此,本世紀(jì)初有一些科學(xué)家就提出疑問,二者相差這么懸殊,會不會存在另外一種粒子,它們的電量相等而極性相反,比如,一個同質(zhì)子質(zhì)量相等的粒子,可帶的是負(fù)電荷,另一個同電子質(zhì)量相等的粒子,可帶的正電荷。

人們根據(jù)反粒子,自然聯(lián)想到反原子的存在。一個質(zhì)子和一個帶負(fù)電荷的電子結(jié)合,便形成了原子。那么,一個反質(zhì)子和一個帶正電荷的“電子”結(jié)合,不就形成了一個反原子了嗎?類推下去,豈不會形成一個反物質(zhì)世界嗎?于是有人認(rèn)為,宇宙是由等量的物質(zhì)和反物質(zhì)構(gòu)成的。

從理論上看,宇宙中應(yīng)該存在一個反物質(zhì)世界??墒聦嵅⒉贿@么簡單。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),粒子和反粒子一旦相遇,他們就會“同歸于盡”。

按照對稱宇宙學(xué)的觀點反物質(zhì)與反物質(zhì)世界是存在的。這一學(xué)派認(rèn)為,我們所看到的全部河外星系(包括銀河系在內(nèi)),原本不過是個龐大而又稀薄的氣體云,由等離子體構(gòu)成。等離子體既包含粒子,又包含反粒子。當(dāng)氣體云在萬有引力作用下開始收縮時,粒子和反粒子接觸的機會就多了起來,便產(chǎn)生了湮滅效應(yīng),同時釋放出巨大能量,收縮的氣體云開始膨脹。

基于以上觀點,反物質(zhì)世界一定在宇宙中某個地方存在著,前提是不與物質(zhì)會合,可物質(zhì)和反物質(zhì)怎樣才能不會合呢?為什么宇宙中的反物質(zhì)會這么少呢?這些都是待解之謎。

宇宙航行設(shè)想

人類為了探索宇宙的奧秘曾設(shè)想了許多的宇宙飛行器,但飛行器加速航行用什么能源產(chǎn)生動力,始終是宇宙航行的主要問題。最有利的辦法,當(dāng)然是直接從太空獲取高性能的能源材料。

氫是宇宙中普遍存在的物質(zhì)??茖W(xué)家們設(shè)想,在已有相當(dāng)速度的星際沖壓宇宙飛船上,安裝一個巨大漏斗形氫采集器,讓它在前進(jìn)過程中,把太空中的氫收集起來,然后讓它進(jìn)行聚變反應(yīng),用所產(chǎn)生的能量使飛船加速。1克氫原子聚變可產(chǎn)生6300億焦耳的能量,是煙煤能量的2000萬倍。

從增大速度,贏得時間來說,當(dāng)然是加速度愈大愈好,但加速度過大,超重會影響人的身心健康。

研究證明,如果星際沖壓飛船以1克加速飛行,人在飛船上生活和工作,既不會有超重,也不會有失重,與在地球表面上一樣。

1克加速,速度增加是很快的,2年(地球上3.8年)可達(dá)到97%的光速,飛過2.91光年的距離。如果是到11.8光年的天蒼五(金魚座星)去考察,則在飛過航程中點以后,將飛船調(diào)轉(zhuǎn)180度,就會以1克減速飛行,最后以較低速度到達(dá),考察1年后以同樣的程序返回,來回約七八年(地球上20多年)。如是在宇宙中周游,飛船連續(xù)加速,12年飛出銀河系;14年飛過仙女座星系;20年飛過100億光年的距離。如果宇宙是球形的,周長900億光年,則飛船已經(jīng)繞了宇宙1/9圈。由于飛船的速度已非常接近光速,速度效應(yīng)非常顯著,只要1~2年的時間就可飛過剩下的8/9圈,而回到地球。可是,地球上已過了900億年時間。

宇宙“失落的世界”

有天文學(xué)家提出,在遙遠(yuǎn)的宇宙邊緣,存在著一些與地球環(huán)境相似的行星,它們被稱為“失落的世界”。

科學(xué)家們認(rèn)為,這些行星在太陽系形成初期被摒出太陽系。它們那里的氣候暖和而且濕度充足,足以維持生命的存在。

美國加利福尼亞洲技術(shù)學(xué)院行星科學(xué)家史蒂文森表示,盡管這些行星沒有像太陽那樣的恒星為它們提供熱力,但它們的表面很可能有厚厚的氫氣層,氫氣層中蘊藏著由行星天然放射作用所發(fā)出的熱量,并使這些微熱得以長期保存,從而使它們能保留大致與地表相同的溫度,甚至使它們也有海洋存在。這些“被逐者”從太陽系形成過程中所獲取的熱能,即使經(jīng)過幾百億年也不會冷卻。

液態(tài)的水被認(rèn)為是與地球生命類似的生物存在所應(yīng)有的條件,但不是絕對條件。史蒂文森說,那些“被逐”天體上面也可能有火山及閃電,從而使其表面溫度可以維持生命,并維持生命長久存在。此外,在這些行星的大氣層中,除氫以外還很可能含有甲烷和阿摩尼亞。這一切與40億年前地球開始有生命的環(huán)境相似,就算有生物存在,它們也是較為低等的。

史蒂文森的論點目前基本上不能得到證實。“失落世界”之謎有待進(jìn)一步研究和發(fā)現(xiàn)。

宇宙“黑洞”三大看法

黑洞有極其強大的引力場,以至于任何東西,包括光在內(nèi),都不能從中逃掉。不僅如此,黑洞強大的引力場還足以摧垮其內(nèi)部的一切物體,所以黑洞內(nèi)部不具備任何類型的物質(zhì)結(jié)構(gòu),這就是著名的“黑洞無常定理”。

黑洞具有奇特的、令人難以想像的古怪性質(zhì)。它的密度大得驚人,如果把太陽變成一個黑洞,它的半徑就要從現(xiàn)在的70萬千米“壓縮”到3千米左右,即縮小到二十三萬分之一;如果把我們的地球變成一個黑洞,那么它的半徑就要從現(xiàn)在的6000多千米“壓縮”到僅幾毫米,相當(dāng)于一顆小小的綠豆。

經(jīng)過天文學(xué)家研究,對黑洞的來源有3種看法:一是恒星在其晚年核燃料全部耗盡,星體在其自身引力作用下開始收縮凹陷,如果收留凹陷物質(zhì)的質(zhì)量大于太陽質(zhì)量的3倍,那么收縮凹陷的產(chǎn)物便是黑洞;二是星系或球狀星團的中心部分恒星很密集,星體之間容易發(fā)生大規(guī)模的碰撞,由此產(chǎn)生超大質(zhì)量的天體坍縮后,便可以形成質(zhì)量超過太陽1億倍的黑洞;三是根據(jù)大爆炸的宇宙模型推斷,大爆炸的巨大力量會把一些物質(zhì)擠壓得極其緊密,于是形成了“原生黑洞”。

天文學(xué)家還列舉了許多星體軌道畸變的事實,以確認(rèn)黑洞的存在。但是,盡管天文學(xué)家都認(rèn)定黑洞的存在,但沒有一個人找到一個黑洞。因此,黑洞是否存在,至今還是個謎。

宇宙黑洞新發(fā)現(xiàn)

英國劍橋天文研究所一個小組最近利用電腦,模擬黑洞“吞噬”物質(zhì)的情形,赫然發(fā)現(xiàn)黑洞原來也有“飽到嘔”的時候,并非如原先估計的那般“貪婪”。

這項發(fā)現(xiàn)叫人對黑洞的“成長”過程產(chǎn)生不少疑問。小組負(fù)責(zé)人普林格爾博士說:“天文學(xué)家一般假設(shè)黑洞透過吸入物質(zhì)不斷擴大。那表示在銀河系的演變過程中,中央黑洞會以極快速度擴張,我們在探索太空時,理應(yīng)可看到這個過程。”

不過,天文學(xué)家卻找不到物質(zhì)被慢慢吸入黑洞繼而燃燒發(fā)光的現(xiàn)象。電腦模擬過程顯示,物質(zhì)在浮向黑洞之后,隨即被“吐”了出來。

銀河系的中心隱藏一個超巨型的黑洞,它擁有極大的萬有引力能吸吮光線。天文學(xué)家在最近出版的英國《自然》科學(xué)周刊中報道,這個名為“人馬座A?”的黑洞,距離地球26000光年,亦即我們的銀河系旋轉(zhuǎn)的位置。天文學(xué)家早就懷疑有這黑洞存在,原因是在黑洞周圍旋轉(zhuǎn)的氣團及宇宙塵中,排放出微弱的輻射。

洛杉磯加州大學(xué)物理及天文學(xué)系一組專家利用全球其中一個最大型望遠(yuǎn)鏡——夏威夷的10米長凱克望遠(yuǎn)鏡,發(fā)現(xiàn)在“人馬座A?”黑洞近距離軌道運行的3顆星體,在黑洞的萬有引力影響下加速。3顆星體目前以接近地球環(huán)繞太陽軌道的速度,在“人馬座A?”周圍勁飛,顯示星體是受到一股巨型質(zhì)量的物體拉動,科學(xué)家估計,這物體的質(zhì)量是太陽的260萬倍,可能是黑洞。

黑洞也會發(fā)光

科學(xué)家提出在很多大的星系的中心都有一個黑暗的“暴君”。這些“暴君”就是黑洞,天文學(xué)家將它們稱為“超大質(zhì)量”天體。

然而,對于這種天體,人類的了解究竟達(dá)到什么程度?

早在幾十年前,天文學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了類星體——位于遙遠(yuǎn)星系中央的高亮度的天體。類星體的亮度可以是環(huán)繞在它周圍的星系的數(shù)百倍,但是它們的體積卻比我們的太陽系還小。到底是什么東西可以從這么小的空間里發(fā)出這么多的光和輻射呢?——黑洞是一種可能性。

科學(xué)家推測:盡管人們對于黑洞吞噬光線的能力了解得更多一些,但是它們也可以成為燦爛光芒的發(fā)源地,被黑洞吞沒的物質(zhì)會在黑洞周圍形成一個呈螺旋形運動的圓盤,而圓盤在劇烈的翻騰過程中所產(chǎn)生的摩擦?xí)⒛臍怏w加熱到白熱狀態(tài)。天文學(xué)家認(rèn)為,這就是類星體發(fā)光的原因。因此,當(dāng)天文觀測的結(jié)果開始證明更多的普通星系中央存在著黑洞時,天文學(xué)家自然會認(rèn)為它們是能量已經(jīng)耗盡的類星體。

黑洞是新星系萌生的種子

賓夕法尼亞州立大學(xué)的戈登·加邁爾則指出:巨大的黑洞可能在時間剛剛誕生時就已經(jīng)形成,而且它們一直都是在其周圍形成的新星系萌生的“種子”。

星系為什么會需要這樣的“種子”呢?在早期的宇宙中,不同區(qū)域之間的密度差異非常小,不超過大約10萬分之一。為了創(chuàng)造出我們今天看到的由星系和空間組成的宇宙,這些微小的密度差異一定被放大了許多倍,且放大過程非常迅速。巨大的黑洞在這一過程中可能扮演了引力種子的角色,黑洞將受到其引力作用的物質(zhì)吸引到它的周圍,這些物質(zhì)又進(jìn)一步演變形成恒星。換句話說,星系就這樣誕生了。

黑洞會改變星系的形狀

在20世紀(jì)70年代,牛津大學(xué)的詹姆斯·賓尼通過計算認(rèn)為:大多數(shù)橢圓形星系的形狀都非常奇怪,它的X軸、Y軸、Z軸中應(yīng)該有一條較長,而另一條的長度則介于二者之間。橢圓形星系看上去可能有點像一粒西瓜籽,或者一個被壓扁的橄欖球。

但是,后來的天文學(xué)觀測表明,大多數(shù)橢圓形星系的形狀要比賓尼描述的更為對稱——就像M&M巧克力豆一樣是一個被壓扁的球體。這是因為星系中央的黑洞擾亂了該星系恒星的運行軌道,從而使它們變得不穩(wěn)定。因此,這個星系的形狀很快就會變成更為穩(wěn)定的扁球形。

事實上,我們很難相信黑洞會擁有上面提到的這些強大力量中的任何一種。但利用哈勃天文望遠(yuǎn)鏡工作的天文學(xué)家公布了一張照片,使關(guān)于黑洞的強大力量之說又有了新的證據(jù),從中可以看到宇宙中電子流的噴發(fā)。這股電子流像探照燈一樣在宇宙中閃閃發(fā)光,其動力來源于吸力強大的黑洞。這個看起來像宇宙探照燈光束的電子流實際上由幾乎以光速從M87星系中心噴射出來的電子以及其他亞原子粒子組成。

M87星系距離地球5000萬光年,這股電子流自身的長度大約為5000光年。證明M87星系的中心隱藏著一個特大黑洞,它已經(jīng)吞噬了相當(dāng)于太陽質(zhì)量20億倍的物質(zhì)。

地球的“第二個月亮”

英國天文學(xué)家目前發(fā)現(xiàn)有“第二個月亮”正在圍繞地球運行,這月亮雖近800年才圍繞地球一圈,但對研究太陽系星體有極大幫助。

月亮是環(huán)繞地球軌道運行的天體。英國天文學(xué)家指出,第二個月亮是一個名為“Cruithne”的星,它原是一顆在太空飛行的小行星,因受到地球和太陽的引力吸引而進(jìn)入地球軌道,成為另一顆地球衛(wèi)星?!癈ruithne”直徑只有3千米,其軌跡呈偏心圓型,每770年環(huán)繞地球一圈,預(yù)計能最少運行5000年。天文學(xué)家稱,他們早已知道“Cruithne”的存在,但近期才發(fā)現(xiàn)它原來是環(huán)繞地球而行,而這發(fā)現(xiàn)有助天文學(xué)家以數(shù)學(xué)方法將太陽系星體的運行歸類,以及研究小行星撞向地球的可能性。

中子星假說

天文學(xué)家證實,脈沖星就是正在快速自轉(zhuǎn)的中子星,正是由于它的快速自轉(zhuǎn)而發(fā)出射電脈沖。

要發(fā)出像脈沖星那樣的射電信號,需要很強的磁場。只有體積越小、質(zhì)量越大的恒星,它的磁場才越強,中子星正是這樣高密度的恒星。

當(dāng)恒星體積越大、質(zhì)量越大,它的自轉(zhuǎn)周期就越長。我們很熟悉的地球自轉(zhuǎn)一周要二十四小時,脈沖星的自轉(zhuǎn)周期竟然小到0.001337秒!這同樣說明,只有高速旋轉(zhuǎn)的中子星,才可能扮演脈沖星的角色。

這個結(jié)論引起了巨大的轟動。因為雖然早在30年代,中子星就作為假說而被提了出來,但是一直沒有得到證實,人們也不曾觀測到中子星的存在,并且因為理論預(yù)言的中子星密度大得超出了人們的想像,在當(dāng)時,人們還普遍對這個假說抱懷疑的態(tài)度。

直到脈沖星被發(fā)現(xiàn)后,經(jīng)過計算,它的脈沖強度和頻率只有像中子星那樣體積小、密度大、質(zhì)量大的星體才能達(dá)到。這樣,中子星才真正由假說成為事實。這真是本世紀(jì)天文學(xué)上的一件大事。因此,脈沖星的發(fā)現(xiàn),被稱為二十世紀(jì)六十年代的四大天文學(xué)重要發(fā)現(xiàn)之一。

脈沖星是高速自轉(zhuǎn)的中子星,但并不是所有的中子星都是脈沖星。因為當(dāng)中子星的輻射束不掃過地球時,我們就接收不到脈沖信號,此時中子星就不表現(xiàn)為脈沖星了。

脈沖星的“燈塔效應(yīng)”

脈沖星有個奇異的特性——短而穩(wěn)的脈沖周期。所謂脈沖就是像人的脈搏一樣,一下一下出現(xiàn)短促的無線電訊號,如貝爾發(fā)現(xiàn)的第一顆脈沖星,每兩脈沖間隔時間是1.337秒,其他脈沖還有短到0.0014秒(編號為PSR-J1748-2446)的,最長的也不過11.765735秒。那么,這樣有規(guī)則的脈沖究竟是怎樣產(chǎn)生的呢?

天文學(xué)家研究結(jié)論指出:脈沖的形成是由于脈沖的高速自轉(zhuǎn)。原理就像我們乘坐輪船在海里航行,看到過的燈塔一樣。設(shè)想一座燈塔總是亮著且在不停地有規(guī)則運動,燈塔每轉(zhuǎn)一圈,由它窗口射出的燈光就射到我們的船上一次。不斷旋轉(zhuǎn),在我們看來,燈塔的光就連續(xù)地一明一滅。

脈沖星每自轉(zhuǎn)一周,我們就接收到一次它輻射的電磁波,于是就形成一斷一續(xù)的脈沖。脈沖這種現(xiàn)象,也就叫“燈塔效應(yīng)”。脈沖的周期其實就是脈沖星的自轉(zhuǎn)周期。

中子星表面只有兩個亮斑,別處都是暗的。這是什么原因呢?原來,中子星本身存在著極大的磁場,強磁場把輻射封閉起來,使中子星輻射只能沿著磁軸方向,從兩個磁極區(qū)出來,這兩磁極區(qū)就是中子星的“窗口”。中子星的輻射從兩個“窗口”出來后,在空中傳播,形成兩個圓錐形的輻射束。若地球剛好在這束輻射的方向上,我們就能接收到輻射,且每轉(zhuǎn)一圈,這束輻射就掃過地球一次,也就形成我們接收到的有規(guī)則的脈沖信號。

燈塔模型是現(xiàn)在最為流行的脈沖星模型。另一種磁場震蕩模型還沒有被普遍接受。

兩顆可能有生命的行星

在探測宇宙奧秘過程中,尋找外星生命(SETI)是重要的研究內(nèi)容之一。多年來,美國、俄羅斯等先進(jìn)國家在此項工作上投入很大的人力和物力。其中美國付出的經(jīng)費最為龐大,采用強功率多頻道的無線電對外太空進(jìn)行掃描;同時還發(fā)出宇宙飛船,試圖在太空中發(fā)現(xiàn)生命的存在。其他國家也發(fā)射不少探測器去外星,試圖找到生命的蛛絲馬跡。

這兩顆行星是美國加利福尼亞大學(xué)天文學(xué)家杰弗里·馬西和美國華盛頓卡內(nèi)基研究所的天文學(xué)家保羅·巴特勒共同發(fā)現(xiàn)的,它們距離地球有不到50光年,它們圍繞著不同的恒星運轉(zhuǎn)。

第一顆行星圍繞著獅子座一顆名叫“吉萊斯436”的紅色矮星運轉(zhuǎn),它距離地球的距離約30光年。馬西與巴特勒對這顆行星的觀察早在2003年7月就已經(jīng)開始,根據(jù)一年多來發(fā)現(xiàn),他們認(rèn)為這顆行星至少比地球大20倍,它圍繞恒星公轉(zhuǎn)的周期為2.64天,而不是地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的365天。

同地球一樣,第二顆行星圍繞著一顆黃色的恒星公轉(zhuǎn),這顆恒星是巨蟹座的“巨蟹55”。這顆行星的質(zhì)量是地球的18倍,公轉(zhuǎn)周期為2.81天,距離地球的距離是41光年。

這兩顆行星上有水存在,溫度適宜,有很大可能存在生命。

大熊座47號恒星的行星

圍繞著著名的大熊星座47號恒星運轉(zhuǎn)的行星,離北斗七星有3218538億千米,體積是我們太陽系最大行星——木星的2倍。它的構(gòu)成也像木星一樣,絕大多數(shù)是有毒氣體,如氫氣、硫化物、氨氣和甲烷等,猛烈噴射出的氣流不停地以每小時幾百英里的速度吹過,有時還會形成巨大的颶風(fēng),持續(xù)幾百年,這些颶風(fēng)不停地運轉(zhuǎn)、盤旋,足以吞進(jìn)整個地球。

在這荒涼的天外世界,如果任何一處有固體表面的話,那么它就會被幾千英里厚的大氣層覆蓋著、壓迫著,甚至比地球上最深的海底所承受的壓力還要大千百倍,任何固體表層最終將會被壓碎。

室女座處女70號恒星的行星

圍繞處女座70號恒星的行星,顯示出了些許“生命征兆”。

該行星與其母恒星的距離相當(dāng)于水星與金星之間的距離,既不算太遠(yuǎn),也不算太近。因此該行星表面的溫度應(yīng)該相對適宜——只有80攝氏度,也就是說該行星表面可能存在水,而非只有冰和水蒸氣。它的質(zhì)量比木星的質(zhì)量還要大6倍。該行星可能擁有衛(wèi)星,這些衛(wèi)星有可能像火星一般大。因為在母行星熱量的影響下,這些衛(wèi)星可能會擁有足夠的大氣壓,因而衛(wèi)星表面可能擁有液態(tài)水,甚至可能有雨水及海洋,這就為生命的演化提供了條件。

大多數(shù)天文學(xué)家都投入到這一新發(fā)現(xiàn)中去,并努力去驗證和發(fā)展那些已得出的確鑿事實。多年來,天文學(xué)家們不停頓地進(jìn)行探索和研究,用大功率的射電望遠(yuǎn)鏡在太空中搜尋,并記錄了10多年的來自遙遠(yuǎn)天際的無線電信號。這些微弱的信號總是在接受器上發(fā)出噼噼啪啪的響聲,天文學(xué)家們對天外生命出現(xiàn)的各種可能,進(jìn)行過無休止的推斷和探討。但在此前,沒有一人找到確鑿證據(jù)來表明,茫茫宇宙間,除了地球人類的文明和生活方式之外,還會有生命存在。

即使這遙遠(yuǎn)的天外世界有生物居住的話,那他們必然是一種異乎尋常、稀奇古怪的生命。他們從生到死,代代相傳,一直浮懸在半空,很可能根本就沒有接觸過地面,要解開這些謎,用今天的技術(shù)根本不可能。因此,對待地外生命不應(yīng)以地球上的概念往上套。

太陽系外又發(fā)現(xiàn)9顆新行星

據(jù)《北京晚報》2000年8月8日報道,正在英國曼徹斯特舉行的國際天文聯(lián)合會昨天宣布,太陽系外又發(fā)現(xiàn)9顆行星。這意味著目前人類已經(jīng)知道的太陽系外的行星總數(shù)已達(dá)到50顆。在新發(fā)現(xiàn)的9顆行星中,最引人注目的是一顆圍繞波江座ε飛行的行星。

波江座ε離地球只有10.5億光年,是科學(xué)家已知的離地球最近的恒星,用肉眼就可以看到。美國科學(xué)家已經(jīng)用哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到了波江座ε的清晰圖像。它耀眼的星光呈十字形狀放射四周,在它的四周圍繞著無數(shù)的燦爛的小星星,宛如眾星捧月。

有趣的是,科克蘭博士領(lǐng)導(dǎo)的天文研究小組發(fā)現(xiàn)波江座ε和太陽非常相似。那顆行星軌道到波江座ε的距離大約是5億公里,相當(dāng)于從太陽到小行星帶的距離。

波江座ε比太陽略小,但波江座ε似乎是太陽系外的又一個太陽。只是波江座ε誕生的時間可能比太陽晚,估計只有10億年的歷史,而太陽已有45億年的歷史。那顆圍繞波江座ε運行的行星看起來就像是太陽系外的地球,因為我們?nèi)祟惥幼〉牡厍蛞彩菄@太陽在不停地旋轉(zhuǎn)。

目前觀測到的許多行星上有神秘的、難以解釋的影子在晃動,那里也許是有生命的世界。據(jù)此,會議圍繞新發(fā)現(xiàn)的9顆行星是否有生命進(jìn)行了爭論。美國科學(xué)家提出,新發(fā)現(xiàn)的圍繞波江座ε運行的行星像木星一樣,是由氣體構(gòu)成的,所以上面居住生命的可能性很小。不過美國科學(xué)家相信,即使那顆行星上沒有生命,但也不排除波江座ε周圍有生命形式存在的可能,因為那里的星球運行情況與我們的太陽系非常類似。

“廢掉”冥王星

美國羅斯地球及太空中心的科學(xué)家提出新理論,認(rèn)為太陽系中離太陽最遠(yuǎn)的冥王星其實不是行星,而只是一塊巨大的冰,應(yīng)將其“廢掉”。

據(jù)這個隸屬紐約美國自然歷史博物館的機構(gòu)稱,在海王星外是一條冰雪形成的管星帶,這其中就包括冥王星。不過大部分天文學(xué)家認(rèn)為,除非有確實證據(jù),否則冥王星將仍被視為太陽系第九大行星。

事實上冥王星一直都跟其他八大行星有所區(qū)別,它較像管星,其公轉(zhuǎn)軌道比其他行星多傾斜了17度。在1930年剛發(fā)現(xiàn)它時,科學(xué)家認(rèn)為它的體積一如地球,但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)它的寬度只有2273千米,比月球還小。

1992年,天文學(xué)家在海王星外發(fā)現(xiàn)由數(shù)以百計的冰和石組成的彗星,將之稱為凱珀帶,其中約有70顆分星與冥王星的公轉(zhuǎn)軌道相近。

羅斯中心稱,由于對行星沒有一致的詮釋,故應(yīng)把太陽系分為太陽與5類物體:像金星、水星、地球和火星這種由高密度石質(zhì)形成的細(xì)小行星;在火星與木星之間由碎石和鐵形成的小行星帶;巨大的氣體星球如土星、木星、天王星、海王星;奧爾特星云和凱珀帶。至于冥王星,羅斯中心認(rèn)為它應(yīng)是凱珀帶的一分子。

新型望遠(yuǎn)鏡的宇宙新發(fā)現(xiàn)

“哈勃”望遠(yuǎn)鏡自1990年由“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機釋放到地球大氣層外太空以來,它已為人類立下了不少功勞,它已拍攝了上千萬幅照片。

最近,“哈勃”望遠(yuǎn)鏡再立新功,它又發(fā)現(xiàn)了超黑洞的存在和發(fā)現(xiàn)新的絢麗璀璨的新星體。這給天文界帶來了新的喜訊。

“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡新安裝的近紅外照相和多目標(biāo)分光儀它可以穿透星際塵埃,“看到”著名的獵戶座星云。在這個星云里,正在孕育大量新星體。近紅外照相和多目標(biāo)分光儀拍下的獵戶座星云照片顯示,無數(shù)絢爛奪目、奇形怪狀的物質(zhì)從一些正在形成中的巨大星體“新生命”中噴射而出。

科學(xué)家們還通過近紅外照相和多目標(biāo)分光儀觀察了另一個距地球3000光年的星云。在那個星云里,有一顆“垂死”的恒星,不斷地爆發(fā)出氣體和塵埃。

另一個新設(shè)備——太空望遠(yuǎn)鏡圖像攝譜儀也立下了大功,在處女座發(fā)現(xiàn)了一個至少是太陽質(zhì)量3億倍的大黑洞。由于黑洞會將周圍的任何東西——包括光線本身都吸進(jìn)去,故我們通常并不能拍下黑洞本身的照片。但是,太空望遠(yuǎn)鏡圖像攝譜儀通過分析光譜不同部分代表的不同物質(zhì),展現(xiàn)了以很快的速度圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)的Z型光譜曲線,這種曲線是黑洞存在的重要證據(jù)。相信隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展,會有越來越多的新型望遠(yuǎn)鏡會為人類再立新功。

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