水星的公轉和自轉在太陽系里也是很獨特的。水星離太陽的平均距離為5791萬千米,水星在軌道上的平均運動速度為48千米/秒,是太陽系中運動速度最快的行星。它繞太陽運行一周只需要88天,水星自轉周期是59天。地球每自轉一周就是一晝夜,而水星自轉三周才是一晝夜。水星上一晝夜的時間,相當于地球上的176天,水星自轉一晝夜也正好公轉了兩周,也就是說水星上的一天等于兩年。
水星上只有微量的大氣,大氣極其稀薄。通過觀測人們發現水星大氣中的氣體分子與水星表面相撞的頻率很高,甚至高于大氣中的氣體分子間的相撞頻率。也許由于這些原因,水星應被視為是沒有大氣的。水星上白天氣溫非常高,平均地表溫度為179攝氏度,最高為427攝氏度,最低為零下173攝氏度,因此水星上也不可能存在水。
通過探測衛星拍回的照片,人們發現水星的表面和月球很像,表面滿布著環形山、大平原、盆地、輻射紋和斷崖。1976年,國際天文學聯合會開始為水星上的環形山命名。把水星表面最顯著的沖擊性環形山稱為卡路里盆地,它是水星上溫度最高的地區。此外,水星上的環形山有上千個,這些環形山比月球上的環形山的坡度平緩些。水星地形大多數是起伏的,科學家猜測其原因是,幾十億年前水星的核心冷卻收縮引起了外殼起皺。
美國發射的“水手-10”號在1974年3月、9月和1975年3月分別探測了水星,并向地面發回5 000多張照片,為了解水星提供了珍貴的信息。“水手-10”號飛船還探測到水星有磁場,而且是一個強度為地磁場百分之一的全球性磁場。水星磁場的發現說明,其內部很可能有一個高溫液態的金屬核,因為只有核心液態金屬流動才能產生磁場。目前估計水星的核心不足以熱到來液化鎳鐵合金,但是它應該可以液化一些熔點低的物質,比如硫。
但水星是一個很小的天體,它真的會有磁場嗎?由于第一次“水手-10”號僅拍攝到水星表面的37%,所以人類對水星的了解還很少。第二次飛越水星時,它距水星表面最近時在4.8萬千米左右,對水星磁場沒有發現什么新的情況。為了取得包括磁場在內的更加精確的觀測資料,科學家們對探測器的軌道作了校準,使它第三次飛越水星時,離水星表面只有327千米,而且更接近水星北極。觀測結果令人很滿意,水星確實有一個偶極磁場。水星的偶極磁場與地球的很相像,極性也相同,即水星磁場的北極在水星的北半球,其南極在南半球。
隨著人類探測技術的發展,科學家對水星的探測力度會更大,終有一天人們會更清楚地認識水星——這顆距離太陽最近的行星。
原來月亮也偷東西
月球是離地球最近的一個天體,相距約38.4萬千米。人類已經用望遠鏡詳細地觀察了月球,對月球地形幾乎是了如指掌。它是地球的衛星,可以說是與人類最親密的星球,千百年來人類不知給月亮賦予了多少形象和寄托。那些美麗的傳說、優美的文章和詩句反映了地球人對它的熱愛,但你知道實際上月球對地球有什么影響嗎?
月亮的一些小動作已經為人們所認識,比如它能悄悄地“偷走”地球的能量。地球上的潮汐現象多數是月亮引起的,由于月亮繞地球旋轉,地球上的海洋受到月球的引力牽引作用,面對月亮的一面就會出現潮汐。而同時地球遠離月球的一面也出現一個高潮,這是因為月球對地球的牽引作用大于月球對地球水體的作用,從而使這一面的海水向外“鼓”。在滿月和新月時,太陽、月亮和地球在一條線上,這時的潮汐很大,即朔望大潮。而月亮最初和最后的月牙時,會形成較小的潮汐。月球的牽引不但引起潮汐現象,而且還有一個有趣的現象,就是通過牽引,地球的自轉能量被月球“偷走”了,因此每隔100年,地球自轉速度就會減慢1.5毫秒。
因為月亮每年從地球取走一點兒能量,所以它自轉的速度會逐漸加快,利用這個能量它在自己的軌道上向外偏離3.8厘米。天文學家已經證實,月球剛形成時與地球相距是22 530千米,而現在距離已經拉大到450 000千米,隨著時間的推移距離還在變大,也就是說月亮正悄悄地從我們身邊溜走。
但是地球還是有能力留住這個長期為伴的月亮的,因為月球進入地球引力圈后,受到很多力的作用才使其在衛星軌道上繞行,即地球引力、太陽引力、潮汐力和原始大氣的阻力,它們聯合起來俘獲了月球。一般來說,飛進地球引力圈的小天體,包括月球在內受到最大的力就是地球引力。當然地球引力自己并不能使俘獲后的小天體軌道呈橢圓形,還要加上太陽引力才能使小天體軌道發生改變。在地球引力和太陽引力的作用下,進入地球引力圈內的小天體的軌道也不完全是橢圓形的,而且飛行若干周之后必然脫離引力圈跑掉,不可能留在衛星軌道上。但月球并未脫離地球引力圈跑掉,這是為什么呢?因為原始大氣的阻力在起作用。地球引力圈內的原始大氣阻力對飛來的月球起了急劇的制動作用,使月球失去一部分能量,軌道半徑變小,便跑不掉了。那么大氣阻力使月球軌道半徑越來越小,最終為什么沒有掉在地球上呢?因為當月球飛進地球引力圈時,原始大氣已開始逐漸飄散,月球所受到的大氣阻力越來越小,原始大氣消失后,月球所受阻力也隨之消失,因而軌道半徑沒有變小,最終也不會掉到地球上。此外在潮汐力作用下,月球旋轉速度加快,離心作用強化,軌道反而向外推移。正是在這四種力的作用下,月球在被俘后既未掉到地球上來,也沒跑到引力圈外去,始終在衛星軌道上運行,與地球長期相伴。
原來月亮與地球除了“感情”因素外,還有如此多的關聯,絲絲縷縷的微妙關系使地球與月亮長期為伴。
月亮背面隱藏的秘密
自古以來,人們一直欣賞月亮的美,并賦予它很多美好的寓意和傳說。然而我們看到的卻一直是月亮的同一面,為什么看不到月亮的另一面呢?因為月球自轉和圍繞地球公轉的周期相同,所以人們始終只能觀測到月球的半個球面。
那么月亮的背面究竟有什么呢?有人認為月亮的背面也許存在水和空氣,重力也比正面大;也有人說背面是廣闊而又明亮的環形山;還有人大膽預言,月亮正面的中央部分是高地,而背面的中央部分則是一片“大海”。
為了弄清楚月亮背面隱藏的秘密,人類進行了不懈的努力。1959年1月2日,蘇聯發射了“月球-1”號探測器,在月亮表面6 000米的高空拍攝了照片。同年10月4日,前蘇聯又發射了“月球-3”號探測器,它于10月6日開始進入月球軌道飛行,7日轉到月亮背面7 000米的高空。當時太陽照射月亮背面正是拍攝的大好時機,于是月亮背面第一批照片問世了。原來月亮背面和正面差不多,絕大部分是山區,只是顏色稍紅一些。1966年美國向月球發射了太空船,其拍攝的照片更清晰地顯示了月球背面的地貌,從上面可以看到很多形狀不一的圓丘,科學家猜測這可能是熔巖作用的結果。結合科學儀器和宇航員帶回的月亮巖石分析,科學家們認為月亮地貌的形成,是火山活動和隕星撞擊共同作用的結果。
但月亮背面的秘密遠非如此簡單,隨著科學觀測的深入,月亮背面怪事不斷出現。第一件就是月球最長半徑和最短半徑都在月亮背面;第二件是月球的正面集中了所有的月瘤。所謂月瘤就是月球表面重力比較大的地方。月球上既有這種區域也有很多重力偏小區,但奇怪的是,這些異常區都在正面,背面一處都沒有。月球正面與背面的這些差異是怎么形成的?自從發現月球背面秘密后,人們就開始研究這個問題。至今已形成幾種不同見解。
一種觀點是,地球引力使月球發生了類似潮汐的現象,導致正背面的差別;一種觀點認為是巨大的溫差造成的差異,當地球轉到太陽和月亮中間時,月亮發生日全食,這時月球正面溫度會急劇下降,因此形成溫差,反復的溫差最后引起正背面的差異。
這些答案到底能不能解釋月亮背面的現象,月亮背面還隱藏著什么秘密,也許還需要進一步觀測和研究。
月球是外星人的中轉站嗎
隨著科技的發展,如今人類對宇宙的探索日益深入,尤其對月球的勘察和觀測更深入,但是隨著研究的不斷進行,我們逐漸認識到月球上一些鮮為人知的秘密。
1871年,英國天文學家畢爾特為人類留下了月球探測結果報告,這份資料至今仍保存在皇家天文學會內。報告中談到許多觀測現象,其中有些至今仍是個謎。比如畢爾特在月球的高原火山口處觀測到規則的幾何圖形移動體及不明光信號。1963年,美國亞利桑那州的福萊克斯塔夫天文臺觀測到,月球上有一種巨大的閃光移動的物體,長達5千米,寬300米。這種物體總共有31個,它們按嚴格的幾何圖形移動。1968年美國航空航天局公布了月亮上的一些異常細節,這些資料是4個世紀的觀測結果。無獨有偶,這份公布的報告中也有不少難解的疑團,比如出現移動的閃光物體、以每小時6千米的速度加深的彩色深溝、時隱時現的某種“墻”。其中包括1956年11月26日觀測到的龐大閃光物體,即我們說的“馬爾泰十字架”。
這反復出現的閃光物體到底是什么呢?
為了解釋這個奇異現象,各國天文學家致力于此并提出各自的看法。20世紀60年代初,天文學家卡爾·薩根宣布,他用專門的儀器觀測到月球表面之下有巨大的適于生物生存的洞穴,其中最大的洞穴估計有100立方千米;蘇聯天文臺臺長朱普爾科夫·捷契教授也有過這樣的假說。然而這些假說仍然存在很多爭論。
另一方面,航天技術先進的美國在這方面的研究不斷深入,尤其是1969年“阿波羅-11”號登月成功。當時各路媒體對此進行了大范圍報道,從宇航員背帶的顏色,到他們將吃些什么點心等。但報界只字不提這次飛行采用了微型導線及銀質板,上面用電解方法標有以下材料:用74種語言書寫的向外星文明的呼語、人權宣言中的摘錄、埃森那哈會議通過的空間宇航法典摘錄、美國總統的呼語、美國航空航天局呼語及無線電波。
“阿波羅-11”號第一次載人登月成功,當時乘載的宇航員是阿姆斯特朗、奧爾德林及科林斯。當“阿波羅-11”號到達月球軌道時,機艙內只留下科林斯,而登月艙“獵戶星”將阿姆斯特朗和奧爾德林送上月球表面,通過雙波雙通道聯系。其中一個主要通道伴有電視傳真,第二通道為備用,同時美國航空航天局也可以接收到信號。據他們回憶說,當他們剛一接觸月球表面,阿姆斯特朗在話筒里就叫喊道,他處在一個大的震蕩之中,唯一來得及完成的是打開備用通道,他稱當時自己看到旁邊有一個火山口,有幾艘宇宙飛船停放在那里。飛船非常之大,而且在監視著他們。接著他驚慌地喊叫:“請發令給科林斯,作起飛準備。”而奧爾德林則較為平靜,他開動了主通道,著陸后抓起無色的月球土壤,并拍下彩色影片,記下了所有的情節。幸虧沉著的奧爾德林用主通道轉播了一切,并開動了備用聯系通道,但在備用通道里他說:“我看見了某些發光的石塊。”
“阿波羅-12”號發射時,休斯敦宇航中心發出一系列校正指令,才使宇宙飛船調整方向對準月球飛行,因為有一個不明飛行物曾跟隨其后。后來,宇航員在值班日記中寫道:“至今我們還弄不懂,跟在后面的到底是我們的朋友還是敵人?不明飛行物在飛船旁邊飛過,熱浪、光亮沖擊了飛船。”
接下來的“阿波羅-13”號原計劃飛行任務是在月球表面引爆“原子地雷”裝置,目的是造成小小的月震,就此獲取月球結構的資料。一切已準備就緒,但不幸的是飛船發生了爆炸。據說UFO當時就在飛船旁邊。后來專家評論說,看樣子外星人預測到月球被我們的核裝置毀壞對他們是不利的,外星人不歡迎這種爆炸,因為月球看來是他們的中轉基地。
月球,這顆圍繞地球運轉的行星,這顆地球唯一的天然衛星,難道真的是外星人的中轉站嗎?
夜空為什么是黑的
“夜晚的天空為什么是黑的?”也許你會說因為地球自轉,背向太陽的一面沒有太陽照耀就是黑夜。這樣說是因為你把太陽當成唯一的發光體了。但無限的宇宙,充滿了無數個恒星構成的星系,我們看到的滿天繁星,都是會發光發熱的“太陽”。對無限而浩瀚的宇宙而言,一顆恒星的光芒的確很微弱,但是無數顆恒星的光芒合起來應該是非常明亮的,夜空也應該是一片光明的,可事實上為什么卻是黑的呢?
牛頓曾把物質、時間、空間分隔開來,說宇宙像一個存放物質的容器,在這個無限大的容器中,到處布滿了天體,運動的永遠運動、靜止的永遠靜止。到了20世紀,隨著愛因斯坦相對論和哈勃定律的問世,人們發現牛頓的學說是錯誤的。事實上,時間和空間是緊密相連、不可分離、互相影響的,它們存在的形式由物質和物質的運動決定,宇宙在不斷地膨脹著。
這些理論為解釋黑夜現象提供了依據。美國天文學家哈勃觀測發現,幾乎所有的河外星系都在遠離我們而去。即宇宙像正在充氣的氣球一樣不斷膨脹著,越來越大。距離我們越遠的星系,遠離我們而去的速度越快。與此同時,星系輻射到我們這里的光就會減弱。而距離我們很遠很遠的河外星系,可能會以光速退行,以至發出的光傳不到我們這里來。因此,雖然宇宙是無限的,但光可以照到我們這里的天體數量是有限的。只要那些有限的天體射到地球上的光比太陽少,地球上的光亮就只取決于太陽,加之地球自轉,于是產生日夜交替現象。