类星体为什么红移

科学家把“类似恒星的天体”称为类星体。

1960年,科学家发现了第一颗类星体。此前,科学家已经发现宇宙中有许多天体发出很强的无线电波,他们把这些发出无线电波的天体叫做射电源。

射电源是一些河外星系、超新星爆发后的遗迹,或者银河系内的某体云。但是,有的射电源很特别,看上去像是一颗普通的恒星。当天文学家进一步分析这样盼射电源的光谱时,发现它的光谱线都朝红颜色的方向位移,这又与普通的恒星很不一样。于是,这些似星非星的天体,就顺理成章地被命名为“类星体”。至今,全世界已发现2000多颗类星体。

类星体的共同特征表现在“红移”现象上。早在20世纪20年代便已观测到河外星系的“红移”了。当你将河外星系的光谱线与地面实验室里的相同光谱线比较时,就会发现它们的谱线位置都朝长波方向,即红端的方向位移。而且,红移量的大小与河外星系离开我们的距离成正比。美国天文学家哈勃总结了这一规律,提出了著名的“哈勃定律”。从此以后,只要测定出一个河

外天体的红移量,便可以根据哈勃定律计算出它的距离来。

大量观测表明,类星体的红移量普遍比河外星系的红移量大了一个数量级。于是,根据哈勃定律得出的类星体的距离便非常惊人,大多数在几十亿至100亿光年左右。

宇宙本来是无限的,一个天体距离我们再远也不值得大惊小怪。但是,类星体的距离却给天文学家和物理学家带来了一个大难题,那便是类星体的能量问题。如此遥远的类星体,应该是目前人类的观测能力无法看到的,可它们却偏偏跑到了天文学家的望远镜里。天文学家只好老老实实地根据观测到的亮度和距离去计算类星体应该发出的能量。结果表明,一颗类星体竞能发出几百个银河系的能量,也就是一颗类星体的能量至少相当于几千颗太阳。简直不可思议!

那么,类星体是不是一种比星系更为庞大的天体呢?否。目前射电望远镜的辨认本领提高了很多,但仍不能直接测出类星体的角径,可见,其角径是很小的。有些类星体具有光变现象,根据光变周期可以估计类星体的大小,一般只有几个“光周”到几个“光月”。这说明,类星体比一般的星系要小得多。这么小的天体怎么能发出如此巨大的能量呢?真叫人难以理解。

目前,类星体已成为近代天体物理学中最热门的研究课题之一。类星体研究领域里的症结集中在类星体红移的本质上:一派认为,类星体的红移符合通常的物理学和天文学规律,红移是宇宙论性的;另一派则认为,类星体的红移是由某种我们还不清楚的物理规律决定的,红移是非宇宙论性的。

进入60年代以来,在天文学领域里号称有四大发现:类星体、脉冲星、星际分子、宇宙微波背景辐射。宇宙微波背景辐射和脉冲星都已分别获得了诺贝尔奖金。星际分子的发现数目也在与日俱增。有类星体至今仍然像一座座金灿灿的“迷宫”,高挂在无边无际的宇宙空间,期待着有志者。未来,你是否能打开这一座座“迷宫”呢?

白矮星是什么样的星

恒星中有许多“矮子”,它们的个头一般比地球还小,有的甚至比月亮还要小,它们的表面温度很高,发白光,所以,人们称这一类星星为“白矮星”。

白矮星虽“矮”,密度却大得惊人。一颗和地球一样大的白矮星,技师却比太阳还要大。一般的白矮星,质量都比地球大几十万倍乃至几百万倍。天狼星的伴星就是一颗白矮星,它虽然比地球大不了多少,质量却比地球大30万倍。在天狼星的伴星上面,一块像火柴盒那么大小的“小石头”,就重5000千克。假如地球有它那么大的密度,那么地球就会变成一个半径200米左右的小球体。

如果把恒星的一生分为幼年、壮年、中年、老年四个阶段,白矮旱就属于恒星的老年阶段。这一时期,恒星内部的核能近于枯竭,而恒星内部的温度达到极高点,恒星外层的物质挡不住中心的引力而发生收缩。对于质量不及太阳质量1.5倍的恒星来说,收缩的结果就是变成白矮星。恒星在收缩的过程中释放出巨大的能量,以致它表面的温度能达到1万摄氏度以上。别看它温度高,实际上中心的核反应已经停止了,是在逐步冷却中发光,最终将成为不发光的残骸。

对于质量比太阳大1.5~2倍的恒星来说,白矮星还不是其归宿,它还会不断收缩,成为密度更大的中子星。

天狼星的伴星是人们在1862年发现的第一颗白矮星。目前,像这样个儿小、体重大的白矮星,科学家们已经发现了一千多颗。

不可思议的中子星

一般认为,恒星演化到后期阶段,往往要向外猛烈抛发大量物质,形成行星状星云。而中央残核则变成一颗致密天体——白矮星或中子星。

白矮星,体积和地球差不多。但它的密度却是太阳平均密度的10万倍以上。1862年,美国光学家克拉克发现了天狼星的一颗伴星就是一颗白矮星。它的平均密度是每立方厘米175千克。(目前已观测到1000多颗白矮星)。

中子星,体积比白矮星更小,质量和太阳相当,但其半径只有十几千米,其密度高达每立方厘米10亿吨以上。中子星上一个核桃大小的东西,在地球上要用几万艘万吨巨轮才拖得动。简直令人不可思议。中子星不仅密度高得惊人,它的温度、压力、磁场也高得惊人,它中心的温度高达60亿度。它的中心压力比太阳中心压力高3亿倍,它的磁场比太阳磁场高几万亿倍。中子星也是恒星晚年阶段留下的残核。

如此高温、高压、高密度的中子星是怎样形成的呢?科学家分析,由于超新星的爆发,才形成“中子星”。由于爆发产生的巨大压力,把原子里的核外电子挤到了原子核里面,与核里的质子结合形成中子。因此,整个星的物质都是中子,形成中子星。

奇特陨石之谜

陨石是星系形成的年代标本物。要想能正确判断太阳系诞生时间的关键证明就是陨石(陨石有46亿年的历史),而对月球岩石和土壤的研究表明。月球陨石更古老。对科学家们来说,难以理解的是在月海发现的岩石确实是月球上的新东西。

理查德‘路易斯分析说:“陨石就是太阳系的‘方尖碑’:它们的年龄是46亿年,是由一些极其原始的成分构成的,据悉是太阳系尚处在宇宙尘埃状态的凝聚成的。”如果在月球上发现更古老的陨石,这说明月球曾经不在太阳系呆过。

毫无疑问,月球给我们提出一个问题,月球原来并不是我们太阳系家族的成员。美国NASA几乎所有的科学家都固执地否定月球比地球和陨石(更不用说太阳系了)的历史更久远。即使我们把更多的资料和证据摆到他们面前,有的科学家还是死死地抱着自己“正统”的观点不放。他们出自什么目的?不得其解。不过如果这些证据显示了另外的含意,即证实“月球一宇宙飞船”假说,那也是自然的事,并不在乎有人是否能够接受。

在实施“阿波罗计划”的初期,美国NASA的科学家们显然说过,月球的年龄是46亿年。与太阳系的年龄大致相当,但是也许比地球要古老。哈洛德·尤里博士也说过,无论我们如何强调地球年龄也是46亿年,这只不过是推测,还没有任何可资援引的证据。尤里博士是一位得出“根据确凿的证据,月球比我们的地球乃至太阳系都更为古老”这一结论的月球研究专家。直至今日,美国NASA都没有接受这种证据,因为它还顽固地坚持46亿年的“定论”。这里的奥妙,令人深思。

哈雷彗星蛋之谜

1682年,哈雷彗星对地球进行周期性的“访问’’时,在德国的马尔堡有只母鸡生下一个异乎寻常的蛋——蛋壳上布满星辰花

纹。1758年,英国霍伊克附近乡村的一只母鸡生下一个蛋壳上清晰地描有慧星图案的蛋。1834年,哈雷彗星再次在苍穹出现时,希腊科扎尼一个名叫齐西斯·卡拉齐斯的人家里有只母鸡生下一个蛋,壳上又有彗星图。1910年5月17日,当哈雷彗星重新装饰天空时,法国人诧异地从报上获悉,一位名叫阿伊德。布莉亚尔的妇女养的母鸡也生下一个蛋壳上绘有彗星图案的怪蛋,图案有如雕刻,不论怎样擦拭都不会改变。为了得到1986年的彗星蛋,早在1950年,前苏联科学家便在国内联系了数以万计的农户;法国、美国、意大利、瑞典、波兰、匈牙利、西班牙等20多个国家也建立了类似的调查网络。结果在1986年,意大利博尔戈的一户居民家里的母鸡生下一个彗星蛋,母鸡的主人伊塔洛·托洛埃因此暴富。

为什么每当天空出现哈雷彗星时,地球上就会出现蛋壳L描有哈雷彗星图案的鸡蛋呢?

寻找世界“第八大洲”

如果问你世界的第八大洲在哪里?你可能会觉得这个问题莫名其妙,世界上除了亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、非洲、大洋洲、南极洲之外,应该没有大面积的陆地了。的确,地球上只有七大洲。可是,自从“阿波罗11号”登月成功以后,人类揭开了新时代的序幕,月球也就成了能够被人类开辟居所的“第八大洲”。

月球生态系统

月球岩石大多由含氧化合物构成。由于月球上面没有大气层,阳光强度极高,可以从月石中提取氧气供人类生活使用。月球表面土壤还含有同位素氦3,如果加以开发,完全可以建立功率强大的核电站,以保障足够的能源供给。月球还可以实现粮食自给。月球土壤中农作物生长所需的元素与地球土壤大致相同,如果在月球南极中成功地得到足够的水,农作物就应该能茁壮成长,由此逐步形成月球生态系统。

人类访问月球

人类已经雄心勃勃地设想,在月球上开发一片永久性居住的宇宙观测基地,建立城市,然后用巨型火箭把人送上月球旅行或居住。美国在1969年7月到1972年12月先后发射了6艘宇宙飞船,进行科学探测和实验活动。1989年,美国总统布什曾经向国会提出在月球建立永久居住地的议案。1994年美国又开始了新一轮的月球探测活动,发射了“克莱门汀”无人驾驶宇宙飞船,对月球矿物构成和详细地形进行了分析研究。2003年10月15日,中国首次成功发射了由真人驾驶的载人航天飞船,迈出了踏上月球的决定性一步。它标志着不久的将来,我国的宇航员也将能登上月球。

超新星爆发之谜

超新星与脉冲星是恒星在衰老和临近死亡时的两种形态。在繁星满天的夜晚,假如你看到以前没有星星的地方突然冒出一颗明亮无比的星;在它面前,著名的天狼星变得暗淡无光,耀眼的金星也无法与之匹敌,那我可以告诉你:你所见到的就是一颗“超新星”。恒星年老时可能会突然发生爆炸,亮度猛然增加上万倍,然后又慢慢变暗。这种星星叫作“新星”。我们把那些爆炸时亮度特别高的星星称为“超新星”。

就像一个人总要经历诞生、成长、衰老直至寿终的过程一样,天上的星星也有其从生到死的生命历程。进入晚年的恒星,就像一个内外受力不平衡的物体。本来向外的压力和向内的引力足平衡的,但这时向外的压力大大减少,压力与引力因此而失去平衡,这就像房屋突然断了支柱和横梁一样,会向中心猛然“坍缩”下去。“坍缩”的结果是中心区域的物质被挤压得十分厉害。于是,从恒星内部释放出巨大的能量。一种被称为“中微子”的粒子流,会像超级飓风一样把恒星摧毁。而这个过程所需要的时问非常短,不到一秒钟时间,瞬时温度可达万亿度。一般人很难想像这个过程是怎样的迅猛,放出的能量有多大。在放出能量的时候,我们就看到了它突然变亮的样子。这也就是超新星爆炸的原因和过程。

在宇宙中,许多恒星由“生”到“死”都是很平静的。但也有一些恒星不是这样循规蹈矩,在它们生命的最后阶段,往往会发生大爆炸,同时爆发出巨大的太空火焰。人们把这种情况称为超新星爆发。超新星和普通新星是有区别的,普通新星爆发的威力与超新星相比,那简直是小巫见大巫了。新星的爆发在宇宙中并不罕见,在银河系,每年大约就有上百次。而超新星爆发则不那么容易见到。比如人们熟悉的“蟹状星云”,就是1054年发生的超新星爆发后留下的遗迹。

在我国的宋朝,就曾记录了这次超新星爆发的情景。那是在1054年7月的一个清晨,天空中突然出现了一个非常非常亮的星体,就是在白天也能看得到,23天之后它才渐渐暗淡下去。18体纪,有个英国天文学家用望远镜观察当时出现“客星”的那片天空时,发现了一团云雾状的东西,其形状有点像螃蟹,人们便把它叫做“蟹状星云”。经研究发现,这团星云还在不断膨胀,根据其膨胀的速度及其形状的大小,人们推算出它开始膨胀的时间正是在我国宋朝时人们看到的那颗超新星出现的时间。

到了1949年,科学家们通过对蟹状星云的研究,发现它是个强大的射电辐射源。当超新星爆发时,会通过现在人们还未搞清的某种方式形成大量的超高能粒子——宇宙射线。随着星云的膨胀和扩散,其内部的宇宙射线就会跑到星际空间来。蟹状星云还有一个特点,它95eA,的光辐射都是由超高能的电子造成的,也就是具有“同步加速”的特性,并且这种辐射都是偏振的。

上面说的都是超新星爆发时形成的星云,那么爆发着的恒星木身又是什么状况呢?通过观测,科学家们把超新星确定为两类,一类是相当老的恒星,它的质量比太阳稍大一点,这种超新星在椭圆星系和旋涡星系中爆发,其辐射强度非常大;第二类超新星只能在旋涡星系中爆发,根本不会在椭圆星系中产生,这类超新星属于年轻的大质量恒星。

关于超薪星爆发的原因,目前一种较有说服力的观点是:爆发很可能是恒星内层向中心“坍缩“时极其迅速地释放出来的引力势能引起的。真的是这样吗?

脉冲星之谜

1968年2月,英国《自然》杂志发表了一篇轰动世界的文章:《观测到脉冲电源》。文章中提到的这种奇特的发射无线电脉冲的天体,后来被命名为脉冲星。这颗脉冲星,是著名的英国射电天文学家休伊什和女研究生乔斯琳·贝尔小姐在1967年夏天偶然发现的。

他们发现,这个天体很有规律地发射一断一续的脉冲信号,每经过1.337秒就重复一次。开始,他们以为这是地球上某个无线电台发射的信号。但这一假设很快被否定了。后来又怀疑是从某个具有“超级文明”的星球上发来的电报。最后才认定这种脉冲信号来自一个未知的天体。

科学家们对这种脉冲现象这脉冲星自转的结果。

这种脉冲星,就是科学家们早已预言过的中子星。早在1932年,前苏联著名物理学家朗道就推测,宇宙中可能存在一种密度很高的、差不多全由中子组成的中子星。1934年,美国科学家巴德和兹维基又假定说,中子星可能形成于超新星爆发的过程中。休伊什和乔斯琳·贝尔的发现,完全符合以上的猜测。第一,只有非常小的天体才能迅速旋转,脉冲星就具备这个条件,其最短周期可达0.033秒。第二,就目前发现的脉冲星来看,其中一部分就存在于超新星爆发的遗迹中,比如被称为NP0532的脉冲星,就位于蟹状星云的中心。经研究发现,脉冲星所在的地方,正好是超新星爆发时应该形成中子星的地方。

脉冲星有许多奇异的地方,它的体积非常小,我们的地球就可装得下上千万颗。可别看它小,其密度却大得惊人,1立方厘米的质量可达几万亿千克之多。同时它又是一个超高温的世界,表面温度高达1000万℃,中心温度高达60亿℃。它还是一个超高压的世界,其中心压力大约有1万亿亿亿个大气压。它的能量辐射也大得惊人,大约是太阳辐射能量的100万倍。同时,它也是人们已知的宇宙中磁场最强的天体。

至今,关于脉冲星还有一些问题人们没有搞明白,如,脉冲星内部为什么处于超导状态和超流动状态?为什么在周期旋转中会出现“矢步”现象?“星震”与脉冲星内部结构的某种改变有关系吗?

彗星产生之谜

星空中有一种别致的天体叫彗星,她好像披着丝巾的仙女,缥缈在广袤的天空中,透出一股朦胧的美。她最美的部分自然是慧发了。当她经过太阳的身旁时,暗淡的慧核上就会挥发出大量的气体和尘埃,在太阳风的吹拂下,形成飘逸的“长发”。那么,彗星为什么被称为“彗星”?它又来自何方呢?

中国民间常把彗星称作扫帚星,“彗”字即扫帚之意。外文中的彗星comet词来自希腊文,意思是有“尾巴”或‘‘毛发”的星。占代人偶然看到形貌奇怪的彗星出现,感到恐惧,便将其看作灾祸的征兆。其实彗星的出现只是一种自然现象,现代天文观测研究已逐步揭开了彗星之谜。实际上,彗星只不过是一颗黑平平的“冰球”,它是由岩石和冰晶组成白勺。彗星只有运行到离太阳较近时才容易被观测到.而它们远离太阳时可能就观测不到了。

彗星是怎么产生的?这一直是天文学家极为感兴趣的一个问题,因此也提出了种种假说。

一种观点认为,彗星是在太阳系内部形成的。人们推测,它可能是由于太阳系内的两颗大行星互相碰撞而形成的。

还有一种与这种地点截然不同的观点,认为彗星不是在太阳系内形成的,而是来自太阳系以外的星际空间,是由于太阳的引力把它们“俘虏”过来的。

荷兰天文学家奥尔特提出了“奥尔特云”假说。这一观点受到了科学界的普遍重视。这一观点认为,在离太阳很远的太阳系边缘之外,有一个彗星冷储库——彗星云(因此云是奥尔特提出来的,又称奥尔特云)。在那里,聚集着大量的彗星核,质量比地球小,成为“新”彗星产生的源泉。彗星云处在太阳与其他恒星之间,因受到太阳的吸引,一部分彗星改变了自己的运行轨道,跑进了太阳系之内,另有一部分被抛到太阳系之外。

最近又有人提出,彗星是从原始太阳星云的旋转碎片中产生的,是形成太阳和大行星的稠密星际云的一部分。它们最初是气体分子、水、二氧化碳和其他物质,后来凝聚成硅尘微粒,并逐渐又凝聚成较大的粒子。久而久之,便形成了彗星。

看来,这一有趣的问题,人们还将继续探讨下去。

流星雨之谜

奥尔特云与柯伊伯带

1950年,荷兰天文学家奥尔特对彗星轨道进行统计研究,发现轨道半径为3万至10万天文单位的彗星数目很多,他推算距离太阳中心3万至10万天文单位的空间有个球状的彗星储库。后来,这个彗星储库称为“奥尔特云”,那里的彗星绕太阳公转的周期长达几百万年。据统计,太阳系约有1000万亿颗彗星,它们绝大部分在太阳系外部。1951年,美国天文学家柯伊伯研究彗星性质与彗星形成,认为在太阳系原始星云很冷的外部区里的挥发物凝聚为冰体——彗星,他提出冥王星之外有个柯伊伯带,那里有很多彗星,它们的轨道近于圆形。

美丽的流星雨在人们眼中充满了神奇的色彩,其实这多彩多姿的流星雨只是广大宇宙中的一个普通的天文现象而已。每年在全球各地会发生40多次可观测到的流星雨。但亮度较高、规模较大的流星雨只有几个,如夏季的英仙座流星雨、冬季的狮子座流星雨就是其中较为著名的。那么,这美丽的流星雨是怎样产生的呢?

流星雨看起来像是成群的流星从夜空中的一点进发并坠落下来的,这一点或这一小块天区叫作流星雨的辐射点。通常以流星雨辐射点所在天区的星座给流星雨命名,以区别来自不同方向的流星雨。例如每年11月17日前后出现的流星雨辐射点在狮子座中,就被命名为狮子座流星雨。猎户座流星雨、宝瓶座流星雨、英仙座流星雨也是这样命名的。形成流星雨的小块物质在进入地球大气层时都是沿着平行的方向进入的。流星雨之所以看起来是从~个辐射点上进发出来的,其实是一种视觉错觉。举个简单的例子可以解释:当汽车在平坦的田野上行驶的时候,远方的景物看起来都像是从一点上分散开来的。

除了九大行星和它们的卫星之外,还有彗星、小行星以及一些更小的天体存在于太阳系中。当它们闯入地球大气层时,速度可达到每秒钟几十千米,在与地球大气的剧烈摩擦中,引起物质电离而发出了耀眼的光芒。这就是我们经常看到的划过天际的流星。一般而言,流星是单个出现的,这种流星我们称之为偶发流星。当流星成群时就会出现流星雨的奇观。从彗星和小行星身上脱落下来的小块物质成群结队地在彗星和小行星所在的椭圆轨道上运行。当它的椭圆轨道和地球绕日公转的轨道相交,而且地球也运行到交点位置上的时候,成群的小块物质便进入地球大气层,流星雨就这样形成了。

彗星引来灾难之谜

彗星在人们心目中的名声一直不好,人们总是把它同瘟疫、洪水、战争、死亡等不祥之兆联系起来,所以人们又叫它“扫帚星”。历史上有许多关于“灾彗”的记载。

公元前44年,古罗马的凯撒大帝于3月15日被暗杀。9月23日那天为他举行追悼仪式时,天空中出现了一颗彗星,持续7天之后才离去。

公元66年,耶路撒冷的人民忍受不了罗马帝国的残暴统治,纷纷起来反抗,但终因敌我力量悬殊,失败了。在这之前不久,曾出现过一颗彗星。人们说,这是耶路撒冷灭亡的先兆。

类似这样的记载,实在是太多了,它们为彗星蒙上了一层神秘的色彩。但是无风不起浪,在彗星出现的前前后后,地球上确实也出现过一些异常现象,如酷暑、严寒、干旱等。据记载,1835年哈雷彗星回归时,在日本就出现了“天保大饥荒”,这是德川幕府时代最大的饥荒,有20~30万人被饿死,还因此发生TAN性的大暴乱。1910年哈雷彗星再次回归,曰本东京发生了明治时代最大的水灾,淹死53人,170多人受伤,洪水还淹没了19万多户人家的房屋。这一现象引起了科学家们的关注,纷纷对这一现象进行分析和研究,其中比较引人注意的,是霍伊尔和尤里的观点。

霍伊尔是英国天文学家。他认为,地球上曾经出现过的冰川期,很可能就是彗星与地球相撞造成的。冈为彗星的中心部分是冰核,它是由水、氰化氢、乙腈、二氧化碳等冻结而成的,并有尘埃混入。当彗星冲入地球之后,立刻把大量微粒子撒向大气层。

这些尘埃铺天盖地倾泻下来,造成地球日照量急剧下降,陆地气温降低,水蒸气变成冰雹降落下来。这样用不了多久,陆地就会被冰川所覆盖。

尤里的看法正好与霍伊尔相反。他认为彗核如果真的与地球相撞,由于压缩加热的作用,将产生爆炸,其能量就会变成地震能和热能,这样一来,地球大气的温度就要升高200℃。如果彗核落入大海,海水的温度就会升高1.5℃。

我国的陈惟澈在《宇宙奥妙之一窥》一书中也认为,彗星如果真的与地球相撞,地球是绝不会平安无事的。根据地质学家们的研究,地壳曾发生过55次大的变动,发生在新生世的最后一次地壳运动,是最猛烈的一次。据陈惟澈分析,这一次很可能就是彗星撞击的结果。因为若不是与其他星球相撞,地球不会发生这样大的变动,而彗星又是这次相撞的最理想的候选人。他认为在这次相撞中,地球被撞得尘土飞扬,其中一部分碎片尾随彗星而去,另一部分又回到了地球上,还有一部分则成了地球的卫星——月亮。而且这一撞还挤出了许多山脉。地球的自转速度也减慢了。地中海、大西洋、太平洋都是在这次相撞中形成的。同时,地球上的气候也被改变了。

以上关于彗星撞击地球造成种种灾难的假说,还有待进一步探讨和研究。

彗星解体之谜

地球、月球和太阳系其他行星、卫星,以及大部分小行星,都有坚固的结构和强大的重力场。它们除非受到剧烈的撞击,否则是不会解体的。然而彗星就不同了,它们是太卫星系形成时遗留下来的“原始砖块”,基本结构就像“脏雪球”,含有大量水、甲烷、氨等容易挥发的轻物质,当然不会是很结实的。

彗星的解体可能有破裂和爆发两种情况。当彗星运行到太阳附近时,高温使它的挥发性物质迅速气化,形成我们所看见的彗发和彗尾。此时的彗核仍时常发生喷发,有大量物质脱落,严重时,整颗彗星会分裂。例如,1965年一颗明亮的池谷一关彗星从太阳近旁掠过后就裂成3块。也有的彗星并不是被太阳“烤化”的。1992年的苏梅克一列维彗星曾在离木星仅600万千米处掠过,当时木星强大的吸引力猛扯了一下这个“脏雪球”,使它四分五裂。估计这个“彗星群”最终会变成一个或几个流星群。

著名的哈雷彗星曾于1986年回归,随即消失在茫茫天宇中。但是到了199i年2月,隐身于距地球20多亿千米的宇宙深空中的哈雷彗星,其亮度竟突然增加了几百倍,并重新长出了直径达20万千米的长长彗发。这很可能是一次大爆炸。其中的奥秘何在呢?

一种可能是有一颗直径为2.6~60米的小行星,横向袭击了哈雷彗星。果真是这样的话,当哈雷彗星下一次回归时,人们将会从它身上发现一处2千米长的新伤。另一种可能是由于1991年1月31目的太阳特大耀斑爆发产生的巨大能量激波,震破了哈雷彗星的薄弱外壳,使大量尘埃外溢。

作为哈雷彗星爆炸的发现者之一,夏威夷大学的科学家米茨则认为,组成彗星的物质中,除冰外,还有一氧化碳。而固态一氧化碳易升华为々体,当它的压力一旦积累到足够大时,就将在表层的薄弱处冲开缺口,喷出大量冰、尘埃,从而引起大爆炸。

“天外来客”——陨石

陨石是流星体自宇宙太空落到地面上的残骸,主要分为三大类:石陨石、铁陨石、石铁陨石。闯入地球大气层的诸多流星体在进入大气层时,由于有些流星体的质量较大,在经过与地球大气的剧烈摩擦后未能充分燃尽,最后坠落到地球表面成为陨石。

聚焦陨石坠落

2004年12月11日晚上11点40分左右,有陨石降落在兰州郊区,当地突然传出了两声巨大的爆炸声,同时伴随着耀眼的光亮,这种情况近些年来是相当罕见的。两天后,两位地震专家通过对震波进行分析与测算,发现这次陨石坠地引起的震波相当于30吨烈性炸药爆炸的威力。经过详细的研究,专家推测陨石降落在兰州市东北方向,距离市区60千米左右的青城镇鹿谷子山附近。这一事件吸引了不少专业团体前往寻找陨石。

“恶魔之坑”

1891年,在美国亚利桑那州I巴林杰发现了一个直径为1280米,深180米的巨大坑穴,坑周围有一圈高出地面40多米的土层。它是怎样形成的呢?人们迷惑不解,干脆叫它恶魔之坑。后经学者们考证,这是个陨石坑,是距今2.7万年前,一个重达2.2万多吨的陨石以5.8万千米的时速坠落地球时冲撞而成的。然而奇怪的是,这个庞然大物给人们留下了一个大坑和坑边几块陨石铁片后便没了踪影。有人估计陨石就落在坑下几百米的地方,可是至今没有人挖出它来加以证实。

黑洞之旅

“黑洞”很容易让人望文生义地认为它是一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。我们看不到它,只能通过观察它周围的天体状态和它发射出来的X射线来找到它。

会蛮曲光线的黑洞

与别的天体相比,黑洞显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它的内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。这样就造成个有趣的现象,有些恒星朝其他方向发射的光也可能被附近黑洞的强引力折射而到达地球。这样我们不仅能看见这些恒星的“脸”,还能同时看到它的侧面和“后背”!

会“唱歌”的黑洞

天文学家发现黑洞也会“唱歌”。不过,黑洞发出的天籁之音,凡人的耳朵根本无法欣赏,它过于低沉,是迄今在宇宙中探测到的最低沉的声音。如果用音乐术语来表述,它发出的是降B音,但是音高却低了57个八度,相当于钢琴发出的降B音的约三百万亿分之一。位于英仙座星系团中央的超大质量黑洞所发出的声波,经过天文学家分析后发现,这种波每隔1000万年才振动一周。

星星间的争夺战

星系是宇宙中庞大的星星“岛屿”,它们大多遥遥相对,老死不相往来。不过,有时它们也会有一些“亲密接触”的情况发生。这就是天体问的“吞食”现象。

星系上演“大鱼吃小鱼”

科学家通过观测证实,银河系外层的许多恒星和星团,都是它凭借强大的引力从人马座矮星系攫取来的,银河系正是通过吃掉更小的邻居而不断成长。人马座矮星系的质量仅为银河系的万分之一,它已被银河系吞食了近20亿年。而在银河系持续而缓慢的咀嚼下,几十亿年之后,它可能会被完全吞食,变成银河系晕轮周围的一抹痕迹。

恒星之问的“吞食”

天文学家向我们描述了大恒星吞并小恒星的现象:位于某星云中部相距很近的一对恒星,其中的一颗正在被另一颗无情地“吞掉”。这种现象一般是一对双星,“携手“进入了晚年,接下来两个恒星就越转越近.同时相互运转也越来越快。势力较强的那一颗恒星,“争分夺秒”地从另一颗恒星身上把衣服抢下来,穿在自己身上。于是,随着衣服的增厚,这颗恒星的体积和质量也越来越大。

恒星“吞食”行星

50亿年以后,地球的命运将何去何从?也许我们考虑不到那么遥远,因为太阳可能会急剧膨胀.毫不留情地“吃掉”地球。在编号为HD47536巨大恒星附近发现的行星就是这样一个典型例子。该恒星位于距离地球4亿光年的大犬星座内,它正在变成一颗红巨星,它周围的行星与它的表面之问的距离变得越来越小,而行星也因此变得越来越热,再经过2亿~3亿年它就会完全吞食掉这颗行星。

反物质世界

宇宙中究竟有没有“反物质”呢?“反物质’’到底是什么呢?“反物质”是和物质相对立的一个概念。众所周知,原子是构成化学元素的最小粒子,由原子核和电子组成。原子核由质子和中子组成,电子围绕原子核旋转。质子带正电荷,电子带负电荷。从质量上看,质子是电子的1840倍,形成了强烈的不对称性。因此,一些科学家提出疑问,二者相差这么悬殊,会不会存在另外一种粒子,它们的电量相等而极性相反?

反粒子的发现

1928年,英国物理学家狄拉克从理论上提出了带正电荷“电子”的可能性。1932年,美国物理学家安德逊经过实验,把狄拉克的预言变成了现实。他把一束Y射线变成了一对粒子,其中一个是电子,而另一个同电子γ质量相同的粒子,带的就是正电荷。1979年美国科学家把一个有60层楼高的巨大氦气球,放到离地面35干米的高空,捕获了28个反质子。从此,人们知道了每种粒子都有相应的反粒子。

湮灭效应

对称宇宙学学派认为,我们所看到的全部河外星系(包括银河系在内),原本不过是个庞大而又稀薄的气体云,由等离子体构成。等离子体既包含粒子,又包含反粒子。当气体云在万有引力作用下开始收缩时,粒子和反粒子接触的机会就多了起来,便产生了湮灭效应,同时释放出巨大能量。

无处不在的暗物质

如果套用开普勒定律,银河系银盘外部恒星运动的速度直当比靠近中心的慢。但是观测结果并非如此,整个银盘内恒星的运动速度大致相同。因此,天文学家认为,银河系中存在着一种数量大而看不见的物质——暗物质。而且,它是广泛存在于宇宙间的。

探索暗物质能量

与暗物质密切相关的一种物理学概念称作“暗物质能量”。“暗物质能量可能是物理学中最大的谜团。”英国剑桥天文研究所的一位研究员说。根据科学家们的说法,暗物质能量是填充在银河星系和宇宙空间中的一种力,并且这种力又驱使它们分离。当神秘的暗物质能量驱动力开始作用并超过引力,就使得宇宙膨胀的速度减慢,而宇宙从60亿年前就开始从减速膨胀向加速膨胀过渡了。

宇宙暗物质

宇宙中存在的大量暗物质都是些什么呢?英国天文学家里斯认为可能有3种类型。第一类是极暗弱的褐矮星,或者是相当于木星质量30~80倍的大行星。第二类是很早以前由超大质量的恒星演化到死亡阶段时形成的大质量黑洞,其质量相当于太阳质量的200万倍。第三类是奇异粒子,如与电子有联系的、质量可能在20~49电子伏之间的中微子,又如质量为10.5电子伏的轴子,以及科学家所赞成的大统一理论所允许和要求的各种粒子。欧洲核子研究中心的粒子物理学家伊里斯推荐了4种暗物质最佳候选者:光微子、希格斯微子、中微子和引力微子。正是由于这些特殊粒子的存在,才构成了星系外围的大质量的暗晕。