星际机兵-第46部分

快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！


s），以太阳为中心重新安排宇宙的结构时，仍是在17世纪最前瞻性的概念，经由伽利略、开普勒和牛顿等的带领下，才逐渐接受地球不仅会移动，还绕着太阳公转的事实；行星由和支配地球一样的物理定律支配着，有着和地球一样的物质与世俗现象：火山口、天气、地质、季节和极冠。
　　最靠近地球的五颗行星，水星、金星、火星、木星和土星，是天空中最明亮的五颗天体，在古希腊被称为〃πλαν&；#942；τη&；#962；〃（行星，意思是漫游者），已经被知道会在以恒星为背景的天球上移动，这就是〃行星〃这个名词的由来。天王星在最亮时虽然也能用肉眼看见，但仍然逃过了裸眼的观测，直到1781年才被发现。
　　望远镜的观测
　　太阳系的地一次探测是由望远镜开启的，始于天文学家首度开始绘制这些因光度暗淡而肉眼看不见的天体之际。
　　伽利略是第一位发现太阳系天体细节的天文学家。他发现月球的火山口，太阳的表面有黑子，木星有4颗卫星环绕着。惠更斯追随着伽利略的发现，发现土星的卫星泰坦和土星环的形状。后继的卡西尼发现了4颗土星的卫星，还有土星环的卡西尼缝、木星的大红斑。
　　1705年，爱德蒙·哈雷认识到在1682年出现的彗星，实际上是每隔75－76年就会重复出现的一颗彗星，现在称为哈雷彗星。这是除了行星之外的天体会围绕太阳公转的第一个证据。
　　1781年，威廉·赫歇尔在观察一颗它认为的新彗星时，在金牛座发现了联星。事实上，它的轨道显示是一颗行星，天王星，这是第一颗被发现的行星。
　　1801年，朱塞普·皮亚齐发现谷神星，这是位于火星和木星轨道之间的一个小世界，而一开始他被当成一颗行星。然而，接踵而来的发现使在这个区域内的小天体多达数以万计，导致他们被重新归类为小行星。
　　到了1846年，天王星轨道的误差导致许多人怀疑是不是有另一颗大行星在远处对他施力。埃班·勒维耶的计算最终导致了海王星的发现。在1859年，因为水星轨道近日点有一些牛顿力学无法解释的微小运动（“水星近日点进动”），因而有人假设有一颗水内行星祝融星（中文常译为“火神星”）存在；但这一运动最终被证明可以用广义相对论来解释，但某些天文学家仍未放弃对“水内行星”的探寻。
　　为解释外行星轨道明显的偏差，帕西瓦尔·罗威尔认为在其外必然还有一颗行星存在，并称之为X行星。在他过世后，它的罗威尔天文台继续搜寻的工作，终于在1930年由汤博发现了冥王星。但是，冥王星是如此的小，实在不足以影响行星的轨道，因此它的发现纯属巧合。就像谷神星，他最初也被当作行星，但是在邻近的区域内发现了许多大小相近的天体，因此在2006年冥王星被国际天文学联会重新分类为矮行星。
　　在1992年，夏威夷大学的天文学家大卫·朱维特和麻省理工学院的珍妮·卢发现1992QB1，被证明是一个冰冷的、类似小行星带的新族群，也就是现在所知的柯伊伯带，冥王星和卡戎都被是其中的成员。
　　米高·布朗、乍德·特鲁希略和大卫·拉比诺维茨在2005年宣布发现的阋神星是比冥王星大的离散盘上天体，是在海王星之后绕行太阳的最大天体。
　　太空船的观测
　　自从进入太空时代，许多的探测都是各国的太空机构所组织和执行的无人太空船探测任务。
　　太阳系内所有的行星都已经被由地球发射的太空船探访，进行了不同程度的各种研究。虽然都是无人的任务，人类还是能观看到所有行星表面近距离的照片，在有登陆艇的情况下，还进行了对土壤和大气的一些实验。
　　第一个进入太空的人造天体是前苏联在1957年发射的史泼尼克一号，成功的环绕地球一年之久。美国在1959年发射的先驱者6号，是第一个从太空中送回影像的人造卫星。
　　第一个成功的飞越过太阳系内其他天体的是月球1号，在1959年飞越了月球。最初是打算撞击月球的，但却错过了目标成为第一个环绕太阳的人造物体。水手2号是第一个环绕其他行星的人造物体，在1962年绕行金星。第一颗成功环绕火星的是1964年的水手4号。直到1974年才有水手10号前往水星。
　　探测外行星的第一艘太空船是先驱者10号，在1973年飞越木星。在1979年，先驱者11号成为第一艘拜访土星的太空船。旅行者计划在1977年先后发射了两艘太空船进行外行星的大巡航，在1979年探访了木星，1980和1981年先后访视了土星。旅行者2号继续在1986年接近天王星和在1989年接近海王星。旅行者太空船已经远离海王星轨道外，在发现和研究终端震波、日鞘和日球层顶的路径上继续前进。依据NASA的资料，两艘旅行者太空船已经在距离太阳大约93天文单位处接触到终端震波。
　　还没有太空船曾经造访过柯伊伯带天体。而在2006年1月19日发射的新视野号将成为第一艘探测这个区域的人造太空船。这艘无人太空船预计在2015年飞越冥王星。如果这被证明是可行的，任务将会扩大以继续观察一些柯伊伯带的其他天体。
　　在1966年，月球成为除了地球之外第一个有人造卫星绕行的太阳系天体（月球10号），然后是火星在1971年（水手9号），金星在1975年（金星9号），木星在1995年（伽利略号，也在1991年首先飞掠过小Gaspra），爱神星在2000年（会合－舒梅克号），和土星在2004年（卡西尼号－惠更斯号）。信使号太空船正在前往水星的途中，预计在2011年开始第一次绕行水星的轨道；同一时间，黎明号太空船将设定轨道在2011年环绕灶神星，并在2015年探索谷神星。
　　第一个在太阳系其它天体登陆的计划是前苏联在1959年都登陆月球的月球2号。从此以后，抵达越来越遥远的行星，在1966年计划登陆或撞击金星（金星3号），1971年到火星（火星3号），但直到1976年才有维京1号成功登陆火星，2001年登陆爱神星（会合－舒梅克号），和2005年登陆土星的卫星泰坦（惠更斯号）。伽利略太空船也在1995年抛下一个探测器进入木星的大气层；由于木星没有固体的表面，这个探测器在下降的过程中被逐渐增高的温度和压力摧毁掉。
　　载人探测
　　载人的探测目前仍被限制在邻近地球的环境内。第一个进入太空（以超过100公里的高度来定义）的人是前苏联的太空人尤里·加加林，于1961年4月12日搭乘东方一号升空。第一个在地球之外的天体上漫步的是尼尔·阿姆斯特朗，它是在1969年的太阳神11号任务中，于7月21日在月球上完成的。美国的航天飞机是唯一能够重覆使用的太空船，并已完成许多次的任务。在轨道上的第一个太空站是NASA的太空实验室，可以有多位乘员，在1973年至1974年间成功的同时乘载着三位太空人。第一个真正能让人类在太空中生活的是前苏联的和平号空间站，从1989年至1999年在轨道上持续运作了将近十年。它在2001年退役，后继的国际空间站也从那时继续维系人类在太空中的生活。在2004年，太空船1号成为在私人的基金资助下第一个进入次轨道的太空船。同年，美国前总统乔治·布什宣布太空探测的远景规划：替换老旧的航天飞机、重返月球、甚至载人前往火星。
　　＇编辑本段＇研究和其他
　　研究太阳系
　　对太阳系的长期研究，分化出了这样几门学科：
　　·太阳系化学：空间化学的一个重要分科，研究太阳系诸天体的化学组成（包括物质来源、元素与同位素丰度）和物理－化学性质以及年代学和化学演化问题。太阳系化学与太阳系起源有密切关系。
　　·太阳系物理学：研究太阳系的行星、卫星、小行星、彗星、流星以及行星际物质的物理特性、化学组成和宇宙环境的学科。
　　·太阳系内的引力定律：太阳系内各天体之间引力相互作用所遵循的规律。
　　·太阳系稳定性问题：天体演化学和天体力学的基本问题之一
　　其他行星系画家笔下的HD69830行星系
　　虽然学者同意另外还有其他和太阳系相似的天体系统，但直到1992年才发现别的行星系。至今已发现几百个行星系，但是详细材料还是很少。这些行星系的发现是依靠多普勒效应，通过观测恒星光谱的周期性变化，分析恒星运动速度的变化情况，并据此推断是否有行星存在，并且可以计算行星的质量和轨道。应用这项技术只能发现木星级的大行星，像地球大小的行星就找不到了。
　　此外，关于类似太阳系的天体系统的研究的另一个目的是探索其他星球上是否也存在着生命。
　　　　正文　非极度无聊者莫入
　　　　　更新时间：2009…7…21　13：10：02　本章字数：19773
　　【“宇宙”一词】
　　宇yǔ，宙zhòu，四方上下曰宇；古往今来曰宙。――《新华字典》
　　在汉语中，“宇”代表上下四方，即所有的空间，“宙”代表古往今来，即所有的时间，宇：无限空间，宙：无限时间。所以“宇宙”这个词有“所有的时间和空间”的意思。把“宇宙”的概念与时间和空间联系在一起，体现了我国古代人民的智慧。
　　“宇宙”一词，最早出自《庄子》这本书，“宇”指的是一切的空间，包括东，南，西，北等一切地点，是无边无际的；“宙”指的是一切的时间，包括过去，现在，白天，黑夜等，是无始无终的。
　　在西方，宇宙这个词在英语中叫cosmos，universe，space；在俄语中叫кocMoc，在德语中叫kosmos，在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ，古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来，κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪，人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上，universitas又指一切现成的东西所构成的统一整体，那就是universe，即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义，所不同的是，前者强调的是物质现象的总和，而后者则强调整体宇宙的结构或构造。
　　〃宇〃指空间；〃宙〃指时间。宇宙就是在空间上无边无际；时间上无始无终的；按客观规律运动的物质世界。
　　宇宙概括
　　宇宙是由空间、时间、物质和能量，所构成的统一体。
　　宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。宇宙是物质世界，不依赖于人的意志而客观存在，并处于不断运动和发展中。宇宙是多样又统一的；多样在物质表现状态的多样性；统一在于其物质性。
　　分层次的认识宇宙
　　从哲学的观点看。人们认为宇宙是无始无终，无边无际的。不过，对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨，还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些，讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙，人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”。
　　从最新地观测资料看。人们已观测到地离我们最远地星系是130亿光年。也就是说。如果有一束光以每秒30万千米地速度从该星系发出。那么要经过130亿年才能到达地球。当然也就是130亿年前发出地。这130亿光年地距离便是我们今天（2009年）所知道地宇宙地范围。再说得明确一些。我们今天所知道地宇宙范围。或者说大小。是一个以地球为中心。以130亿光年地距离为半径地球形空间。当然。地球并不真地是什么宇宙地中心。宇宙也未必是一个球体。只是限于我们目前地观测能力。我们只能了解到这一程度。
　　在这个以130亿光年为半径地球形空间里。目前已被人们发现和观测到地星系大约有1250亿个。而每个星系又拥有像太阳这样地恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单地数学题。你就不难了解到。在我们已经观测到地宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚地宇宙中。真如沧海一粟。渺小得微不足道。
　　一直以来。天文学家和我们一样。想知道宇宙究竟有多大。最近。美国地太空网报道。经过艰苦地计算工作。天文学家发现宇宙超乎寻常地大。其长度至少为1560亿光年。“这样一个有关宇宙大小地发现。显然是以‘宇宙是球形地。是有限无边地’为前提条件地。这个假设是爱因斯坦最早提出地。”中国国家天文台地研究员陈大明在接受记者专访时说。“长期以来。宇宙学研究领域一直有这样一个争论。宇宙究竟是球形地、马鞍形地、还是平坦地。”北京师范大学副教授张同杰说：“国际主流宇宙学普遍认为宇宙是平坦地。是无限地。”那么。围绕宇宙地争论从何而来？理据何在？一种最为普遍地观点：在大爆炸之后。宇宙诞生了。“根据现代宇宙学中最有影响地大爆炸学说。我们地宇宙是大约137亿年前由一个非常小地点爆炸产生地。目前宇宙仍在膨胀。”陈大明研究员说。“这一学说得到大量天文观测地证实。”这一学说认为。宇宙诞生初期。温度非常高。随着宇宙地膨胀。温度开始降低。中子、质子、电子产生了。此后。这些基本粒子就形成了各种元素。这些物质微粒相互吸引、融合。形成越来越大地团块。这些团块又逐渐演化成星系。恒星、行星。在个别地天体上还出现了生命现象。能够认识宇宙地人类最终诞生了。宇宙是球形地、有限无边地？“认为宇宙是球形地观点在很长时间内存在着。尽管不是国际宇宙学界地主流。”陈大明介绍说。“它地每一次提出。都会引起人们地关注。就是因为这一观点很奇特。”一个最为明显地例子就是不久前。由美国数学家杰弗里·威克斯构建地宇宙模型：一个大小有限、形状如同足球地镜子迷宫。“形如足球”地模型令科学界震惊。因为这一学说宣称。宇宙之所以令人产生无边无界地“错觉”。是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身。威克斯认为。人们之所以感觉宇宙是无限地。是因为宇宙就像一个镜子迷宫。光线传过来又传过去。让人们发生错觉。误以为宇宙在无限伸展。这一惊人推断后来被《新科学家》杂志收录。同时作为一种“奇谈”在民间广为流传着。
　　＇编辑本段＇【宇宙年龄】
　　宇宙年龄定义
　　宇宙年龄（universe。ageof）宇宙从某个特定时刻到现在地时间间隔。对于某些宇宙模型。如牛顿宇宙模型、等级模型、稳恒态模型等。宇宙年龄没有意义。在通常地演化地宇宙模型里。宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到现在时刻地时间间隔。通常。哈勃年龄是宇宙年龄地上限。可以作为宇宙年龄地某种度量。根据大爆炸宇宙模型推算。宇宙年龄大约200亿年。
　　年龄推算
　　宇宙年龄为一百二十五亿年
　　科学家利用望远镜观察最老的星球上的铀光谱，从而估计宇宙的年龄是一百二十五亿年。科学家对宇宙（Universe）的年龄有不同的估计，根据不同的宇宙学模型（cosmologicalmodels），科学家估计宇宙的年龄是介乎一百亿至一百六十亿之间；2001年科学家利用南欧洲天文台（EuropeanSouthernObservatory）的望远镜，观察一颗称CS31082－001的星球，量度星球上放射性（radioactive）同位素（isotope）铀－238（Uranium－238）的光谱（spectrum），从而计算出这星球的年龄是一百二十五亿年，这个估计的误差大约三十亿年，是亦即是说，宇宙的年龄至少有一百二十五亿年，这是科学家第一次量度太阳系（SolarSystem）以外铀含量的研究。
　　科学家解释说，这个方法和在考古学（archaeology）上使用碳－14（Carbon－14）同位素量度物质的年龄一样，铀－238同位素的半衰期（half－life）是四十四亿五千万年；半衰期是放射性元素（element）自动蜕变成为其他元素，至它本身剩下一半时所需要的时间。
　　科学家指出，在宇宙开始时，大爆炸（BigBang）会产生氢（hydrogen）、氦（helium）和锂（lithium）等元素，而比较重的元素是在星球内部产生，当大质量星球死亡时，含有重元素的物质会散布到周围的空间，然后和下一代个的星球结合；其实，地球上黄金（gold）也是从爆炸了的星球而来的。
　　因此，愈老的星球上的重元素，也会愈少，科学家认为，一些比较老的星球的重元素含量，只有太阳（Sun）的二百分之一。科学家曾经尝试利用钍－232（Thorium－232）同位素来估计宇宙的年龄，钍是一种放射性金属元素，与中子（neutron）接触时会引起核分裂，产生原子能源（atomicenergy），不过，钍的半衰期是一百四十亿五百万年，半衰期比较铀－238长，因此，估计的误差也比较大。
　　【宇宙的不断膨胀】
　　科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。
　　大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争，爆炸产生的动力是一种斥力，它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力，它会阻止天体远离，甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关，因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀，还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小，这完全取决于宇宙中物质密度的大小。
　　理论上存在某种临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度，宇宙就会一直膨胀下去，称为开宇宙；要是物质的平均密度大于临界密度，膨胀过程迟早会停下来，并随之出现收缩，称为闭宇宙。
　　问题似乎变得很简单，但实则不然。理论计算得出的临界密度为5×10^－30克/厘米3。但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。星系间存在广袤的星系间空间，如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间，那么，平均密度就只有2×10^－31克/厘米3，远远低于上述临界密度。
　　然而，种种证据表明，宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质，其数量可能远超过可见物质，这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素。因此，宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题。不过，就目前来看，开宇宙的可能性大一些。
　　恒星演化到晚期，会把一部分物质（气体）抛入星际空间，而这些气体又可用来形成下一代恒星。这一过程会使气体越耗越少，以致最后再没有新的恒星可以形成。10^14年后，所有恒星都会失去光辉，宇宙也就变暗。同时，恒星还会因相互作用不断从星系逸出，星系则因损失能量而收缩，结果使中心部分生成黑洞，并通过吞食经过其附近的恒星而长大。
　　10^17～10^18年后，对于一个星系来说只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星，这时，组成恒星的质子不再稳定。当宇宙到10^24岁时，质子开始衰变为光子和各种轻子。10^32岁时，这个衰变过程进行完毕，宇宙中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞。
　　10^100年后，通过蒸发作用，有能量的粒子会从巨大的黑洞中逸出，并最终完全消失，宇宙将归于一片黑暗。这也许就是开宇宙末日到来时的景象，但它仍然在不断地、缓慢地膨胀着。
　　闭宇宙的结局又会怎样呢？闭宇宙中，膨胀过程结束时间的早晚取决于宇宙平均密度的大小。如果假设平均密度是临界密度的2倍，那么根据一种简单的理论模型，经过400～500亿年后，当宇宙半径扩大到目前的2倍左右时，引力开始占上风，膨胀即告停止，而接下来宇宙便开始收缩。
　　以后的情况差不多就像一部宇宙影片放映结束后再倒放一样，大爆炸后宇宙中所发生的一切重大变化将会反演。收缩几百亿年后，宇宙的平均密度又大致回到目前的状态，不过，原来星系远离地球的退行运动将代之以向地球接近的运动。再过几十亿年，宇宙背景辐射会上升到400开，并继续上升，于是，宇宙变得非常炽热而又稠密，收缩也越来越快。
　　在坍缩过程中，星系会彼此并合，恒星间碰撞频繁。一旦宇宙温度上升到4000开，电子就从原子中游离出来；温度达到几百万度时，所有中子和质子从原子核中挣脱出来。很快，宇宙进入“大暴缩”阶段，一切物质和辐射极其迅速地被吞进一个密度无限高、空间无限小的区域，回复到大爆炸发生时的状态
　　＇编辑本段＇【宇宙起源悖论】
　　目前大家所熟悉的“宇宙起源理论”，如大爆炸、弦理论等都是建立在真空已经存在的基础上的。
　　因为如果没有了真空，那么就谈不