书城童书影响中国学生的十万个为什么·地球家园1
19088200000002

第2章 浩瀚的宇宙(2)

为什么满天繁星不会相撞?

我们担心满天星球会相撞是没有道理的。

因为月亮是距地球最近的星球了,同地球的平均距离也有384400千米,但它们各走各的轨道,永远不会相撞。

太阳离地球较远,平均距离有14960万千米,如果你步行到太阳去,得走3400多年;地球又是规律地绕太阳公转,因此,根本撞不到太阳上去。

至于太阳系的其他行星,太阳的引力迫使它们各就各位,在自己的轨道上运行,相互之间也是不会碰撞的。

如果谈到其他恒星就离得更远了。离地球最近的恒星也有4.22光年,就是说每秒钟跑30万千米的光线,从那里跑到这儿来也得走4年3个月呢?

天文学家计算过,在太阳附近的天空里,恒星与恒星之间的距离,约在10光年以上。而且它们都在很有规律地运行,就像赛跑运动员都在各自的跑道上前进一样,不会发生横冲直撞的越轨现象。科学家计算过,在整个银河系里,恒星与恒星相撞的可能性,大约1000亿年才发生一次。

当然,如果把彗星与行星相遇、流星陨落也算是星星相撞的话,那么这样的碰撞完全是可能发生的,如1910年哈雷彗星尾巴扫过地球、1976年发生的吉林陨石雨等等,不过这些事情对地球来说,是毫无影响的。

太阳系中存在第十颗行星吗?

2004年3月15日《世界经理人周刊》报道,美国宇航局最近发现了一颗命名为“Sedna”的星球距离地球有100亿公里,其与太阳的距离比冥王星还远30多亿公里,即使坐航天飞机,人类也需要40年的时间才能从地球飞到这颗行星,这是自74年前发现冥王星以来在太阳系里发现的最大星体,直径约2000公里。

在太空中看到的地球为什么是蓝的?

谁都知道天空是蓝色的,但是却不一定人人都知道为什么是蓝色的。

在我们地球的上空,包着一层厚厚的大气层。空气是没有颜(yán)色的,那蓝色是哪里来的呢?

太阳光是有7种颜色:红、橙(chéng)、绿、黄、蓝、靛(diàn)、紫组成的。红光最强,橙、黄、绿也比较强,最弱的是蓝、靛和紫。当太阳光透过厚厚的大气层时,红光跑得最快,一下子穿过去了;跟着橙、黄、绿光也闯过去了;蓝、靛光的大部分却被大气层扣留住了,它们被大气层里的浮尘、水滴推来搡去,反射来反射去的,结果把大气层“染”成蓝色的了。

其实,天空的颜色相对于不同位置的人是不同的。如果我们在地面上看,那么天空是蓝色的;要是在飞机上往外看天空,天空就更蓝了;可是,如果乘坐宇宙飞船到更高的地方去看天空,那么天空就不是蓝色的了,而是紫色的,因为最最弱的紫光,它们的大多数连大气层的头道门都进不来。

在太空中我们看到地球是蓝色的,就是因为地球被蓝色大屋层包裹着的缘故。

地球的肚子里是什么呢?

我们人类生活的地球,是一个巨大的球体,它的内部究竟是什么样的呢?

除了地表以外,我们是无法用肉眼观察到地球深处的。可是,随着科学的发展,人们根据钻井采矿中获得的资料和火山喷发的物质来分析,逐步弄清了地球内部的温度、密度、压力和化学成分。特别是近几十年来,人们利用地震波来研究地球内部的结构和物理状况,终于揭开了地球内部的秘密。

研究结果表明,地球内部可以分成好几个同心圈层。粗略地看,它大致可以分为地壳、地幔(又称“中间层”)、地核三个圈层。

地壳是地球外部的一层坚硬外壳。地壳由各种岩石组成,除地表覆盖着一层薄薄的沉积岩、风化土和海水外,上部主要由花岗岩类的岩石组成,而下部则主要由玄武岩或辉长岩类的岩石组成。地壳的平均厚度为33千米,但各地并非一样,一般大陆比海洋厚,高山比平原厚。大陆地区的地壳厚度一般为35千米,大洋地区却只有5~10千米。我国西藏地区地壳厚达60~80千米,东部平原地区则为30多千米。地壳密度在2.6~3之间;压力自上而下由1个大气压增加到1300个大气压;温度至底部增加到1000℃左右。

地幔(màn)介于地壳和地核之间,可分为两层。上层(即上地幔)离地面33~900千米,物质成分除硅、氧外,铁、镁显着增加,铝则退居次位。压力为50万个大气压,温度为1200~1500℃,物质状为固态结晶质,但具有较大的可塑性。下层(即下地幔)离地面900~2900千米,物质成分除硅酸盐外,金属氧化物与硫化物,特别是铁、镍(niè)显着增加,平均密度为5.6,压力为150万个大气压,温度为1500~2000℃,物质状态属非结晶状态。地幔的体积占地球总体积的83%,质量占整个地球的66%。由于高温高压的结果,地幔物质常处于熔岩状态,成为岩浆的发源地。

地核是指地幔以下到地球核心部分。地球中心压力可达350万个大气压,温度约为3000~5000℃,在这样的高温高压下,地球中心的物质,已不能用我们熟悉的“固态”或“液态”的字眼来表示,它可能是一种人们还不熟悉的物质状态。这种物态的特点是在高温高压长期作用下,犹如树脂和蜡一样具有可塑性;但对于短时间的作用力来说,却比钢铁还要坚硬。但是,关于地核的物质组成,科学界尚有不同的争论,有待于人们进一步去研究、去探索。

天多高地多厚?

我们见到的蓝天就是地球的大气层。从地球到大气层最底层的距离实际上只有15千米左右,这就是天的高度。

所谓地有多厚,指的是地壳的平均厚度为33千米,但各地并非一样,大陆比海洋厚,高山比平原厚。

地球今年几岁啦?

地球的年龄到底有多大?据科学测算,地球的年龄大约已有50亿年。那么,人们用什么方法来推算地球的年龄呢?

目前,科学上是用测定岩石中放射性元素和它的蜕(tuì)变生成的同位素含量的方法,来作为测定地球年龄的“计时器”。

放射性元素蜕变有一个特点,就是蜕变速度很稳定。在一定时间内,一定量的放射性元素,分裂多少分量,生成多少新的物质都有个确切的数字,蜕变速度不受外界条件,如冷热变化、化学变化等影响。例如,一克铀在一年中有七十四亿分之一克裂变为铅和氦。因此,我们可以根据岩石中现在含有多少铀和多少铅,算出岩石的年龄,或者可选定一些含有铀的、并能完好地保存氦(hài)岩石,来算出岩石的年龄。

地壳由不同的岩层所组成,而岩层中所含放射性元素及其生成的同位素种类很多。现在用来测定岩石年龄的放射性元素除了铀(yóu)以外,还有钍(tǔ)、铷(rú)、钾(jiǎ)等,因此测定岩石年龄的方法也有好多种。

到目前为止,科学家已经用放射性同位素方法,测得了地球上许多古老岩石的年龄,各大洲大陆都找到了30亿年以上的古老岩石。在格陵兰西部,测得片麻岩的年龄为37~38亿年,南极洲的山岩和结晶片岩接近40亿年,北美洲拉布拉多北部大西洋沿岸的片麻岩有36.5亿年,刚果的微钭卡石是35.2亿年,美国明尼苏达州花岗岩有31~33亿年,我国河北迁西县大平寨的变质岩有36.7亿年。

古老岩石是地球形成初期的产物。地球的实际年龄,应比古老岩石的年龄稍长些。目前,国际上普遍采用的地球年龄为45.5亿年。

地球离太阳有多远?

大家也许知道光速。光在宇宙里的传播速度最快。据精确测定,光速是299792.458千米/秒。粗略地说,光在真空中的传播速度是30万千米/秒。

地球围绕着太阳公转,它的轨道是椭圆形的。1月4日太阳与地球间的距离最近,7月4日则最远,但误差不会超过3%。太阳与地球间的平均距离精确地说应该是149578700千米,粗略地说是1亿5千万千米。

我们把太阳与地球间的平均距离定为1个天文单位。如果用光速来除1个天文单位的话,光从太阳到达地球(正确的应该是从太阳的核心到地球的核心)的精确时间是499.004782秒,也就是8分19秒。为了方便起见,可以这样记,光从太阳到达地球需要499秒。

地球离月亮有多远?

“嫦(cháng)娥(é)奔月”已经不再是神话传说,人类已经成功登上月球。那么,地球到月球到底有多远?

由于美国宇航员到达月球后在那里安装了激光反射器,美国和法国科学家获得地球与月球之间的平均距离为——384400千米。美、法两国科学家从地球向月球发射出短激光,由月球上的激光反射器反射回来,为地球上的两个天文台所接收,从而测得了地球与月球之间的精确距离。这两个天文台一个位于法国的格拉斯市,一个位于美国的得克萨斯州。

神秘的月球在许多年之前就引起了古代天文学家们的注意。早在公元前2世纪,古希腊天文学家克拉符迪·托勒玫在其着作中预测,从地球到月球的距离为367000千米。这在当时已经是相当精确了。直到1946年通过雷达才测出地球和月球之间的距离为384397千米。现在运用激光技术可以测得地球与月球之间的精确距离,其误差仅为几米。按照美国和法国科学家较精确的计算,现在月球对地球的轨道是:近地点为356500千米,远地点为406800千米。

太阳为什么会产生光和热?

太阳为什么会发光、发热?对于太阳能源之谜,自古就有人提出。不过在古代由于科学技术还不发达,对此问题找不出正确答案。直到1938年,美国科学家贝蒂(dì)才提出太阳能源的正确理论,解开了这个谜。

贝蒂认为,太阳能源来自太阳内部的热核聚变。确实,太阳的能源不在其表面,而在它的核心部分。太阳中心的温度高达1500万℃,压力又十分巨大。在这高温、高压条件下,物质的原子结构遭到了破坏,结果是氢原子核有可能通过一些原子核反应结合成氦原子核。每4个氢原子核结合成1个氦原子核,同时释放的能量要比原来大100万倍以上。后来,科学家们又发现,太阳上氢的含量极为丰富,足可以进行100亿年以上的热核反应而不会停止。因此,太阳内部的热核聚变是太阳发光发热的真正原因。正是依靠太阳产生的光和热,地球才会如此生机勃勃。

太阳有多大?

太阳是太阳系中最大的天体,它的直径达139.2万千米,是地球的130倍。太阳的质量约为2000亿吨,相当于地球的33万倍,约占整个太阳系质量的99.9%。

天上会出现两个太阳吗?

有些天文学家认为,未来的天上,将会出现另外一个“太阳”,那就是木星。木星是太阳系九大行星中质量体积最大的一颗。它的肚子里可以装下1300多个地球。它的质量是地球的318倍。如果将太阳系所有的行星、卫星、小行星等大大小小天体都加在一起,也没有木星的质量大。木星以其无可争辩的事实说明,它确实是太阳系行星中的老大。

据观测发现,从公元前104年至公元1368年的近1500年里,木星的亮度增加了0.024倍。而且近年来还发现,它向宇宙空间发出的能量,竟是它从太阳那儿吸收能量的2.5倍。这种现象说明,木星有着自己的能源。目前,木星内部的温度已有28万℃,一旦它的温度达到700万℃时,就有可能像普通恒星那样发生热核反应,成为一颗能发光发热的恒星。

科学家预测说,大约在30亿年之后,木星就将会演化成一颗能进行热核反应的,发光发热的恒星。也就是说30亿年之后,天上真有可能出现两个“太阳”。

太阳黑子是黑的吗?

在早晨和黄昏,或风沙蔽日的时候,有时可以看到太阳上暗黑色的斑点,天文学家叫它太阳黑子。黑子是太阳表面相对比较“冷”的区域。但它不是黑的,只是比周围比较暗一些尽管如此,它也有四五千摄氏度呢?

月球为什么会放出神奇的光?

早在50万年前就已停止了全面地质活动的月球,似乎并不甘寂寞,它不时地以其特有的辉光唤起人们的关注。

1783年,威廉赫(hè)歇(xiē)耳首先以其自制的22厘米望远镜观测到阿里斯托克环形山附近阴暗地区的红色闪光。1958年11月3日,前苏联科学家还拍下了阿尔芬斯环形山中央峰上一次长达30分钟的粉红色“喷发”型闪光的光谱图。1969年7月20日,首次登月的阿姆斯特朗在着陆前夕,曾看到阿里斯托克环形山发出的淡淡荧光。类似发光现象有记载的就有1400多起。