书城科普读物宇宙的奥秘
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第21章 奇谲璀璨的星空(1)

小行星会撞地球吗

1989年春天的一个夜晚,美国亚利桑那州立大学天文学家霍尔特按常规给天文望远镜装上特制的胶卷,然后对准月球拍摄。待照片冲洗出来后,霍尔特意外地发现在照片的某个方位上有一个模糊的光点。他急忙查询了有关的天体资料,然而,这些资料都表明这个方位上没有任何新发现的星体。霍尔特和他的助手立即对这个“光点”进行了追踪,结果使他们大吃一惊!原来,这个“光点”是一个巨大的小行星,正以每小时8万公里的速度向地球逼近。

霍尔特的发现在美国天文学界引起了震动,几乎所有的天文望远镜都对准了这颗被命名为“1989FC”的不速之客。经过周密的推算,天文学家估计这颗小行星直径约为800米左右。天文学家们清楚地知道:别说是直径800米的小行星,即使是直径只有80米的流星撞击地球,其爆炸当量也相当于几十颗广岛原子弹的威力!

即将面临灾难的恐慌,使一些知情者陷于绝望。而天文学家却用异乎寻常的热情,在紧张地推断这颗行星的运行轨道,以及可能与地球碰撞的日期。原来,这不过是一场虚惊。根据计算,这颗行星于3月23日从距地球72万公里的太空与地球擦肩而过。但是,它下次与地球相遇的时间是2015年,到那时会不会与地球相撞?人们正拭目以待。虚惊总算平安地过去了,却给科学家带来了冷静的思索:如何才能使我们赖以生存的地球免遭这些陨星的骚扰和危害呢?

地球每年遭遇500万个陨石撞击,绝大多数陨石重量不超过1克,在进入大气层不久就烧毁了,能够落到地表的陨石仅约二十个,因地球太大,真正被人发现的陨石不多。

有迹象表明,在史前时期曾有过更为严重的撞击现象。美国亚利桑那州的可可尼诺郡有一个宽约1.3公里、深达193米的圆坑,周围的土堆有30~40米高,看起来就像一个小型的月坑。长久以来它一直被认为是一座死火山。但一个名叫巴林杰的矿石工程师却坚持认为这是陨石撞击的结果。现在,这个坑便被称为巴林杰陨石坑。坑口有数千吨(也可能数百万吨)的陨石铁块堆积,虽然目前只发现一小部分,但从该地及附近的陨石中所提取的铁比从世界其他地方的陨石中所提取的铁的总量还要多。由于1960年在这里发现了硅,从而证实了它的起源是陨石造成的。因为硅仅能在受陨石冲击时所产生的瞬间高压及高温下生成。

据估计,巴林杰陨石坑大约是二万五千年前由一个直径四十六米左右的铁陨石撞击在这荒无人烟的土地上所造成的,目前它保存得相当完好。在世界上大多数地区,类似的陨石坑很多已被水或植物的生长所掩盖。从飞机上观察,以前也曾看见过许多不引人亚利桑那州的巴林杰陨石坑是世界上最大的撞击陨石坑注意的圆形凹陷地貌,其中有的充满了水,有的长满了植物,它们几乎都是陨石坑。在加拿大就发现了好几处,包括安大略中部的布伦特陨石坑和魁北克北部的查布陨石坑,每一个直径都有3公里或更大。加纳的亚山蒂陨石坑直径则达9.6公里,它们都可能有100万年以上的历史,已知大约有七十个这类的古老陨石坑,直径总和达一百三十七公里左右。

多年来,许多学者一直在论证“阿特兰提斯”古大陆。这个假说中的古大陆位于大西洋中部,早在数千年前,那里已进入高度文明的社会。后来,这个古大陆却突然消失得无影无踪!考古学者借助各种先进的设备对大西洋底部进行搜寻:在深达几千米的洋底,他们发现了各种巨大的石建筑物遗址,这说明确有一块曾经繁衍过古文明的陆地沉入海底。一些学者注意到,这些遗址正好处于前边提到的大西洋中部的陨石坑的边缘上。因此,有人推断这是陨星的撞击,使这块陆地陷入洋底。

在中美洲,古印第安人曾创造出灿烂的玛雅文化,大量的建筑遗址使现代人也为之惊叹,然而,古印第安人在1000年前却突然离弃了这块富饶的土地。近些年来有些学者试图用“陨星撞击说”来解开这个谜底。他们发现,中美洲许多地方都有一些形同锅底的大小湖泊。此外还发现了无数个巨大的石球。在后来的古印第安人创作的壁画和浮雕中,也多次出现了火球的图像。因此,学者推断,大约一千年前,中美洲地区曾持续不断地受到陨石群的侵扰,古印第安人十分恐惧,于是仓促地逃离了家园。

小行星撞击地球的危险究竟有多大?现已观测到的近12万颗小行星,绝大多数(约占99%)都聚集在火星和木星运行轨道之间的一个宽阔的小行星带区,它们不停地环绕太阳运转,安分守己,对地球没有任何威胁。但也有个别小行星易受大行星引力、摄动的影响而偏离原来运行的轨道,可能会冲向地球轨道来拼命。在数十万颗小行星中,真木星与火星之间的小行星带正可能对地球造成威胁的是那些近地的、称为“阿波罗体”的小行星。

国际上把在近日点附近与太阳的距离小于1.67天文单位的小行星称为阿波罗型小行星或叫阿波罗体。据估计,直径在0.7到1.5千米的阿波罗型小行星,大约有500~1000颗,它们确实对地球存在着潜在的威胁。1997年1月20日,北京天文台的青年天文学家发现了一颗比“赫米斯”小行星更危险的近地小行星,它运行到与地球轨道最近处距地球只有7.5万千米,还不及月地距离的五分之一,其直径达1.4千米。这颗小行星暂定编号为1997BR。如此大的小行星,它的轨道与地球轨道的距离又这么近,实在令人为之一震。这一重要发现,立即引起全世界天文学家的密切关注,这颗小行星成为有史以来被天文学家观测得最多的获暂定编号的小行星。目前,天文学家正在密切注视着它的动向。

夜空黑暗之谜

在咱们的生活里,最常见的事儿,往往隐藏着最难解释的奥秘。比如:很早以前,谁也没有关心过,东西为什么在没有其他物体托着的时候,会掉到地上。然而,一位叫牛顿的人,有一次看到一个熟透的苹果,从树上掉下来。于是,他受到了启示,得出了“万有引力”的科学定律。那么,对于“夜空为什么是黑的”这个问题,你是不是也认真思考过呢?也许你没有得出结论,这是很正常的。因为,直到现在,就连那些专门研究天文的科学家们,也没有得出一个统一的答案。这个问题依然是个谜。

有人曾汶样设想:如果说在字宙中有无数颗能发光发热的恒星的话,那么我们的地球,无论转到哪个方向,都应该看到来自不同方位的恒星所发出的光。所以,按这种理论推测,我们看到的夜空,应该也和白天一样明亮才对。而事实上,我们只有面对太阳的时候,才真正看到了光明,背对太阳的时候,我们就只能看到黑夜了。那么,黑夜又是怎么形成的呢?

有人这样解释说:因为在星际间,存在着大量的气体和尘埃,它们可以吸收恒星发出的光。所以,宇宙就变得黑暗了。

这种解释显然是不能让人满意的。因为宇宙中恒星的总光度是无限大的。如果星际物质吸收那么多的能量,那么它自己一定会变热并且发出光亮。这样一来,宇宙不但不会黑暗,反而会更加明亮。因此,这个解释是不能成立的。

1826年,由于一位名叫奥伯斯的德国天文学家首先提出了这个非常有趣的问题,所以这个问题就被称作奥伯斯佯谬,也叫光度佯谬。结果,此后一百多年,关于“夜空为什么是黑的”这个问题,总是没有一个合理的解释。

正当科学家们对奥伯斯佯谬束手无策的时候,宇宙膨胀学说的出现,给解决这一问题带来了一线希望。

1915年,美国天文学家斯里弗发现,大多数的银河系以外的星系,它们的光谱线都有红移现象。也就是说,观测到的这些河外星系的光谱线,在不停地向红色一端移动,即波长变长,光波频率变低。这是怎么回事呢?一位名叫多普勒的奥地利物理学家发现的“多普勒效应”,正好能够解释这种现象。那么,多普勒效应又是什么呢?其实这是一个关于声学方面的物理现象。在平时的生活中,我们都会有这样的感受:当一列火车迎面朝我们开过来的时候,我们会觉得火车的鸣叫越来越尖厉;当火车从我们身边飞驰而过的时候,声音会突然变小,并且越来越低,直到最后听不见为止。这就是说,当声源向观测者方向运动的时候,观测者所听到的频率会变高;相反,当声源远离观测者的时候,声音的频率就会变低。这种多普勒效应也适用于光学中:当光源向观测者方向移动的时候,光波频率会变高,波长变短,光谱线就会向紫色的一端移动;如果光源是远离观测者而去的,那么,它的波长就会变长,光谱线就会向红色一端移动了。这就叫“红移”现象。斯里弗发现的这种红移现象,说明了河外星系正不停地远离我们而去。

到了1929年,美国天文学家哈勃,又进一步研究了二十多个河外星系的红移之后,得出了一个结论:宇宙中所有的星系,都在用非常快的速度,远离我们,向四面八方飞去。这就是著名的“哈勃定律”。这个定律告诉我们一个非常明显的道理:宇宙正在不断地膨胀着!

有了宇宙膨胀学说以后,人们对于夜空的黑暗就有了新的解释。有的科学家认为:因为宇宙在不断地膨胀着,所以各种星体也在不停地向远处飞行着。恒星发出的光,也会因为红移现象而使它们的能量减小。星系越远,红移越大,发出的光越暗。许多离我们地球非常遥远的恒星,它们发出的光到达地球的时候,其能量已经接近于零了。所以,我们感到夜空是黑暗的。

这个观点从理论上看,好像很有道理。但是,关于宇宙是从什么时候开始膨胀的?造成膨胀的原因又是什么呢?这又成了科学家们新的研究课题。因此,黑暗的夜空是因为宇宙膨胀造成的这种说法,在科学上,仍然不能成为定论。

为了解开夜空黑暗之谜,又有人大胆地提出了另一种新的说法,认为夜空之所以黑暗,可能是宇宙诞生以前的状态。

这是怎么回事呢?

持这种观点的科学家认为,光的传播速度是有限的,虽然光速能达到大约每秒30万千米,但它毕竟还需要一定的时间。那些离我们十分遥远的星系,它们的光到达我们地球的时候,已经过去了几千几万年,有的甚至是几亿几十亿年的时间了。所以,黑暗的夜空,也许就是宇宙诞生之前的样子,而并不是宇宙现在的状态。

这种观点虽然也很有道理,但是这种解释也遇到了许多难以避免的问题。比如:既然黑暗的夜空是因为宇宙还没有诞生造成的,那么宇宙又是怎样形成的呢?它又是怎样演化成现在这个样子的呢?看来,只有先弄清了宇宙起源的问题,才能证明这一理论的正确性。虽然宇宙大爆炸学说已经被世界上多数天文学家所接受,但这种学说仍然是一种推测,还没有得到科学的证实。因此可见,黑暗的夜空是宇宙诞生之前的状态的说法,也不能成为定论。

那么,为什么夜空是黑的这个问题,该怎样回答呢?看来,只有等待着一代一代人,经过艰苦的努力的探索之后,去作出正确的解释了。

火星人面石、金字塔之谜

我们从1976年美国“海盗”1号飞船发回圣多利亚多山的沙漠地区上空的照片上,可以清楚地看到,在一座高山上,耸立着一块巨大的五官俱全的人面石像,从头顶到下巴足足有16公里长。脸的宽度达14公里,与埃及狮身人面像——斯芬克斯十分相似。这尊人面石像似仰望苍穹,凝神静思。在人面像对面约9公里的地方,还有4座类似金字塔的对称排列的建筑物。