人与自然 系列丛书-第51部分

快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！

　　我们知道宇宙处于不断的扩张中，这是“宇宙核”初始爆炸的结果，宇宙核乃是一切物质的来源。当那里的物质越来越稀薄时，宇宙是否停止扩张？天体的巨大引力是否最终引起宇宙收缩？相对论的回答是肯定的。黑洞的存在部分地证实了它的预言。即使宇宙不会消失在一个黑洞中，也可能会消失在几个黑洞中。另外，彻底揭开黑洞之谜，还意味着对有关地球从发展到终极的思考有一个明确的答案。




太空人生理变化之谜　
　　人类在进化过程中，长期生活在恒定的地球引力条件下，形成了内环境的平衡。人体的主要成分是由软组织、骨胳、体液构成的，重力对这些成分的作用不同，在进化中形成了这些基本成分之间的一定比例。骨胳结构的坚固性和它的功能、肌肉的主要活动、体液的分布特点，保证了对重力的对抗，使人体得以生存发展。　
　　人类进入宇宙空间前，曾有人预言，失重可能破坏人体的内环境平衡，使人的生理功能发生不可恢复的变化，甚至断言，谁要摆脱重力，谁就将因发生心力衰竭而死亡。人在宇宙空间生活的实践证明，人在失重时，生理功能要发生变化，但不像那位悲观者预言的那么严重。失重时人体生理功能改变，主要是血液和体液重新分布，大量的血液和体液向头部及上半身集中。　
　　大约2公斤血液和体液瘀积到头、胸部，引起头、胸部脉管扩张，面部及上肢浮肿，下肢皱缩；胸部充血增多，心脏增大；血液中红细胞下降约10％，心血输出量减少30％，全身循环血量减少1/5；体内大量失水而造成血浆加浓，血液容量下降。宇航员刚从飞船走下地面，甚至一时不能直立行走，要别人扶着走一段才能行动，这也表明体力消耗是颇大的。　
　　习惯于地球重力生活的人，一旦进入失重环境，将会感到新奇。人体的重量消失了，行动起来真正是身轻如燕，掌上可舞。在舱内可以自由地飞来飞去；也可以停留在空中。在空中失重条件下，站着、坐着或躺着睡眠都一样舒坦，只是必须用带子把自己固定在座椅上，或束缚在固定的睡袋内，以防飘走或到处乱撞。由于飞船内没有我们习惯的白天黑夜之分，只能按钟点执行起居。　
　　在失重情况下，宇航员会觉得头部知觉和身体知觉不协调，闭上双眼时，判断不清周围物体和自己身体的相对位置，有时感到眼前冒金星并有幻觉。　
　　失重条件下人的姿势反射失灵，摇摇晃晃坐立不稳，因而走路要十分小心，要穿上鞋底带爪子的特制鞋，想站住时就把爪子插进有网格的舱壁上稳住身体。如到舱外活动，就要操纵带在身上的一组喷气咀，控制来去行动。　
　　宇航员不仅空间生活奇特，在飞船从地面发射时还要承受强大“地载”的考验。早期飞船在发射加速阶段，宇航员承受5～6G的过载，使人感到体重增加五六倍，若取坐的姿势就会使人体血液涌向下肢，造成脑细胞贫血缺氧而死亡，因而必须让宇航员采用躺卧的姿势。近代飞船，像航天飞机在发射时的过载只有3G，一般的人都能承受，这为更普遍的空间旅行开创了条件。　
　　现在，对太空人体生理学的研究正逐步开展，要实验的内容很多，包括人体在太空中的无机盐平衡、体液生化反应变化、体内微量元素变化、人体的免疫能力、心血管的浓缩应变性能、红细胞寿命变化、人体新陈代谢率的改变、前庭功能变化等项目。可以预见，这些研究将会更多地揭示人在太空中如何变化之谜。




从太空肉眼看清地球之谜　
　　从350公里的高空用肉眼观察地球，有时有可能区分出奇特的细节。例如，可以见到城市街道，甚至看得见自己熟悉的房子。航天员飞越非洲上空时清楚看到村中小房的屋顶。许多航天员说，他们看到从大洋下面冒出来的山脉。从理论上讲说，这是不可能的，因为太阳光渗透到水下深度不到一公里。然而，奇怪的是水下山脉竟在航天员讲的地方被发现了。古时候，人们认为只有天上的神仙能眼见千里，现在常人到了太空，他的睛睛竟也神奇起来！　
　　又如夜间晴空，观察城市就更容易更清楚了。航天员在飞船经过莫斯科上空时，从天上往下俯视：它美极了，成片的住宅灯光放射出银色光辉，在银色的背景上串串路灯形成的黄色线条四通八达。可以分辨出列宁大街、花园环街。。等街道。路灯组成的黄色线条还向外辐射，伸向远方，这是通向其他大城市的公路。有一次航天员拉维金用望远镜对着夜间莫斯科搜索，找到了自己家所住的那栋大楼。外层空间肉眼观察地球不仅显著扩大由普通摄影、电影和电视摄影机所采集的信息，而且在某些情况更有效。因此，目视观察估计农作物状况是很有用的，可以用很小的误差预测出作物产量。　
　　万·列勃得夫曾在空间飞行211天，在此期间他应科学家的要求，对农业区状况进行估价；在春天和夏天对克拉斯诺达尔地区的土壤腐蚀区定位；和其它航天员一道鉴定了通过彩色标度确定谷类作物生长阶段的可能性，并使用同样的技术诊断谷物的病虫害。　
　　根据统计学，火灾使2％的森林受损，因此森林科学家对从太空观察森林火灾的报告特别感兴趣。来自航天站的报告能使他们确定火灾面积，火灾蔓延的方向和灾害程度，以及灭火的最好形式。　
　　科学家从大量的事实中确认，空间确实改善了人的感觉和视觉，但还不能解释其中的道理。这又是一个谜。




宇宙中的“杀星”　
　　自然界的动物弱肉强食，不足为奇。奇怪的是，宇宙间竟也有互相残杀、互相吞食的星球，科学家称之为宇宙的杀星。　
　　宇宙的杀星是美国天文学家前不久才发现的。原来这是两颗进入晚年期的恒星，靠得很近，彼此都绕着对方旋转运动。在运动中，相互吞食，其中大一点的恒星几乎是连续不停地吞吃着另一个小的恒星。其方法是：把对方的外层物质剥下来并吸引到自己身上，使自己越吃越胖，体积和质量不断增大；被吞吃的恒星，体积和质量日益变小，现在仅剩下一个可怜巴巴的核心了。这是由于恒星在旋转过程中，既产生向心力，又产生离心力。处于恒星表面的物质，既受有恒星体的吸引力，同时又产生一种离心力。一般情况下，两种力量趋近平衡。当两颗恒星距离很近时，由于万有引力，彼此都对另一方产生引力，而且质量越大者，其吸力也越大。当这种引力克服了对方星球表面层的吸引力时，就把对方星体表层物质剥下来吸附在自己星体表面，使自己的体积和质量不断加大。目前这一理论未经实验证实，还仅仅是一种假说。




天上牛郎织女难相会　
　　“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”这是唐代著名诗人杜牧的一首七言绝句。在仲夏的夜晚，当你抬头仰望星空的时候，会看到一条白蒙蒙的光带，从东北伸向西南，浩浩荡荡，横贯天空。这就是人们常说的银河，也叫“天河”，天文学上取名为“银河系”牛郎和织女两星隔河相对，闪烁着耀眼的光辉。　
　　古往今来，人们面对群星争辉的星空，浮想联翩，留下了不知多少神话传说，其中牛郎织女的恋爱故事，成为我国古代四大传说之一。牛郎织女七夕鹊桥相会的美丽神话已经流传了几千年，北宋词人秦观曾写下《鹊桥仙》的名篇，发出了“金风玉露一相逢，便胜却人间无数”的赞叹。天真的孩子们每每守候半夜，想一睹两星相会的情景，却总是失望。　
　　美好的传说，毕竟不是科学。故事中的牛郎织女是一对相亲相爱的夫妻，可是论起星体大小和亮度来，却不太相称：织女星高大、粗壮，直径是太阳的3。2倍，体积是太阳的33倍。它是天空第四颗最亮的恒星，呈蓝白色，天文学家称它为“天琴座星”，表面温度高达8900℃，比太阳亮50倍；而牛郎星比起织女星，却要矮小瘦弱得多。它的直径为织女星的1/2，是一颗微黄色的星，表面温度为6000℃，只有织女星亮度的1/5。我国古代称之为“黄姑”或“河鼓”，现代的天文学家称它“天鹰座星”。它的两侧各有一颗小星，这就是传说中的牛郎和一对儿女。三星连成一线，故又名扁担星。传说牛郎织女在七夕相会。其实，那是不可能的。科学家早就测量出织女星离我们26。4光年，牛郎星是16。3光年，它们彼此相隔也有16。4光年。光年是计量天体距离的一种单位，是光在一年里所走过的路程，约相当于10万亿公里。光实际是无线电波的一种，1秒钟能跑30万公里。使用光年这把长尺，就好像度量从北京到广州的距离时不用毫米而用公里一样，只是为了方便。　
　　由此可见，牛郎星和织女星相距如此遥远，它们是不可能每年在七夕相会的。　
　　牛郎即使乘坐特别快车不停地奔驰，也要几千万年后才能回到织女身边；发一封无线电报，也要16年后才能到达，步行走过这座金桥需要2亿多年，谈何容易。在那一夜互叙别情的“七夕相会”，只能是借助想象的翅膀罢了。　
　　尽管这样，牛郎、织女两星，还是离我们比较近的恒星。地球上能像今天这样生机蓬勃，多亏有太阳这颗恒星源源不断和恰如其分地供应光和热。　
　　假若换了牛郎星或织女星在太阳现在的位置上，那么它们就不再是那么可爱了。地球上的草木顷刻会焦枯，江海很快也会晒干，不消多久地面就会成为一片干热的荒漠。不过，它们在航海导航上作用很大。因织女星是全天空五大亮星之一，容易辨认。据说明代著名航海家郑和下西洋，他的庞大船队就利用织女星作为导航标记。　
　　有趣的是，这种牛郎织女相望的景象，只是我们在天体演化的现阶段所看到的暂时现象。天文学家们推算，大约12000年以后，由于地轴所指方面的变化，织女星会成为我们的指极星，像今天的北极星一样，我们在地球上看起来天上的群星都要围绕织女星转，牛郎星也不会例外呢！




寻找太阳系的亲兄弟　
　　我们太阳系是一个巨大的“王国”，太阳就是它的“国王”。太阳周围的行星、卫星、小行星、彗星，都是太阳王国的居民。　
　　难道除了太阳以外，别的恒星就没有行星围着它转了吗？如果有，太阳系也算是有了兄弟。另外，如果找到了这样的行星系统，还可以为寻找地外生命提供一些线索。　
　　观察星空，常用光学天文望远镜。在这种望远镜里，看不到太阳系外的行星。因为行星的光很微弱，一定会被那颗恒星强烈的亮光淹没，这就好像大白天用手电筒打信号，远方的人看不见小电珠的光一样。　
　　这并没有难倒天文学家，他们想出了一些巧妙的办法去寻找太阳系的兄弟，寻找其他恒星的行星系统。如今，有了好几项激动人心的发现。　
　　1983年，美国、荷兰、英国联合发射了一颗“红外天文卫星”，专门探测各种天体发出的红外线。因为恒星温度很高，主要发出看得见的光；而行星温度低，主要发出红外线。利用这个差别，就可以看到温度很低的天体。　
　　果然，这颗卫星在织女星的周围发现了一个奇怪的环状物体。这个环状物体的总质量大致相当于300个地球，由许多细小的尘埃颗粒组成。每个颗粒只有约0。025毫米。　
　　这是一条重要新闻：人类有史以来第一次直接发现一颗恒星周围有固态物体。　
　　据天文学家说，这个尘埃环是一个正处在形成过程中的行星系统，目前它的那些尘埃微粒还没有团聚成行星。但是，它却向我们再现了太阳系刚诞生时的情景。　
　　红外天文卫星还发现，南半天空中的绘架座β星有一个侧面对着我们的尘埃盘。盘中的物质会吸收这颗恒星发出的可见光，所以，可以利用光学望远镜研究它。　
　　1984年，美国的两位天文学家用安装在智利的一架口径2。5米的望远镜探测了这个尘埃盘，弄清了这个盘的总质量大约是地球的100倍，半径约600亿公里。尘埃盘中的固态物体，小的像灰尘那么细微，大的直径有好几公里。　
　　天文学家们认为这个尘埃盘是一个刚刚诞生的行星系统，或者是很快就会正式形成的行星系统，它应该是太阳系的小兄弟。　
　　为了寻找行星，天文学家们在不断地努力着。美国的几位天文学家把搜寻的目标确定为蛇夫座中一颗名叫VB8的暗弱恒星。它到太阳的距离是21光年。他们使用一种叫“斑点干涉测量”的方法，探测到VB8有一颗非常暗的“伴星”，人们称它为VB8B。它的情况和土星非常相似。VB8B的表面温度为1000℃左右，这比一般恒星的表面温度低得多。它的发光能力也比人们以前知道的那些最暗的恒星还要弱10倍。而且，预计10亿年后，它也会冷却到像木星那样低的温度。所以，天文学家们在1984年宣布它非常可能是人们盼望已久的，在太阳系之外辨认出的第一颗真正的行星。




太阳体温之谜是怎样揭开的　
　　在众多的星星当中，与我们地球关系最密切的就要数太阳了。光芒万丈的太阳同其他恒星一样，是一个炽热的大火球，它的表面温度高6000℃。或许有人会问：太阳离我们那么遥远，人们是怎么知道它的温度的呢？　
　　人类早就想知道太阳到底有多热，但是，因为科学技术水平太低，很长一段时间毫无进展。直到18世纪，俄国的一位天文学家采拉斯基才实际给太阳测温。采拉斯基所用的工具并不复杂，只是一个直径有一米的大凹面镜。　
　　凹面镜的主要特点是能反射和会聚光线，它能把远处来的光线，会聚成一个不大的小亮点，那里就是凹面镜的焦点。采拉斯基正是利用凹面镜的这个特点来收集太阳光线的。当他把那个大凹面镜对准太阳时，果然形成了一个极其明亮的光点。接着，采拉斯基将一根铂金丝伸到那个亮点上，这个熔点很高的金属线竟然被烤化了。把如此遥远的日光汇聚在一起，还能使铂金丝熔化，可见太阳的温度决不会低于铂的熔点1772℃。　
　　那么太阳的温度到底有多高呢？当时还没办法确定。这个难题又被拖到了19世纪。那时，人们已经有办法测量太阳的辐射热量，结果得到这样一个数字：“在地球上每平方厘米的面积上，每分钟接受到的太阳辐射热量是1。95卡。这些热量到底是多少呢？如果用它加热一支2毫升的药瓶里的水，只能让这些水提高近1℃的温度，实在少得可怜！可是，我们不要忘记，太阳和地球之间相距15，000万公里，太阳的光和热是向四面八方辐射的，我们地球表面接收到的热量只是太阳总辐射的很小的一部分。这就是说，假如把太阳包在一个大球中，这个大球的半径恰好是太阳和地球之间的距离150，000万公里，那么，在这个大球面上，每平方厘米的面积上都能在一分钟内接到1。95卡的热量。只要算出这个火球的面积，就能知道太阳每分钟里的总辐射热。只是数大了点，要在6的后面加上27个“0”那么长。




天体命名　
　　在茫茫宇宙中发现新天体实属困难，而要给这些新天体命名亦非易事。　
　　这方面虽有一定的规则，但有时也有相当复杂的情况。　
　　1991年，“伽利略”号宇宙飞船飞近加斯普拉小行星时，拍摄下上面的许多火山坑，怎样给它们命名呢