科学研究揭示，太阳活动是极光之源。太阳是一颗不断放射出大量光和热的恒星。由于其表面和内部进行各种化学元素的核反应，产生出强大的带电微粒流（又称“太阳风”，内含大量的带电粒子，如质子、电子等）；这些带电微粒以极大的速度射向空间，当它们和地球外围（80~1200公里高空）稀薄气体的分子碰撞时，就产生了发光现象。太阳活动有周期性的高潮，科学家们观察推算这种周期大约为11年；太阳活动的高潮期，会出现巨大的漩涡——太阳黑子。这时太阳发射出的带电微粒流格外强大，激起的极光现象也格外壮丽。因此太阳活动的强弱，同极光出现的频率有很大关系。有人发现过这样一种现象，当一个“大黑子”经过太阳中心的子午线时，在20至40小时以后，地球上一定会发生极光。因此，太阳就像一台天然的“发电机”，它所发出的电能不断地通过极光表现出来。
极光现象之所以多发生在南北两极，很少在赤道地区发生，是因为地球本身是个大磁石，而地磁的两极非常接近地理上的两极。正如指南针总是指向南北方向一样，太阳送来的粒子流接近地球时在磁场影响作用下，以螺旋形的运动方式飞向两个磁极。事实上，“极光”不仅仅局限于两极，在太阳喷发的带电粒子流非常强烈的年份，在两极地区以外的一些地方，也常能观察到极光。这就是说，磁极已经不能完全控制所有的带电粒子流。至于极光为何多彩绚丽，这是因为空气成分非常混杂，不仅有氧、氮，还有氦、氖等，不同气体成分在带电微粒流作用下，发出的光也各不相同。
有人从地球磁层的角度考虑问题。地球磁层是磁场线编织的地球“保护网”，它包裹着地球，不仅与地球上的生物有着千丝万缕的联系，还保护着地球避免太阳风辐射粒子的侵袭。但是这张“网”并非想象中那般“结实”，在南北极的上空就出现了较大的“间隙”。一部分太阳风乘虚而入，进人地球磁尾。g当太阳耀斑爆发时，引起地球磁尾风暴，大量电子被加速，沿磁力线从极区进入地球大气层。从卫星上看，这一过程十分明显。地球两极上空各有一个恒定的环形光晕，即极光椭圆环。他们好像是地球头上的“皇冠”，时亮时淡，时大时小，随着带电粒子的涌人量而变化。由此可见，地球磁尾为太阳风的进人提供了“通道”，极光现象也多被控制在两极地区的上空。
现在的疑问是，太阳风总是不断地穿过星际空间，进入地球极区“通道”，按道理，极光现象应该层出不穷才对。但事实并非如此。即使在南北极地区，也不是天天能见到极光。这是什么道理呢？难道说太阳风经过的“通道”上也设了“关卡”？人们提出了几种假设。其中一种观点认为，太阳风带电粒子进入“通道”后，逐步在地球磁场内积累。地球磁力线犹如富有弹性的“橡皮筋”，有一定的存能力。只有在某种因素的触发下，如太阳黑子强烈活动时，才会骤然释放出来。
上述观点能较好地解释高空出现的极光现象，却无法解释地面附近出现的极光现象。有人曾发现距离地面10英尺左右的极光，有的则距离地面仅有4英尺左右。有时人们在出现近地极光的地方，还闻到了臭氧的气味。所以，一些人认为这些极光是由于地面附近的静电放电所致。
还有人认为，极光现象可能是彗星物质激发所致，因为许多极光现象与彗星明亮的尾巴有许多相似之处。至于其他各种观点，不一而足。总之在目前，人们对极光已经有了比较科学的认识，但极光之谜仍然没有完全揭开。鉴于大多数人认为极光与太阳风密切有关，科学界对太阳风予以密切监测。但要确定太阳风的各种参数是如何变化的，要做的工作还很多。
海盐是怎样形成的
第一次见到大海的人，无不惊叹于海洋的宽广无垠和澄蓝可爱。那湛清的海水随风荡漾，让人禁不住产生捧起一掬尝上一口的冲动。然而，海水非但不可斗量，亦不可貌相。看似清澈的海水，它咸腥苦涩的卤味会令你喷吐不迭。海水为什么这样咸？海水里的盐分又是从哪里来的呢？长期以来，人们对于海洋的这种令人惊异的性质，一直大惑不解。
蓝色海洋覆盖我们这个星球的大部分表面’地球生命可能最早孕育于海洋。科学家们对海水的研究也巳经有一个多世纪，说来也许让人不信，他们虽然确定海水是一种复杂而又均匀的混合溶液，却仍未完全弄清海水中的化学成分。因为海洋太辽阔，而其复杂的化学成分又是经过漫长的地质历史时期不断积累的结果。现在能够确定的是海水中至少含有72种化学元素；科学家们相信，也许地球上已经发现的100多种元素都能在海水中找到。
海水中的各类化学元素中，盐所占的比重最大。根据估算，世界海洋中盐的总含量足有5万兆吨。不妨作这样一个设想：如果将海水中的盐分全部提炼出来铺在世界陆地上，将会有大约150米厚，也就是足足40层楼的高度；如果将这些总体积达23000立方公里的盐丢人北冰洋，填平整个洋面还绰绰有余。
海水中含有如此高的盐分是长期累积的结果，然而各地海水的含盐量是不一样的。因此为便于研究和区别，人们规定了“盐度”的概念。简单地说，盐度就是1000克海水晒干后剩下的白色固体盐的克数，用千分号(%o)表示。科学家发现，海洋表面的盐度具有大致的规律性以南北回归线附近为最大；然后分别向高、低纬度梯次递减。这是为什么呢？因为海水的盐度受到许多因素的影响，如冰雪消融、河川人注、蒸发和降水以及风吹雪落、波浪运动、大洋暗流等等。亚热带海域特别是回归线附近海水蒸Y发量大，而降水量比较少，所以盐度最高。比如红海和波斯湾，就因海水高度蒸发其盐度高达40%。北大西洋的萨拉戈萨海也由于常年高温，同时远离陆地，难得淡水补充，形成了一片高盐度的水域。而两极海域，由于海水结冰排出的高盐水沉流到海洋深处或别处，融冰时的低盐水因密度小浮留在表层，故其盐度最低，比如白令海的盐度只有5%。至15%。
此外，海水自身的物理化学变化也在改变海水盐度。例如钙就会因碳酸钙的形成沉淀在海底，更不必说含多种元素的锰结核了。但是不同的海域并非都3会有相同的物理化学变化，在南加利福尼亚海域可以发现大量的磷酸盐沉淀，但在世界其他海域却并非如此。
海洋专家迪特马博士在1984年分析了从世界各地77个海域所采集的海水样本，并进行仔细的研究。他发现在开阔海域中，海水的盐度一般在33%至：38%c之间；世界海洋的平均盐度为35%c，大约相当于一杯水中加一匙盐这样的盐度。不过也有例外，例如美国路易斯安那州近海距海面约250米深处有一个盐水层，其盐度至少要比当地普通海水大10倍。如果海面有这种极高的盐度的话，任何人都可以仰卧在水面上看书，甚至可以平平稳稳地“坐”在海面上写字。为什么该处盐度极高呢？原来那里海底有一个巨大的盐层，底层海水交换异常缓慢，同时盐层溶解也很缓慢，因此在近海底部形成了奇特的盐水层。而g盐度最低的海区则是波罗的海的波的尼亚湾，只有3%，甚至1~2%C。更使人惊奇的是，古巴东北部附近的大西洋中，竟然有一片直径约为30米的淡水区域，真可谓海洋中的“绿洲”。因为这里海底有一个巨大的泉眼，从地层透水的岩层下不断涌出泉水，每秒钟涌水量达40立方米，海水无法混杂，从而形成一个比较稳定的淡水区。
人们对不同海区搜集的海水样品加以分析，还发现一个规律，即除了海水被冲淡得十分厉害的河口滨海区外，不管海水中所溶解的盐类浓度大小如何，其中主要成分含量的比值几乎保持恒定。利用这一规律可以确定海水的浓度，因为只要测出某一主要成分的含量，就可按一定的比率推算出海水的总含盐量。也许你会觉得奇怪，为什么不同海洋中有如此一致的化学组成呢？这是因为世界各大洋是相互连成一片的，它们的水体在极其漫长的时期不断地混合、掺和。科学家发现，这种混合的速度缓慢得惊人：大洋深水区域的底层水团要2年才返回海面一次！然而，正所谓“慢工出细活”，在海洋45亿年的历史中，这种循环也已进行了200多万次，因而海水经历了充分的混合。
“海咸河淡”，对比分明。1立方米的海水中几乎含有35.3公斤的盐，而同样体积的密歇根湖水仅含有0.16公斤盐分。其实，海水中的盐分并非只是单一的氯化钠。据计算，1立方公里的海水中，除2700万吨的氯化钠以外，还有230万吨氯化镁，220万吨碳酸镁，120万吨硫酸镁等其他盐分。
海水中的盐究竟是从哪里来的？这个看似简单的问题，却让众多科学家长期争论不休。它几乎同令人望而生畏的“地球海水起源”问题一样，始终是个难题。直到今天，人们对这一问题的研究从来没有停止过，但意见也从来没有一致过。绝大多数科学家认为，海水中的盐绝对不会是来源于某个单一方面。不过他们强调的重点有所不同。一些人认为，海盐主要是海洋中的“原生物”。在地球刚形成时，有过大量降雨和火山爆发。火山喷发出来的大量水蒸气和岩浆里的盐分随着流水汇集成最初的海洋，海水天然地就有了咸味。不过，那时的海水并没有现在这样咸。后来，随着海底岩石可溶性盐类不断溶解，加上海底不断有火山喷发出盐分，海水逐渐变得越来越咸。另外一些人坚持，海盐主要是陆地上河流流向大海的途中，不断冲刷泥土和岩石，把溶解的盐分带到了大海之中。据估计，全世界每年从河流带人海洋的盐分，十分可观。仅美国每年随河川人海的就有12.25亿吨被完全溶解的泥土沙石和5.13亿吨未完全溶解的悬浮颗粒。而据世界环保组织提供的数据，澳大利亚平均每年每平方公里有6吨的土壤流失，欧洲则高达每年每平方公里120吨。通观全球，地表径流每年给大海送去了约400万吨的盐分。自开辟天地第一场降雨以来，地球上的土壤和岩石已经历了数亿年的水流冲刷，大量的矿物质随之人海，海水必然变得越来越咸。
可是这两种解释都有不完善的地方，特别是“海盐主要来自陆地河流输入”的理论。因为人们曾对海洋物质组成、化学性质和江河输人的各种矿物质进行对比分析、计算，结果表明，两者之间的数值差非常大。海洋中按含量多少排列的盐类是氯化物、硫酸盐、碳酸盐。而在河流中，上述物质排列顺序正好颠倒。在含盐的土壤中或盐湖中，积累硫酸钙和硫酸镁较海洋多，而氯化镁则比海洋少得多。科学家们为了说明这些差异，曾提出过种种理论加以解释但都不能令人信服。
到了20世纪70年代之后，人们从新发现的海底大断裂带上的热液反应中，似乎找到了解释的新证据。科学家对海底热液矿化学反应过程研究后发现，通过海底断裂系的水体流动速率，虽然只相当于河川径流的千分之五，但是，由断裂聚热所产生的化学变化，却比经河川携带溶解盐所引起的变化大数百倍。因而海底热液反应是海盐的重要补充的说法，已经为许多海洋科学家所接受。但它只是海盐来源的一个途径，而绝不是唯一的途径。故而，这种解释也没有最终解开海盐来源之谜。
时空隧道之谜
人们可能很少听说“虫洞”（也称“白洞”）。其实所谓的虫洞和“黑洞”一样，都是广义相对论的产物。不过长期以来，它一直处在纸上谈兵和科幻小说的阶段上，即使在理论领域，也进展甚微。
相对论和量子论告诉我们，原始宇宙诞生于虚无缥渺之中。在最初的10~43秒之内，宇宙处于一片混乱的“混沌”状态，分不清上下左右先后，甚至分不清时间和空间。宇宙就像一锅沸腾的稀粥，充满了时空泡沫。
在膨胀过程中，时空泡沫逐渐演化成大量的“宇宙泡”，宇宙泡之间往往有类似隧道的细管相连，而且这种细管可能不止一条。也有的细管并不通向另外的宇宙泡，而只连通本泡的两个部分，有点像泡的“手柄”。连接不同或相同宇宙泡的这些细管（即“时空隧道”），被科学家称为“虫洞”。美国科学家桑恩说，根据量子理论，若我们能进入一个足够微小的空间，将发现那里的引力场随遇性起伏着，就像大海中汩汩的波浪。在小到所谓的普朗克长度的程度上，微小空间内的量子起伏强烈到空前沸腾的程度，以致它变成一个“量子泡”，泡中充满着“量子虫洞”。一些物理学家猜测，这种量子虫洞是能放大的，在宇宙诞生的最初瞬间，放大过程可能已经自发地出现；此外，先进的文明有办法进人量子泡，并把微虫洞放大到可应用的程度。但迄今，尚无一个量子引力理论能描述量子泡的特性。
这些宇宙泡迅速膨胀，泡内大量的真空能转化为物质能。每个宇宙泡形成一个宇宙，其中之一形成了我们的宇宙。宇宙中的物质能(粒子和辐射）聚集成星系，形成恒星和行星。在某些条件合适的星球上出现了生命。
我们现今观察到的膨胀宇宙，只是大量宇宙泡形成的大量宇宙中的一个。s我们有可能了解其他的宇宙吗？有可能到别的宇宙去旅行吗？科学告诉我们，存在这样的可能。这是因为连接各宇宙的时空隧道（虫洞），并没有由于宇宙f膨胀而断掉和消失。我们有可能通过虫洞前往其他宇宙，也有可能通过虫洞接收来自其他宇宙的消息。桑恩还提出了构造虫洞的途径，当然是理论性的，这涉及到对宏观空间的“挖破”和“扭曲”。
用一个小小的试验作为说明。让一只妈蚁（或者其他什么小虫子）从纸面上的一点走到另一点，一般地考虑仅有一种走法，即沿着两点的直线走去，这是唯一最短的距离。但还有一种更短距离的走法，即把纸对折起来，使纸面上的两点靠得很近，然后再用一个纸筒（它提供了一条通过第三维的捷径）把两点相连接，使蚂蚁可以通过纸筒由此点到达彼点。妈蚁为此必须在纸面挖破两s个洞，然后才能使纸筒连接纸面，否则它只能接通纸的背面。在这里，纸筒十分类似于通过更高维空间的虫洞。因此要构造虫洞，必须撕破空间。
有科学家认为，事实上，我们的宇宙中很可能巳经存在一块或几块不属于1我们时空的东西，好像我们的时空被挖掉了几块，形成一些“空洞”。
空间本来就是空空的，怎么会有几块空洞呢？是的，这的确难以想象，因为它离我们的生活经验太远了，但广义相对论早就告诉我们，引力能弯曲时空。空间的裂口处，时空出现陡峭的形态，就如黑洞中心附近的情况。桑恩遗憾地承认，他目前无法较为深人地谈论这个问题，因为还没有一个成熟的量子引力理论。
