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第20章 神秘的宇宙奇观(4)

尽管这次落冰与另一起不一定有联系,但是格林菲思还是指出这次落冰发生在天空出现的另一件奇怪的事(即“一道闪电”)之后9分钟内。许多其他人也注意到了闪电,“因为它很亮,而且只闪了一下”。格林菲思指出当天英格兰有一些“异常天气情况”,包括大风和暴雨。曼彻斯特市当天上午下了雪,但是落冰时天空是晴朗的;当天晚些时候还有雨夹雪。在1975年的一期《气象》杂志上,格林菲思认为那道闪电是由于东方有一架飞机飞进了暴风雨而激发的。但是对于冰块样本,他无法做出结论。

另一个研究得较多的落冰案例是1957年在宾西法尼亚州伯威尔地区的一个农场发生的案例。7月30日傍晚,农场主埃穗温·格罗夫听到一阵“嗖”的声音,抬头看去,发现有一个巨大的白色圆形物体从天空南面呼啸而来。当它坠落在离他几米远的地方并化作碎片后,第二块类似的物体击中了他和他妻子身边的花坛。第一个物体是一块23千克重的冰块,第二块的大小和重量都只有第一块的一半。

这两位目击证人马上通知了住在附近雷丁镇的气象学家马修·皮科克。皮科克请他的同事梅尔科姆·瑞德解释天上为什么会掉下冰块。它看上去阴暗发白,似乎是速冻形成的,其中充满了各种“沉积物”一灰尘、纤维、藻类等。那些冰块仿佛是“爆米花球”,就像是许多2.5厘米大小的冰雹冻结在一起。但冰雹不会包含此类沉积物。

化学分析显示,3卩些冰块里没有铁和硝酸钾成分,这两种成分都是普通地表水迅速冰冻时特有的。实际上,目卩些标本似乎既不是仓促间形成的,也不是来自地表的水。位于哈里斯堡的美国气象局的局长保罗·萨顿宣称,那些冰块“不是经过气象学上已知的任何过程而形成的”。

不同的理论解释

查尔斯·福特是最先收集和研究关于此类异常现象报告的人之一,他发表许多科学文章,认定落冰是一种普遍存在的气象怪事。他的半开玩笑似的理论认为“地球上空漂浮着一块同北冰洋差不多大小的冰原,强烈的雷暴有时会击落一些碎片”。

其他更加新的理论认为那同不明飞行物有关。例如不明飞行物学家杰瑟普是这样解释落冰的:“似乎最自然的解释是当一艘金属制成的太空运载工具飞速地从冰冷的宇宙飞到地球时,它上面当然会覆盖着一层冰。这些冰当然会落下来,或者被飞船上的除冰机器铲除下来,或者因被太空船同大气摩擦产生的热所融化而落下,哪怕是太空船静止在空中,上面的冰块也会由于太阳光的作用而掉下来,这些都是很自然的。”但是事实上,很少有冰块落下的案例里有目击不明飞行物的报告。

家常用种理论天。种认为些形大的某处,例如专门研究奇怪天气的专家威廉·科利斯就认为:“一些讨厌的大冰雹系统会迅速产生和聚集大量的冰雹。”第二种理论(过去人们曾认为它荒唐可笑,但是最近比较认真地加以对待了)认为那些冰块其实是来自外太空的陨星。根据批评家罗纳德·威利斯的看法,这种观点的唯一问题在于“那块冰块上没有任何流星高速进人大气层时留下的痕迹,且不管它们来自何方陨星”。因为天上落下的冰块形状各异、成分不同,也许需要多个理论才能解释它们。

地球之迷

地球是人类的家园,理应受到人类更多的关注。但是人类对自己的家园也不是事事明白。作为天体,地球是怎样形成的?地球为什么自转?地球上流动的江河、浩渺的大海中的水又是从哪里来的……无不在让科学家伤着脑筋,不怕有问题,就怕提不出问题,只要提出问题,解决它就有了基础。世上无难事,只要肯登攀!

地球是如何形成的

关心我们这个地球,并热爱它的人,难免会提出这样的问题:我们生活的这个地球是如何形成的?具有了一定科学知识的当代人,当然不会满足上帝“创世说”这样的答案。实际上,早在18世纪,法国生物学家布封就以他的着星碰撞说打破了神学的禁锢。然而,人们也许还不知道,随着科学的发展与进步,关于地球成因的学说已多达十几种,它们主要是:

(1)着星碰撞说。认为很久很久以前,一颗着星进人太阳内,从太阳上面打下了包括地球在内的几个不同行星。(1749年)(2)陨星说。认为陨星积聚形成太阳和行星。1755年,康德在《宇宙发展史概论》中提出的。

(3)宇宙星云说。H96年,法国拉普拉斯在《宇宙体系论》中提出。认为星云(尘埃)积聚,产生太阳,太阳排出气体物质而形成行星。

(4)双星说。认为除太阳之外,曾经有过第二颗恒星,行星都是由这颗恒星产生的。

(5)行星平面说。认为所有的行星都在一个平面上绕太阳转,因而太阳系可能由原始的星云盘而产生。

(6)卫星说。认为海王星、地球和土星的卫星大小相等,也可能存在过数百个同月球一样大的天体,它们构成了太阳系,而我们已知的卫星则是被遗留下来的“未被利用的”材料。

在以上众多的学说当中,康德的陨星假说与拉普拉斯的宇宙星云说,虽然在具体说法上有所不同,但二者都认为太阳系起源于弥漫物质(星云)。因此,后来把这个假说统称为康德一拉普拉斯假说,而被相当多的科学家所认可。但随着科学的发展,人们发现“星云假说”也暴露了不少不能自圆其说的新问题。如逆行卫星和角动量分布异常问题。根据天文学家观察到的事实:在太阳系的系统内,太阳本身质量占太阳系总质量的99.87%,角动量只占0.73%;而其他八大行星及所有的卫星、彗星、流星群等总共只占太阳系总质量的0.13%,但它们的角动量却占99.27%。这个奇特现象,天文学上称为太阳系角动量分布异常问题。星云说对产生这种分布异常的原因“束手无策”。

另外,现代宇航科学发现越来越多的太空星体互相碰撞的现象。1979年8月30日美国的一颗卫星“P78—1”拍摄到了一个罕见的现象:一颗彗星以每秒560千米的高速,一头栽人了太阳的烈焰中。照片清晰地记录了着星冲向太阳被吞噬的情景,12个小时以后,着星就无影无踪了。

1887年,也发生了一次“太空车祸”。人们观测到一颗着星在行经近日点时,着头被太阳吞噬。1945年,也有一颗着星在近日点“失踪”。

前苏联天文学家沙弗洛诺夫还认为,地球之所以侧着身子围绕太阳转,是因为地球形成一亿年后被一颗直径1000千米、重达1012亿吨的小行星撞斜的……既然宇宙间存在天体相撞的事实,那么,布封的“着星碰撞”说的可能性依然存在,于是新的灾变说应运而生。

今天,关于地球起源的学说层出不穷,但地球是怎样形成的,仍是一个谜。

神奇的土卫六

在外星球上发现生命是人们梦寐以求的。它最少可以作为将来的人类开拓地球之外的第二家园。土卫六就带给人这样的希望,因此人类对土卫六多加注意和研究,就是可以理解的了。可是人类要实现自己的梦想,还有多少路要走呢?在这条路上还有多少问题要解决呢?土卫六(Titan,“泰坦星”)是环绕土星运行的一颗卫星。它是土星卫星中最大的一个。在1655年3月25日被荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯发现,它也是在太阳系内继木星伽利略卫星发现后发现的第一颗卫星。由于它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的卫星,因此被视为一个时光机器,有助我们了解地球最初期的情况,揭开地球生物诞生之谜。

土卫六也是太阳系第二大卫星,大于行星水星的体积(虽然质量没有水星大),在太阳系中它的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。但最近的观测也显示其浓密的大气可能使人们过高地估计了它的直径,如同许多其他的卫星一样,土卫六比小行星134340(原冥王星)的质量和体积都要大。

土卫六平均半径2575千米,质量1.345×1023千克,平均密度1.880×10s千克/立方米。土卫六环绕土星公转轨道半径长为1221850千米,偏心率0.0292,轨道平面与土星赤道面的交角为0.33°,公转周期15天22时41分24秒。土卫六的自转周期与公转周期相同,这一点与月球类似。土卫六有浓密的大气,主要成分是氮,表面大气压力1.5×105帕斯卡,表面温度—178C。

从惠更斯发现土卫六以来,至今已有300多年的历史,土卫六仍是一个待解之谜。要想对土卫六有更深刻的认识,还需要人类不断地进行探索。

天文学家们为什么特别看重土卫六呢?因为土卫六“天资”出众,所以受到天文学家们的青睐和器重。土卫六与众不同的“天资”表现在如下方面:第一,土卫六的直径为4828千米,在卫星世界中居第二位,比冥王星大许多,跟水星的个头儿差不多。它的质量是月球质量的1.8倍,平均密度为每立方厘米1.9克,约为地球密度的1/3,引力则为地球的14;。

土卫六与土星的平均距离为122万千米,沿着近乎正圆形的轨道绕土星运动。它像月球一样,总以同一面向着自己的行星一土星。也就是说,如果在土星上看土卫六的话,永远只能看到土卫六的同一个半面。它的轨道基本上在土星赤道面内。你可以想一想,土卫六这么大的天体,沿着大约122万千米的半径,居然运动在近乎正圆的轨道上,这真是有点难以想象的事。如果让我们专门画这样一个圆,恐怕也是不容易办到的。足见天体演化中的自。

第二,1944年,美籍荷兰天文学家柯伊伯对土卫六进行了系统地分光观测研究,发现土卫六上有甲烷气体,从而确认土卫六上有浓密的大气层。一直到现在,土卫六仍是太阳系内已知的60多颗卫星中有大气的唯一卫星,这怎能不受到天文学家一们的特别偏爱呢?

第三,根据土卫六的运动特征、物理状况和化学成分,天文学家们判定土卫六是和土星一起演化形成的,属于稳定卫星,不可能是土星后来捕获的小天体。一些天文学家曾一度将土卫六的质量、体积、表面重力、表面温度、大气成分、水和冰的含量、自转和公转等天体特征和天体环境与地球进行比较,目的是想从中获取有关早期生命物质演化的蛛丝马迹。土卫六被认为是人类迄今为止发现的地球外最可能存在生命的卫星。在距土卫六表面约19千米处,“惠更斯”拍到了厚厚的一层云雾。科学家指出,这层云雾的主要组成物质极有可能是甲烷。在着陆之后,“惠更斯”还发现,土卫六表面物质正在不断蒸发,并产生更多的甲烷。据推测,早期地球上也存在大量类似甲烷的碳氢化合物。

当科学家们“闻”到这股和早期地球相似的气体之后,欣喜若狂。参与此次计划的安德鲁·鲍尔博士兴奋得像一个孩子喊道:“天哪!这简直太不可思议了。在对传回的那些照片和数据进行分析之后,迷雾般的橙色星球由95;的氮气组成,剩下的气体则是甲烷和其他碳氢化合物。这些大气真的和早期的地球十分相似。这意味着我们真的美梦成真了。”同时,土卫六大气中还有一氧化碳和二氧化碳的痕迹,所有这些都使科学家联想到45亿年前的地球。有天文学家称,土卫六才是太阳系内找到地外生命的最佳地点。但是它的更多秘密还需要科学家们进一步去揭开。

难以解释的天卫五

天王星卫星五被发现的时间并不长,却有幸被人类的目光光顾。人们对天卫五的地形表象有多么惊奇,以至连科学术语都无法解释。相信随着人类的目光投向更多的星球,这样的情形将不会只出现一次。

天卫五是天王星已知卫星中距其第11近,也是天王星的大卫星中靠天王星最近的一颗。它是由Kuipei·于1948年发现。它的公转轨道距天王星129850千米,它的卫星直径为472千米。

“旅行者2号”为了继续飞向海王星,不得不飞近天王星以获得推动力。由于整个飞行的方向几乎与黄道面成90°角,所以只与天卫五十分接近。在“旅行者2号”飞近之前,由于天卫五不是海王星的最大卫星,也没有什么特别之处,因此也不可能被选为主要研究对象,所以当时对于这颗星是的。

而“旅行者2号”却证明了这是一颗非常有趣的卫星。

天卫五是由冰与岩石各半混合而成。

天卫五的表面是由众多的环形山地形和奇异的凹线、山谷和悬崖组成。

起先,“旅行者2号”带来的天卫五图片上的情景使人们困惑不解。每个人过去都认为天王星的卫星地质内部活动历史极短。对那些进行现场直播的工作人员来说,讲解这个至今仍无法解释的古怪地形是困难的。他们常用的那些深奥难懂的行话也已经无济于事了,他们不得不用一些诸如“锯齿图”“跑道”和“多层蛋糕”之类的术语来描述天卫五奇异的特性。

后来人们认为天卫五自其产生后经历过多次的粉碎与重新聚合(即原来十分光滑,然后经小行星或着星撞击后被粉碎,最后靠其自身引力重新组合使表面奇特),并且每次都破坏了一部分的原始表面,露出一些内部物质。然而现在,另一更易被人们接受的理论产生了,目卩就是这些地形是由于熔化的冰而造的。

对于天卫五的奇异地形中熔洞和粉碎说都仅仅是理论上的推现。还需要更多的证据来增强这些理论的说力。

现在还没有再次探测天王星和海王星的计划。什么时候再去探访这些奇异的世界?“旅行者2号”带回的资料将在很长时间里成为我们拥有的有关它们的唯一信息源。

行星的运动轨道是怎样的

人类为了探索宇宙的奥秘经历了怎样艰辛的努力啊!有的人甚至为此赔上了性命。可是真理的光辉是遮掩不住的,它需要的是时间。行星的运动轨道是椭圆的,这在今天是常识问题,过去却曾困惑了多少人,多少个世纪!但是椭圆问题不同于圆那样划一,科学家又在为椭圆的大小费脑筋了。

开普勒关于行星运动的理论,完全不同于以前所提出的假说;他的关于行星运动的轨道“是椭圆”的断言,更超越了他前人所做的各种各样的改进。在有关行星运动的分析中,开普勒并不偏重于各种几何问题,相反,他提出了以下一些问题:“行星运动的原因是什么?”“如果像哥白尼的假说所指出的那样,太阳是太阳系的中心,目卩这一事实就应该能够由行星本身的运动和轨道辨别出来。”这些都是物理问题,而不像以前所设想的那样,都是几何构造的问题。

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