书城科普读物课堂上学不到的趣味科学·自然宇宙
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第9章

太阳系的其他星球上也下雨吗?

下雨是地球上很常见的一种自然现象,每天地球上都有不同的地方在下雨。那么大家是否想过,在太阳系的其他星球上是否也会下雨呢?

事实上,在太阳系的其他星球上的确有云团和风暴,但那些云并不是由水蒸气构成的,而是一些化学物质或是混合物构成。

金星上会下“酸雨”,其黄色的云团是由硫酸构成的。当下雨的时候,酸液滴会从云层里掉落下来,但因高温的原因,雨滴还没有掉落到地面就被蒸发了。

木星主要由氢气和氦气构成,其上面的云团主要由氨冰组成,具有刺激性气味。而木星上的雨滴很可能是由氨晶体形成的,但还没等它们落到木星的表面,这些雨滴就会被蒸发到空气中去了。

天王星也是由气体组成的星球,其表面覆盖有厚重的云团,其中有很多云团都是由甲烷构成的,液态的甲烷滴会从云层中掉落下来,但它们也会在降落的过程中就被蒸发殆尽。

雨滴是什么形状的?很多漫画家将雨滴的形状画成泪珠,雨点的形状真的是这样的吗?雨滴在下落时会受到空气阻力,所以雨滴的形状也受空气阻力的影响。直径不到1毫米的雨滴通常是球形的,其下落速度慢,受表面张力的作用基本呈球形;而较大的雨滴,受到的空气阻力大,下方的压力向上推动它,使它的形状像小小的汉堡,即下部是平坦的。

为什么彗星有一条长长的尾巴?

人们常将彗星称为“扫把星”,是因为彗星的身后总是拖着一条长长的尾巴,如同扫把一般。但是你知道为什么彗星会有尾巴吗?

构成彗星的主要物质是尘埃和冰冻物质。当彗星靠近太阳时,受到太阳热量的影响,彗星内部的尘埃和冰冻物质会不断地蒸发、汽化和膨胀,最终这些气体和尘埃会变成一团云雾将彗星包围住。

这个时候,太阳会向外部喷射出一股力量,人们将这股“力量”称为太阳风。彗星在太阳风的作用下,其云雾会被吹出来,向着与太阳相反的方向延伸,这就形成了我们所看到的彗星的长长的尾巴。

太阳能让彗星消失吗?彗星的体积很大,质量却相对较小。当彗星靠近太阳时,太阳的热量会令彗星内部的水、气体不断地蒸发和汽化。而彗星每靠近太阳一次,就会经历一次这样的过程,彗星的体积和质量也会随之变小。如果一颗彗星不停地经过太阳,它最终就会彻底消失,所以说,太阳是能够让彗星消失的。

如果彗星与地球相撞,会出现什么景象?

在古代,彗星一旦出现,人类就非常恐慌,因为大家认为这是大灾难来临的预兆,于是人们都会纷纷地躲起来。其实,彗星只是一些由冰和杂质所构成的“脏雪球”而已,虽说其体积通常较大,但质量却很轻。做个比较来看,假如将地球比喻成5吨重的集装箱,那么最大的彗星也不过是一个重为50克的鸡蛋。虽然彗星貌似纸老虎一般,但大家也绝对不能对它们掉以轻心。

如果彗星与地球相撞,通常来说,彗星会与地球的大气层发生摩擦并燃烧分解,这会产生大量的流星,这些流星就像是我们在节日里放的烟火一样。严重的情况下,彗核会冲向地表,与地球发生撞击,引起爆炸。这种爆炸威力巨大,地球上的生物会遭遇灭顶之灾。

在20世纪40年代,佳考比尼彗星从地球的轨道驶过,它与地球相距只有十几万千米远,可谓是与地球擦身而过。当时的科学家真的是吓出了一身冷汗。

一颗彗星撞击地球会有多大的威力?假如一颗较大的彗星直接撞击在地球上,会造成地壳的剧烈运动,地球会发生大范围的火山爆发和地震,同时,扬起的大量尘埃会遮挡住太阳光,地球很快会进入冰河期。空气中的二氧化硫含量在撞击后会剧增,地球不再适合人类和其他生物居住,地球上的大部分生物都会灭绝。

所有彗星都会定期回归吗?

彗星由冰冻物质和尘埃组成,是进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体。我们知道,有些彗星是有固定周期的,它们每隔一定周期就会到太阳附近做客,那么,是不是所有的彗星都会这样定期回归呢?

彗星在太阳引力的影响下做绕日运动,它们有的运行轨道与行星的轨道很不相同,有些是极扁的椭圆,有些甚至是抛物线或双曲线轨道。轨道为椭圆的彗星能定期回到太阳身边,称为周期彗星;轨道为抛物线或双曲线的彗星,终生只能接近太阳一次,而一旦离去就永不复返,称为非周期彗星。所以,不是所有彗星都会定期回归。

由于彗星是由冰冻着的各种杂质、尘埃组成的,在远离太阳时,它只是个云雾状的小斑点;而在靠近太阳时,因凝固体的蒸发、汽化、膨胀、喷发,它就产生了彗尾。彗尾体积极大,可长达上亿千米,而且形状各异,有的还不止一条,一般总向背离太阳的方向延伸,且越靠近太阳彗尾就越长。当彗星过近日点后远离太阳时,彗尾又逐渐变小,直至没有。

彗星真的是象征着灾害的扫把星吗?古代人们认为彗星是灾害的象征,这是因为彗星比较罕见,所以当时的人们认为彗星是个不祥之兆,而后来就逐渐成为灾星的代名词。彗星和灾害并没有必然联系,把战争、瘟疫等灾难归罪于彗星的出现,是毫无科学根据的。

流星雨是指星星像雨一样落下来吗?

事实上,流星雨和平时我们看见的雨没有任何联系。流星雨是在夜空中有许多流星从天空中一个所谓的辐射点发射出来的天文现象。当流星数量特别多时,被称作“流星暴”,但也只是指一个小时的流星数量在1000颗以上,这样的规模在我们平时的生活中可称不上是“雨”,所以,流星雨只是一种比喻,它不是指星星真的如雨一样落下来。

有人或许对流星体、流星和陨星产生混淆,它们之间到底有什么区别呢?

流星体是太阳系中最小的成员,它们在太阳系中到处游走,是分布在星际空间中的尘粒或细小物体。当流星体在地球引力下进入大气层后,就会与大气发生摩擦并产生光亮和热度,最后在空中化为灰烬,就被称之为流星。假如流星体足够大,能够落到地面上,那么,那残余剩留的部分就是陨星,也被称为陨石。

摩擦力有什么用途?流星体在进入大气层后会因与大气发生摩擦产生光亮和热度。而摩擦力在人们的印象之中总是阻碍物体运动的,其实在有些情况下,摩擦力是有益的。我们在走路时,鞋底会对地面施加向后的力,因摩擦而产生向前的作用力,我们才能得以向前行走;汽车也是利用轮胎与地面之间的摩擦力才能行进。

为什么流星进入大气层会燃烧?

我们知道,当流星进入大气层后会迅速地燃烧,最后会消失殆尽,那么,为什么流星进入大气层会燃烧呢?

当流星进入到大气层中时,其飞行环境就由真空变为大气层。流星在真空中飞行时,其速度非常高,通常可达到每小时数万千米,而当流星进入大气层后,会与空气发生强烈的摩擦,同时产生热,引起高温,从而发生剧烈的燃烧,并发出耀眼的光芒,流星也是在经历这个过程时最容易被人们发现。

那么,为什么流星进入大气层会被烧毁,而航天飞机回到地球时却是安然无恙呢?原来,人们为了航天飞机在返回地球时不像流星那样被烧毁,在航天飞机的外部设置了一层防热层,当航天飞机进入大气层时,这层防热层会熔解并汽化,航天飞机正是通过这样的方式来将热量转移走的。

大气层里有哪些气体?大气层的成分主要有氮气(78.1%)、氧气(20.9%)、氩气(0.93%),还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气)和水蒸气。根据各层大气的不同特点,从地面开始依次分为对流层、臭氧层、平流层、中间层、热层(电离层)和外大气层。大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。

为什么后半夜的流星比前半夜多?

当我们夜晚看星星时,偶尔能看到在夜空中一闪而过的流星。但你是否发现,在没有流星雨的夜晚,后半夜能看到的流星通常要比前半夜看到的多,这其中有什么原因吗?

其实,在没有流星雨发生的时候,流星体都是大致均匀地分布在地球周围的空间里。如果地球不公转,只是静止地悬浮在宇宙中,那么不同时间里从各个方向闯进来的流星数量应该大致相等。但实际上,地球不仅自转,还在以每秒30千米的速度围绕太阳公转。当地球在这些漂浮在太阳系里的流星体间运行时,就好像一辆在雨中高速前进的汽车,而流星就像雨滴。在雨中开车时,车前挡风玻璃上的雨滴总要比后窗玻璃上的雨滴多得多。

前半夜,只有那些速度比地球前进的速度快,足以追上地球前进步伐的流星体才能闯入地球大气,成为流星。而且前半夜时,由于流星体是与地球同运行方向坠入地球,相对速度较慢,燃烧亮光较弱,还有一部分流星会因为光亮过于暗而无法被看到。

到了后半夜时,流星体是迎面撞上地球,不仅数量多,相对速度也较快,因此更容易被发现。而且,后半夜的气温一般较低,温度低的情况下,天空云和雾很少,因此流星看得更为清楚。

在接近黎明时,地球会撞上的流星体数量相对整晚来说是最多的。从黎明到中午这段时间,流星也比较多,但因为是白天,阳光比较强,所以我们无法看到流星。

为什么陨石的表面是坑坑洼洼的?陨石在进入大气层时,其表面温度可以瞬间达到上千度,在高温的作用下,陨石的表面会融化成液体,形成褐色的“熔壳”。在熔壳冷却过程中,空气会在其表面留下印记,因此会形成那些坑坑洼洼。科学家经观察发现,每年降落到地球上的陨石有20多吨,大约有2万多块,因大多数陨石上带有地球上所没有的矿物成分,所以具有很大的科学研究价值。

有宇宙地图吗?

在外出旅行时,人们常会借助地图来寻找目的地或是辨明方向。假如人能到宇宙之中旅行,也会有宇宙地图供人们使用吗?

事实上,天文学家已经绘制出了宇宙地图。宇宙地图与一般的星图不一样,它对宇宙中已经发现的所有天体的位置、定性和特点都进行了描述。

我们还能通过宇宙地图了解遥远星系的分布。通过宇宙地图,我们会发现在宇宙之中有着数以亿计的星系。如果将宇宙看成是一个半径为1千米的大球,那么银河系则不过是一颗弹珠。而宇宙这个大球的实际半径最少有900亿光年。

近年来,科学家开始着手绘制宇宙3D地图,这幅地图耗费6年时间已经绘制完成了。科学家最新发布的这张开创性3D宇宙漫游图中,包含着2亿多个星系和许多的黑洞,是迄今为止绘制的最大的宇宙地图,覆盖了夜空1/3区域。这幅地图能帮助人们了解宇宙的起源和组成,以及暗能量到底在宇宙中扮演什么样的角色。

虫洞是宇宙之中的虫子所蛀的洞吗?虫洞这一说法,是由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的,认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。爱因斯坦认为,虫洞是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道,也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道,所以也叫“灰道”。然而,同白洞一样,虫洞到目前为止也未被证实确切存在。