暗物質之謎

宇宙大爆炸理論認為：宇宙誕生之前，沒有時間，沒有空間，沒有物質，也沒有能量。約150億年前，一個很小的點爆炸了，逐漸膨脹，形成了空間和時間，宇宙隨之誕生，并經過膨脹、冷卻演化至今，星系、地球、空氣、水和生命便在這個不斷膨脹的時空里逐漸形成。

暗物質是宇宙中存在的一種不明性質的物質粒子，它的電磁放射和折射非常微弱，所以不能被直接探測到。但是，我們肉眼能見的物質如星系、恒星甚至各種生物，所占質量只是宇宙中很小一部分，暗物質的質量是可見的普通物質質量的5倍以上。暗物質在宇宙的組成中占24%。

暗物質是誰最先發現的呢？

1915年，愛因斯坦根據他的相對論得出推論：宇宙的形狀取決于宇宙質量的多少。他認為，宇宙是有限封閉的。如果是這樣，宇宙中物質的平均密度必須達到每立方厘米5 × 10-30克。但是，迄今可觀測到的宇宙的密度，卻比這個值小100倍。也就是說，宇宙中的大多數物質“失蹤”了，科學家將這種“失蹤”的物質叫“暗物質”。

1930年初，瑞士天文學家茲威基發表了一個驚人結果：在星系團中，看得見的星系只占總質量的1/300以下，而99%以上的質量是看不見的。不過，茲威基的結果許多人并不相信。直到1978年才出現第一個令人信服的證據，這就是測量物體圍繞星系轉動的速度。我們知道，根據人造衛星運行的速度和高度，就可以測出地球的總質量。根據地球繞太陽運行的速度和地球與太陽的距離，就可以測出太陽的總質量。同理，根據物體（星體或氣團）圍繞星系運行的速度和該物體距星系中心的距離，就可以估算出星系范圍內的總質量。這樣計算的結果發現，星系的總質量遠大于星系中可見星體的質量總和。結論似乎只能是：星系里必有看不見的暗物質。那么，暗物質有多少呢？根據推算，暗物質占宇宙物質總量的20%～30%才合適。

不過，說到底暗物質究竟是什么東西，如今仍不十分清楚。理論家提出了各種各樣的猜測和預言，目前流行的看法是，暗物質可能是某種或某些相互作用極弱的重粒子，在已知的粒子中，最有可能是暗物質的就是微中子。這種粒子的作用很弱，可以穿越地球，而且數量很多。按照宇宙學的理論，平均每立方厘米中約有100個微中子。

暗物質和暗能量是21世紀初科學最大的謎。它們的存在，向全世界年輕的科學家提出了挑戰。暗物質存在于人類已知的物質之外，人們目前知道它的存在，但不知道它是什么，它的構成也和人類已知的物質不同。在宇宙中，暗物質的能量是人類已知物質的能量的5倍以上。以人類已知的核反應為例，反應前后的物質有少量的質量差，這個差異轉化成了巨大的能量。暗能量卻可以使物質的質量全部消失，完全轉化為能量。宇宙中的暗能量是已知物質能量的14倍以上。

為探索暗物質的秘密，世界各國的粒子物理學家正在這個領域努力工作，相信揭開暗物質神秘面紗的那一天不會太遙遠了。

黑洞之謎

為了研究太空中看不見的光線，美國宇航局研制發射了高能的天文觀察系統。在其發回的X射線宇宙照片中，天文學家發現了最驚人的一幕：那些人們認為已經湮滅了的星體，依然能放射出比太陽這樣的恒星體更為強烈的宇宙射線。這證明了長久以來人們的一個大膽設想：宇宙中確實存在著看不見的“黑洞”。

“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個“大黑窟窿”，其實不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。黑洞是由大于太陽質量的3.2倍的天體發生引力坍塌后形成的（小于1.4個太陽質量的恒星，會變成白矮星）。天文學的觀測表明，在很多星系的中心，包括銀河系，都存在超過太陽質量上億倍的超大質量黑洞。

根據愛因斯坦的廣義相對論，引力場將使時空彎曲。當恒星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什么影響，從恒星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。

等恒星的半徑小到一特定值（德國科學家史瓦西計算出了一個可能具備無窮大引力的天體半徑，天文學上叫“史瓦西半徑”）時，就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時，恒星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質一旦掉進去，似乎就再不能逃出。

那么，黑洞是怎樣形成的呢？其實，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來的。

當一顆恒星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料（氫），由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

根據科學家的計算，中子星的總質量不能大于3倍太陽的質量。如果超過了這個值，那么將再沒有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發另一次大坍縮。于是，物質將不可阻擋地向著中心點進軍，直至成為一個體積趨于零、密度趨向無限大的“點”。而當它的半徑一旦收縮到一定程度（史瓦西半徑），巨大的引力就使得光也無法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯系——“黑洞”誕生了。

與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。黑洞具有“隱身術”，人們無法直接觀察到它。那么，黑洞是怎么把自己隱藏起來的呢？答案就是——彎曲的空間。一般來說，光是沿直線傳播的。可是根據廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖仍然沿任意兩點間的最短距離傳播，但走的已經不是直線，而是曲線。

在地球上，由于引力場作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發出的光，雖然有一部分會落入黑洞中消失，可另一部分光線會通過彎曲的空間繞過黑洞而到達地球。所以，我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的“隱身術”。

其實，黑洞也是個星球，只不過它的密度極大，靠近它的物體都被它的引力所約束。對于地球來說，以第二宇宙速度來飛行就可以逃離地球，但是對于黑洞來說，它的第二宇宙速度之大，竟然超越了光速，光速已經是極限速度了。所以連光都跑不出來，于是射進去的光沒有反射回來，我們的眼睛就看不到任何東西，只是漆黑一片。

“黑洞”無疑是本世紀最具有挑戰性、也最讓人激動的天文學說之一。許多科學家正在為揭開它的神秘面紗而辛勤工作著，希望有一天它的秘密能被徹底揭開。

宇宙中真的存在反物質嗎

從中學時代我們就知道，世界是由物質組成的。但是，如今科學家提出了“反物質”的概念，對傳統觀點提出了挑戰。那么，反物質是什么？宇宙中是否真的存在反物質呢？

反物質和物質是相對立的，它們是兩個不同的概念。眾所周知，物質構成了世界，而原子構成了物質，原子核位于原子的中心。原子核由質子和中子組成，帶負電荷的電子圍繞原子核旋轉。原子核里的質子帶正電荷，電子與質子所攜帶的電量相等，但一正一負。質子的質量是電子質量的1840倍，它們在質量上形成了強烈的不對稱性。這引起了科學家的關注。因此，有一些科學家在20世紀初就認為二者相差十分懸殊，因而應該存在另外一種電量相等而符號相反的粒子。如：存在一個同質子質量相等但攜帶負電荷的粒子和另一個同電子質量相等但攜帶正電荷的粒子。這就是“反物質”概念的最初觀點。

狄拉克是英國青年物理學家，他根據狹義相對論和量子力學原理，于1928年提出了這樣一個設想：在自然界中，存在著帶負電的電子，同時還存在著一種與電子一樣但能量與電荷都為正的正電子。這種電子可以稱為電子的“反粒子”。狄拉克認為，物質和反物質一旦相遇，就會互相吸引，并發生碰撞而“湮滅”，各自的質量也消失了，并釋放出大量能量，這些能量以伽瑪射線的形式出現。在我們周圍的物質世界中不可能有天然的反物質存在的原因就在于此。

狄拉克的這一設想，對科學界震動很大，科學家們認為這種設想極有道理，因而，他們極力尋找和制造反物質。

1932年，美國物理學家安德森研究了一種來自遙遠太空的宇宙射線。在研究過程中，他意外地發現了一種粒子，這種粒子的質量和電量都與電子完全相同，唯一不同的是在磁場中彎曲時，其方向與電子相反，也就是說它是正電子。這一發現論證了狄拉克的設想，并大大激勵了人們的研究熱情，他們紛紛投入到尋找反物質粒子的工作中。1955年，在美國的伯克利，錢伯林和西格雷兩位科學家利用高能質子同步加速器發現了反質子。西格雷等人于1957年又觀察到了反中子。

歐洲一些物理學家于1978年8月，成功地分離了300個反質子達85小時，并成功地儲存了這些反質子。1979年，美國新墨西哥州立大學的科學家進行了一個實驗，在實驗中，把一個有60層樓高的巨大氦氣球，放到高空，氣球在離地面35千米的高度上飛行了8個小時，捕獲了28個反質子。關于反質子的發現層出不窮，這些發現激發了人們的興趣。反中子和中子一樣都不帶電，但它們在磁性上存在差別。中子具有磁性且不斷旋轉，反中子也不斷旋轉，但其旋轉方向與中子恰恰相反。順著這個線索，物理學家們繼續尋找下去，結果發現了一大群新奇的粒子。到目前為止，已經發現了300多種基本粒子，這些基本粒子都是正反成對存在的，也就是說，任何粒子都可能存在著反粒子。

這樣，用人工的方法把反質子、反中子和正電子組成反物質原子這一設想在理論上是成立的。在實踐中人們利用粒子加速器人工制造出由一個反質子和一個反中子組成的反氘核，這個反氘核是人工制造出的第一類反原子核，它是美國布魯克海文實驗室研制成功的。由兩個反質子和一個反中子組成的反氦-3核是第二類反原子核。蘇聯在塞普霍夫加速器上曾獲得5個反氦-3核。而反原子是由正電子與這些反原子核相結合而得到的。1996年1月，歐洲核研究中心宣告德國物理學家奧勒特等利用該中心的設備合成得到第一類人工制造的反原子，即11個反氫原子。由于這一科研成果意義重大，歐洲核研究中心專門開會慶祝反原子的人工合成。物理學家們預言，技術上進一步的改進將會使大量生產反物質原子的設想成為可能。

對于反物質在自然界中究竟有沒有的問題，人們觀點各異。以往的一些理論認為，在宇宙中，正物質和反物質是對稱的、同樣多的。雖然，反物質在地球上只能出現在實驗室里，且時間短暫，但是在茫茫宇宙中的某些部分卻有可能存在一些星系，這些星系由反物質構成。在那些星體上反物質的存在是極其“正常”的，而正物質卻很少在那些星體上存在。物質與反物質在電磁性質上相反而其他方面均相同，那么，在宇宙總磁場影響下，它們各自向宇宙的相反方向集中，分別形成星系與反星系。根據這種觀點，宇宙應該一分為二，由正物質和反物質兩部分構成。可以想象，由反物質構成的星系應該距離我們極其遙遠。但是，至今我們也無法獲得關于反星系分布的直接證據，因為由反物質組成的星系與正物質組成的星系發出的光譜完全相同，而我們今天的天文觀測手段還較落后，沒法將它們區分開來。

宇宙中應該存在一個反物質世界，這從理論上講是行得通的，可事實上并不這么簡單。自然的反粒子和反物質在地球上是不存在的。科學家們研究發現，核反應中產生的反粒子被大量正常粒子包圍著，所以產生出來沒多久就會和相應的正常粒子結合，兩者結合后，反粒子便不存在了，它轉化成了高能量的光子輻射。可人們至今還沒有發現這種光子輻射。在我們地球上很難找到反物質，因為普通物質無處不在，而反物質一旦遇到它就會湮滅。事實上，反物質仍能以自然形態存在于地球以外的宇宙中。由于反物質發出的光與物質發出的光一樣，所以人們無法從恒星發出的光來判斷它是物質還是反物質。因此人們推斷，完全可能有反物質構成的恒星存在于宇宙中，或者在距別的星球足夠遠的孤立空間中，甚至在銀河系中。自然界是有對稱性的，所以，其中必同時存在著由物質組成的星體和由反物質組成的星體。當然，物質和反物質不可能同處在一個星體中，因為二者碰到一起就要湮滅。

到底在宇宙中有沒有自然存在的反物質，還有待于科學技術的進一步發展去證實。物理學家們努力搜尋反物質，希望能在宇宙中尋找到它們。

能不能直接觀測太陽系以外宇宙中的反物質呢？可以，但目前只有一個辦法，那就是研究宇宙射線。

在地面實驗室中很難探測到宇宙射線中的反物質，因為有一個稠密的大氣層在地球上空。穿越大氣層時，宇宙射線會與大氣碰撞而產生次級粒子，這些次級粒子又會與大氣粒子碰撞產生更次級的粒子，這樣幾經反復，地面上測不到原始的宇宙射線，因此也無法確定宇宙射線中反物質存在的情況。為此，人們想方設法把探測器送上大氣的最高層，并一直希望能將探測器送到太空。過去，人們多次用高空氣球把高能反物質望遠鏡等探測器送到高空，探測宇宙射線中的正電子與反質子，但收獲不大，從未發現過比反質子更重的反原子核。現在，隨著航天技術的發展，到太空中去尋找反物質的愿望終于可以實現了。

1998年6月3日6時10分（北京時間），美國“發現號”航天飛機載著阿爾法磁譜儀，從肯尼迪航天中心發射升空。“發現號”航天飛機的成功發射，標志著探索宇宙反物質的重大科學實驗的開始。值得一提的是阿爾法磁譜儀主要由中國科學家參與研制。

阿爾法磁譜儀的英文名字是Alpha Magnetic Spectrometer，簡稱AMS，它主要由上下各2層的閃爍體、永磁體、緊貼永磁體內壁的反符合計數器、內層的6層硅微條探測器以及契倫科夫探測器等各種探測器組成。

在阿爾法磁譜儀中，由銣鐵硼材料制成的永磁體是其主體結構，其重量約2千克，高1米、直徑1.2米、長0.8米，是一個空心圓柱體，其中的磁場強度為1400高斯，能長期在太空中穩定工作。根據磁場反應的粒子電荷以及粒子的速度、軌跡、質量等信息，AMS可以推斷粒子的正與反。可以說，當今最先進的粒子物理傳感器就是AMS。

航天實驗證明，阿爾法磁譜儀經受住了發射升空時的劇烈震動和嚴酷的太空工作環境的考驗，運行狀況良好，捕捉到許多帶電粒子的蹤跡，這些粒子是由次宇宙射線發出的。按照預定的計劃，2001年2月，阿爾法磁譜儀被裝載到阿爾法國際空間站上，進行長達3年的反物質空間探測。

人們如此熱切地探求反物質，其目的不僅在于要證實理論的正確與否，而更實際的則是在于獲取巨大的能量。

任意半噸物質與半噸反物質相遇，則發生“湮滅”，并且會放出能量，這種能量將是燃燒1噸煤所放出的能量的30億倍。只要用正、反物質各1噸發生“湮滅”, “湮滅”所產生的能量就可以解決全世界1年所需的能量。而且“湮滅”后不留殘渣和任何有害氣體。因此，反物質是極干凈的超級能源，同時更是最理想的宇宙航行能源。據計算，10毫克的反質子只有一粒鹽那么大，卻可以產生相當于200噸化學液體燃料的推進能量。通過這些能量，可以輕而易舉地將巨型航天器送入太空。科學家們設想造一艘頭部裝一面巨大的凹面反射鏡的光子巨船，要使飛船開動時，就將燃料庫中的物質和反物質分別有控制地輸送到凹面鏡前，讓它們在凹面鏡前適當位置接觸、“湮滅”，再轉化為極其強烈的伽馬射線，即光子流。這種光子流被凹面鏡反射出去，產生巨大的反作用力，就像氣體從火箭噴口噴出一樣，推動飛船前進，實現星際航行。

盡管至今我們仍不能確定宇宙中有反物質，但我們也不能過早予以否定。因為距離我們100多億光年的天體是人類已觀測到的最遙遠的天體，但這并不是宇宙的邊緣，也許在更遙遠的太空中會有反物質存在。也可能確實有反物質存在于我們已經觀測到的宇宙中，只是由于某種原因使我們無法看到這些反物質。

小行星會撞擊地球嗎

近年來，關于地球的命運有一個很敏感的話題，即小行星會撞擊地球。的確，在茫茫宇宙之中，地球只是一個很不起眼的星球。既然宇宙中每時每刻都在發生星體碰撞，那么地球也就存在被撞擊的可能。但是這里是人類的家園，就目前而言，我們舍此別無居所。因此人們自然會想到一個很令人擔憂但不容回避的問題：地球的命運如何？小行星會撞擊地球嗎？

實際上，這并非杞人憂天。盡管各種星體在茫茫太空的運行都井然有序，大家“井水不犯河水”，按各自的軌道來回穿梭運行。但是，偌大的宇宙太空，天體運行中的“交通事故”經常發生。經研究，彗星和小行星對地球的威脅最大。太陽系的外部邊緣是彗星的活動范圍，這種活動范圍時時急劇地傾向地球的軌道。這種情形就像一輛車在雙向高速公路上行駛，不斷有車輛迎面而過，也不斷有人從旁邊的快車道超車。不過與彗星相比，太陽系小行星對地球的威脅要大得多，畢竟彗星的物質構成還很稀薄。

1807年，灶神星被發現以后，一直到1815年，8年間再沒有人發現過小行星，直到1845年發現了第5顆之后，每年都有新的發現，小行星的數量急劇增加。23年后，小行星的數目突破100顆，數量達到200顆時只用了29年。又過33年，小行星的數量已經達到449顆。截至1999年1月初，已有1萬多顆小行星被人類正式編號記錄下來。據估計，約有50多萬顆的小行星能通過天文望遠鏡用照相的方法記錄下來。

小行星與大行星一樣，都緊緊地圍繞著太陽旋轉，但它們大小不同，形狀各異。小行星一般都不大，最大的谷神星直徑只有700多千米。據統計，只有100多顆小行星直徑大于100千米。約有一兩萬顆小行星的直徑都不到1000米，大多數小行星的直徑僅有幾米、幾十米。此外，已發現有小衛星繞著部分行星運轉。

1991年10月，“伽利略號”探測器（其主要任務是探測木星）拍攝到大小約為19 × 12 × 11千米3，自轉周期約2.3小時的第951號小行星加斯帕拉。其表面有幾百個較小的隕擊坑，這可能是當它在碰撞時，大隕擊坑被強烈的大星震夷為平地。

“伽利略號”探測器還拍攝到一顆具有磁場的叫“艾達”的小行星，同時還發現了艾達的衛星也具有磁場。小行星艾達呈不規則的長條形狀，大小約為56 × 24 × 21千米3，自轉周期是4.6小時，其表面有許多撞擊坑。距離艾達1000千米的小衛星直徑為1.5千米。據分析，可能是一顆直徑達250千米的母體分裂而形成的艾達小行星和衛星，迄今它們仍保持著磁場。有趣的是，一年后“伽利略號”宇宙飛船觀測到的4179號小行星，也是一對形狀很不規則的小行星，其中最大的直徑為6.5千米，其上均有許多隕石坑。

1997年6月27日，美國“近地小行星會合號”空間探測器拍攝了一張距離小行星2400千米的照片，這顆小行星就是253號行星“瑪蒂爾達”。它屬于碳質小行星，大小為57 × 53 × 50千米3，其自轉周期為17.4小時，表面反射率很低，有4%的入射陽光能被反射回去。瑪蒂爾達表面上布滿了隕石坑，隕石坑比小行星艾達上的隕石坑要大，有一個隕石坑的直徑至少在19～20千米以上，相當于它本體直徑的2/5。

小行星通常是由下列物質構成的：石頭、碳、金屬、石與金屬的結合。按它們所在的空間區域分，主要有以下3類：（1）位于火星與木星之間的小行星帶。在該區域中，小行星圍繞太陽運行，軌跡近似圓形。多數小行星，尤其是較大的小行星都位于這一區域。（2）特洛伊小行星群包括兩個小行星群，它們與木星在同一軌道上運行，其中一個小行星群在木星之前60°，另一個小行星群在木星之后60°。這些小行星的命名是用特洛伊戰爭中的英雄命名的。（3）繞太陽運行時穿過地球軌道且自身軌道明顯伸長的一群小行星，它們的軌道不規則。這類小行星以古希臘與古羅馬神話中的太陽神阿波羅命名。

在上述小行星中，只有阿波羅型的小行星對地球有危險。這些小行星通常每隔若干年穿越地球軌道一次，它們穿過地球運行軌道時，雖說它們距離地球相對比較遠，但少數的近地小行星仍有可能與地球碰撞。它們主要是平均直徑略超過0.8千米的石質小行星，直徑從6～39千米不等。迄今已發現近200顆阿波羅型小行星，而且這個數字還在繼續增長。

天文學家認為，可以排除直徑小于數十米的近地小行星對地球構成威脅的可能，因為它們往往在與大氣摩擦時產生巨大熱量，在未到達地面前就已經被燃燒殆盡。直徑大約100～1000米以上的小行星對地球構成了較大的威脅。直徑1000米以上的中等小行星對地球的威脅最大，這是因為它們撞擊地球的機會相對比較大，而且它們數量眾多。撞擊如果發生，會釋放出極其巨大的能量，而且會使世界上1/4的人口死亡。假定一顆小行星撞上地球，它的密度為3克/厘米3、平均速度為20千米/秒、直徑為1000米，那么它所造成的沖擊相當于數十億噸黃色炸藥的爆炸力，其能量為1945年在廣島上空爆炸的原子彈所釋放能量的幾百萬倍。

事實上，從誕生伊始，地球便在漫長的年代里不斷受到撞擊。說起來人類應感謝這些撞擊，因為正是由于這些撞擊，地球才會有水或其他生命所需的有機物質出現。大約45億年前，天文學家認為在一團旋轉的氣體和塵埃云中誕生了太陽系。巖石等物質凝聚為包括地球在內的行星。由于巖石在互相碰撞中釋放出巨大的能量，地球最初像一個熔融的球體，熱度很高，表面的水、二氧化碳、氨、甲烷等揮發性的物質都沸騰逸散了。隨巖石逐漸減弱了撞擊，地球慢慢冷卻下來，地殼凝結成固體。這時太陽系邊緣的寒冷的彗星，攜帶著水等有機物質撞擊地球，于是生命開始了漫長的進化過程。

然而，這些不速之客的光臨并非總給地球帶來好運。古生物學家認為由于小行星或彗星撞擊地球，地球進化史上曾發生了幾次50%以上的物種滅絕事件。如5.05億年前和4.38億年前，海洋生物被滅絕；3.6億年前，海洋和陸地有機體被滅絕；6500萬年前，統治地球1億多年的恐龍被滅絕。特別是恐龍的滅絕，由于距我們時間最近，一直最為人們關注。近來有越來越多的研究人員認為，小行星的撞擊造成了這種龐然大物的滅絕。

如果說只能推測和想象上述撞擊事件，那么發生在20世紀的險情則讓我們有了真切的感受。100年間，天文學家發現過許多次近地小行星與地球近距離“照面”的情形，真是“險象環生”。令天文學家們大吃一驚的是，1932年首次發現阿莫爾型小行星離地球最近時只有2200萬千米。1989年，在“1989FC”小行星遠離地球半年之后，曾引起一場轟動世界的風波，人人都以為小行星可能撞擊地球，后來證實這只不過是新聞報道的失誤，讓人虛驚一場。1991年1月18日，人們發現“1991BA”小行星離地球的距離只是月球到地球距離的一半，僅17萬千米，當時堪稱“近地之冠”。“1997BR”小行星是中國天文學家發現的第一顆距地球距離小于7.5萬千米的近地小行星，其運行軌道與地球軌道相切。像這樣與地球軌道相切的近地小行星，是已知的對地球潛在威脅最大的小行星。2000年12月底，一顆小行星從倫敦上空“飛過”，嚇得不少人直冒冷汗，當時這顆直徑為46米的小行星距地球僅僅80萬千米，如果它撞上地球，將會撞出一個1200米寬的大坑，后果不堪設想。

相對于這些有驚無險的事件，20世紀初的那次撞擊更讓我們感到了它的威力和可怕。1908年6月30日凌晨，一個來自太空的火球拖著長達800千米的尾巴在通古斯河谷上空爆炸，通古斯河谷位于貝加爾湖西北800千米處。大片森林被強烈的沖擊波擊倒，燃起一場沖天大火，濃煙積聚成的黑云許久不散。遙遠的倫敦甚至也聽到了爆炸聲，約有1500只馴鹿葬身火海，所幸沒有人死亡。后來人們發現在爆炸中心出現了一個巨大的“坑”, 200多個直徑1～50米的洞穴遍布在周圍3000米的范圍內，30～60千米范圍內的樹木全部倒下，樹根齊刷刷地沖著爆炸中心。這一事件被稱為“通古斯事件”。由于科學家們在現場沒有找到隕石碎片，因此他們幾十年來仍一直在苦苦探索。最近有一種為越來越多的人所能接受的解釋是：一顆石質小行星從東北方向以30°角進入大氣層，這顆直徑30米的小行星的速度是15千米/秒，它的沖擊波的震蕩和壓力化解了自己，當輻射能達到臨界值時，發生的威力相當于1000多萬噸TNT炸藥的爆炸。讓人慶幸的是，它發生在荒涼的西伯利亞地區，雖然當時它沒有直接造成人員死亡，但卻使周圍牧民受到了輻射的損傷。在他們及其后代身上，出現了許多像廣島原子彈事件的受害者一樣的怪病。

據科學家預測，21世紀里小行星與地球“照面”的機會將有7次，這7次都發生在距離小于300萬千米的情況下。近來，英國天文學家已計算出一個位置，在這里，小行星帶有可能接近地球。這個小行星帶可能會增加碰撞地球的機會，而且都是災難性的。報告說，在適當的條件下，這些天體可以在非常接近地球的軌道上運行。雖說并不能確定地球與小行星是否會發生大碰撞，但這種危險的確存在。也就是說，那些數百萬年或數千萬年才會有一次的碰撞事件的確可能存在，盡管概率很低，但不能排除這種可能性。

我們只有提前探測到潛在的有巨大殺傷力的小行星，才能避免悲劇的發生。為此世界各國制定了觀測計劃，都是針對近地小行星的。比如美國的“太空監測計劃”、“近地小行星追蹤計劃”，中國的“施密特CCD小行星計劃”等。再者，就是考慮如何攔截小行星或使其偏離原來的軌道而遠離地球。形形色色的方案隨之被提出來了。方案之一為“打擊”，有人提出可用一系列的鎢彈排列起來打擊小行星，或將數萬發至數十萬發鎢彈用輕質纖維串在一起形成一個打擊自投羅網的小行星的三維網絡；方案之二是“蒸發”，即在小行星軌道上引發使其汽化的核爆炸；方案之三稱“轉向”，即通過發射火箭或利用核爆炸攔截或改變小行星運動方向。但以上3個方案產生的碎片會對地球造成更大的傷害。因此，方案之四是：利用太陽能讓小行星“光榮妥協”。具體方案是：在小行星活動區域附近安置一面巨大的由超薄片制成的凹面鏡，來搜集太陽能；然后利用第二面鏡子將能量聚集到小行星上的某個區域，使其發熱；在受熱不均勻的情況下，小行星會自動轉向。甚至有人提出，干脆利用地球上發射的超高能激光，直接推動小行星偏離其軌道。

另外，科學家們設想，或許有一天，人們可能要到小行星上去采集稀有金屬，小行星自然就成了天然的航天中轉站。

金星上的古城遺址之謎

據人類目前所知，相對于火星來說，金星的自然環境要嚴酷得多。其表面溫度近500℃，大氣中的二氧化碳占到90%以上，時常降落狂暴的具有腐蝕性的酸雨，還經常刮比地球上12級臺風還要猛烈的特大熱風暴。金星的周圍是濃厚的云層，以至于20余年（1960～1981年）間從地球上發射的近20個探測器仍未能認清其真實面目。

20世紀80年代，美國發射的探測器發回的照片顯示，金星上有大量城墟。經分析，金星上共有城墟兩萬座，這些城墟建筑呈金字塔狀。每座城市實際上只是一座巨型金字塔，門窗皆無，可能在地下開設有出入口。這兩萬座巨型金字塔擺成一個很大的馬車輪形狀，其圓心處為大城市，呈輻射狀的大道連著周圍的小城市。

研究者認為，這些金字塔式的城市可以有效地避免白天的高溫、夜晚的嚴寒以及狂風暴雨。

蘇聯科學家尼古拉·里賓契訶夫在比利時布魯塞爾的一個科學研討會上首次披露了在金星上發現城墟的消息。1989年1月，蘇聯發射了一枚探測器。該探測器帶有能穿透濃密大氣的雷達掃描裝備，也發現了金星有兩萬座城墟這一重大秘密。

剛開始的時候，人們還不敢斷定這就是城墟，認為可能是探測器出了問題，也可能是大氣層干擾造成的海市蜃樓的幻象。但經過深入研究，人們確信這些是城市的遺跡，并推測是智能生物留下來的。不過，這些智能生物早已絕跡了。

里賓契訶夫博士在會上指出，我們渴望弄清分布在金星表面的城市是誰造的，這些城市是一個偉大的文化遺跡。這位蘇聯科學家詳細地介紹說：“在那些以馬車輪的形狀建成的城市的中間輪軸部分就是大都會。根據我們推測，那里有一個龐大的呈輻射狀的公路網將其周圍的一切城市連接起來。”他說：“那些城市大多都倒下或即將倒塌，這說明歷史已經很悠久了。現在金星上不存在任何生物，這說明那里的生物已絕跡很久了。”

由于金星表面的環境極差，因此不具備派宇航員到那里實地調查的條件。但里賓契訶夫博士強調說，蘇聯將努力用無人探險飛船去看清楚那些城市的面貌，無論代價多大，都在所不惜。

而在1988年，蘇聯宇宙物理學家阿列克塞·普斯卡夫則宣布：金星上也存在“人面石”，這一點與火星一樣。聯系到金星上發現的作為警告標志的垂淚的巨型人面建筑“人面石”，科學家推測，金星與火星是一對難兄難弟，都經歷過文明毀滅的悲慘命運。科學家還說，800萬年的金星經歷過地球現今的演化階段，應該有智能生物的存在。后來，金星中的大氣成分中二氧化碳越來越多，以至于溫室效應越來越強烈，進而使得水蒸氣散失，最終使得金星的環境不再適合生物的生存。

迄今為止，人們在月球、金星、火星上都找到了文明活動的遺跡和疑蹤，甚至在距離太陽最近的水星表面也發現了一些斷壁殘垣。地球、月球、火星、金星上都存在金字塔式的建筑。人們將這些聯系起來后認為，地球并不是太陽系文明的起點，而是其終點。

倒塌的金星城市中，究竟隱藏著什么秘密呢？那個垂淚的人面塑像到底是否經歷了金星文明的毀滅呢？由于這實在太令人捉摸不透了，所以只有等待人類未來的實地探測，但愿這一天能盡早到來。

火星上人頭像的困惑

1994年，為了進一步探測火星的秘密，美國發射了“火星觀察者號”探測器，準備在火星上作實地考察。然而，在進入火星軌道時，“火星觀察者號”突然失蹤，再也沒有了聯系。

不為人知的是，就在美國“火星觀察者號”失蹤的前13天，探測器曾經傳回兩張神秘的照片。一張照片是火星上的一座巨大的人頭雕像，它是從火星上空另一個角度近距離拍攝的。另一張照片更令科學家們百思不得其解，照片上竟出現一只巨大無比的魚形太空生物。它長著一條鯨魚般的大尾巴，扁圓狀身軀，金魚一樣的大眼睛，張著三角形的大嘴，儼然是“太空魚怪”。背景上充滿著大大小小閃爍著的宇宙星光。

美國航天局的專家們認為：在對火星的考察進入關鍵時期，發生“火星觀察者號”失蹤和地面接收到它發回的“太空魚怪”照片兩件事并非偶然。也有人認為，“火星觀察者號”的神秘失蹤，可能是火星上的智慧生物將它擊落。“太空魚怪”可能是火星上的智慧生物制造的一種用特殊動物外貌作偽裝的大型宇宙星際母艦。

其實，早在1975年，美國就先后發射了“海盜1號”和“海盜2號”兩艘火星探測飛船，這兩艘飛船的著陸器分別于1976年7月和8月在火星上成功著陸。同年7月底，美國宇航局公布了一張“海盜1號”拍攝到的火星表面照片——看起來它很像一張人臉，冷冷地向上凝視。而科學家們在“維京1號”火星觀察衛星發回的數千張的火星照片上，也發現了幾張巨大無比的“人臉”像，非常清晰。照片上顯示著一個人的面部，眼睛、眉毛、頭發、嘴唇和鼻子十分清楚，就連兩個鼻孔都能看見。這是一位長相英俊、瀟灑的男性臉，因為它嘴唇上有胡須。

照片的出現，引起了科學界的震動。美國宇航局的專家解釋說，“人臉”其實是巨大的巖石，看起來像“人臉”完全是由光影造成的錯覺。盡管如此，這張照片還是激起了公眾對火星的強烈興趣，成為各大媒體的熱門話題。這塊大石頭被越傳越神，有人稱它像埃及法老的臉，有人干脆說它是火星上曾經存在高度發達的文明的證據，而“人臉”所在的火星北部基多尼亞地區則被奉為“圣地”。

火星是一個荒漠的世界，那里沒有空氣、水，氣溫低得不可能使任何生物生存。據計算這“人臉”的面積約有100平方千米。這樣大的巨幅“人臉”像又是誰造的呢？又是怎樣造成的呢？因此，有些科學家們懷疑，這些 “人臉”照片是有些人惡作劇，通過美國太空總署的宇航微波接收網絡傳來的。為此，美國太空總署在1989年聘請了一些優秀的電腦專家對“人臉”照片作分析、鑒定，識別真偽。

著名的電腦專家通過使用最新的電腦繪圖技術對“人臉”照片作分析后，確定了這些照片確是從“海盜1號”和“維京1號”火星觀察衛星上發回來的。此外，還發現“人臉”、“獅身人面像”、“建筑物”照片，并非光影上的錯覺，而是一個個龐大的實體。所以就有人認為：那些“人臉”、“建筑物”照片是數百萬年前，曾在火星上出現過文明的一個標志。顯然那個文明已在火星上消失了，但它留下了永恒的標志。

奇怪的是，從1992年9月開始，從火星上拍回的照片，那張“人臉”突然消失，變得無影無蹤了。此事使火星文明之謎，更蒙上了神秘的色彩：為什么圖像會忽隱忽現呢？

1997年7月4日，美國“火星探路者號”探測器在火星著陸，當時數百萬美國電視觀眾坐在電視機前焦急地等待著“火星探路者號”從火星上傳回震驚世界的新發現。但令人遺憾的是，“火星探路者號”在火星著陸和“外來者號”漫游車在火星上行駛的鏡頭雖已向觀眾播放，但另外一個震驚世界的場面并未向觀眾們播放。“外來者號”漫游車上的攝影機鏡頭上清晰地出現了一艘酷似地球上的挪亞方舟的高大船體，它半埋在一片沙灘上。美國航天局的科學家們立刻接到一道嚴格的命令：“在官方當局尚未決定向社會公眾發布這一令人絕對難以置信的震驚世界的新聞之前，必須守口如瓶！”

據說地球上曾經發生過洪水，是挪亞方舟拯救了人類，難道火星上曾發生過巨大洪水？這場大洪水也給火星上的智慧生物帶來了巨大的災難嗎？

“火星上可能存在生命”的觀點已經流行了幾個世紀，但科學家對火星生物究竟是什么模樣可以說是一無所知，要知道，迄今為止，還沒有任何實際觀測證據可以斷定火星上存在生命，哪怕是最簡單的生命，更不要說最高級的生命——人。要想查明火星上究竟有沒有過生命，最好的辦法還是派人上火星去實地尋覓，但是這一天恐怕還要等若干年才能到來。

火星上的神秘標語之謎

一次，在莫斯科一個大型記者招待會上，蘇聯太空專家于特·波索夫宣布了一個驚人的消息：一艘由蘇聯發往火星進行探測任務的無人太空船，在1990年3月27日從火星荒涼的表面上拍到一個奇怪的警告標語后，便突然中斷了一切信息，再也沒有了聯系。一些科學家分析認為，它可能是被火星人給擊毀了。

太空船拍到的這個警告標語是用英文寫的“離開”兩個字。從無線電傳回的照片上看，這個巨大標語好像是用石塊雕刻出來的，按比例估計，這兩個字至少有800米長，75米寬。從地形上看，標語似乎是依著巨型山石鑿出來的，從其光滑的表面看，可能是用激光切割成的。這條標語不像1976年美國太空船在火星拍到的神秘人面像，它顯得非常古老和飽受侵蝕，可能很多年之前就被雕刻出來了。然而這個警告標語是最近才出現的。

火星人為什么要寫這么兩個字呢？他們怎么知道地球上的英文呢？這一切似乎是不可思議地。波索夫博士認為，這個標語顯然是針對地球人的，可能是由于地球派往火星的太空船太多，騷擾到火星上生物的安寧，所以他們便發出這個警告，叫地球人遠離火星。難道火星上真的有智慧生物存在？可是目前的火星探測工作還沒有發現火星人。

波索夫博士透露說，蘇聯派出的太空船開始時一切都很順利，但當它把上述寫了警告字句的照片傳回地球后，便神秘地失蹤了。如果火星上真的存在智慧生物，那么那艘太空船是被火星上的生物毀滅了，還是暫時被他們扣押了呢？眾說紛紜。

土星與神奇的土星光環

大家知道，土星有一個美麗的光環。早在300多年前，意大利科學家伽利略首次用望遠鏡觀測土星，他發現土星兩邊好像“長著”什么附著物。可是用那架簡陋的小望遠鏡無法看清楚。伽利略所發現的東西其實就是土星的光環。環繞土星的稀薄的美麗光環，不僅使土星本身變得漂亮，也把整個太陽系裝飾得更美觀了。當一個人第一次用眼睛接近望遠鏡的時候，對他來說，除了月亮，土星光環也許就是最奇妙的景色了。人類對土星及其光環的探索，是一個漫長而又艱辛的過程。

隨著世界航空航天技術的發展，人類對土星的了解逐步深入。

太空船“先驅者11號”、“旅行者1號”和“旅行者2號”自1979年以來先后探測了土星。飛船從太空深處向地球發回了大量有關土星本體、光環、衛星的彩色照片和多種信息。飛船拍攝的照片顯示，土星本體呈淡黃色，彩色的帶狀云環繞著赤道部，云上有一些美麗的斑點及旋渦狀動態結構，北極區呈淺藍色。

另外，“先驅者11號”還探測出土星高層大氣存在著主要由電離氫組成的電離層。土星上存在很強的跨度達6萬千米的雷暴閃電（木星上也發現過這種情況）。在距土星128萬千米處，飛船發現土星有磁場以及磁層結構。土星磁場強度比木星磁場強度弱得多，其強度只有木星磁場的1/20，但比地磁場要大上千倍。從整體上看，土星磁層像一頭頭部圓鈍、尾部粗壯的“巨鯨”。位于磁層內的土星輻射帶強度弱于地球，但其輻射帶范圍卻是地球輻射帶的10倍。空間探測還證實，土星所發出的能量是從太陽得到能量的2.5倍，這一點與木星一樣，表明其也有內在能源。

天文學家經過研究發現，土星的光環不是地面看到的3個、5個或7個，而是成千上萬個。從飛船發回的照片看上去，土星光環與一張密紋唱片很相似，可謂“環中有環”。讓人更為眼花繚亂的是，光環呈現螺旋轉動的波浪狀，還有的環呈不對稱的鋸齒狀、輻射狀，有的光環甚至像辮子一樣互相絞纏著。科學家對此現象十分驚異。土星光環在土星表面上空伸展13.7萬千米遠，其厚度僅有1.6～3.2千米。事實上，無數大小不等的物質顆粒組成了土星光環，所有的物質顆粒都是直徑幾米到幾微米的石塊、冰塊或塵埃。構成土星光環的這些物質快速圍繞土星運動，在太陽光的映照下，絢麗多姿，土星因此被裝扮得異常漂亮。

眾多科學家不僅對美麗的土星本身有極大的興趣，而且也很重視土星的龐大家族。后來，太空船在以前的基礎上又發現了13顆土星的衛星，由此使土星衛星的數目達到23顆。土星衛星體積大多很小，有的衛星直徑僅二三十千米，直徑超過100千米的衛星只有5顆。

土衛六是土星的衛星中最大的一顆，僅次于太陽系最大的衛星——木衛三（半徑為2634千米）。土衛六的半徑為2414千米，土衛六上存有濃密的大氣層，氮（約占98%～99%）為其主要成分，其余是甲烷（即天然氣）以及微量的丙烷、乙烷和其他碳氫化合物，厚度約2700千米。一些科學家認為，可能有原始生命在土衛六上存在過。由于它和太陽相距遙遠，高層大氣的溫度在-100℃左右，低層大氣溫度約-180℃。

1997年10月15日格林尼治時間8點43分，美國的“大力神4B”運載著“卡西尼號”宇宙飛船，從肯尼迪宇航中心順利升空，開始了為期7年的奔向土星的航行。根據計劃，“卡西尼號”飛船抵達目標后，對土星和土星的衛星——土衛六進行探測是其主要任務。這次航行的目的是為了探尋土衛六是否有生命以及獲取地球生命進化的線索。

這個項目由歐洲航天局、美國航空航天局和意大利航天局攜手合作開發。由“大力神”火箭運載的“卡西尼號”宇宙飛船被送往土星軌道，2004年7月1日兩層樓高的探險機器人在土衛六登陸。“卡西尼號”完成了有史以來的首次環繞土星軌道運行，從2004～2008年將繞行74圈。“卡西尼號”將45次掃過土星最大的衛星土衛六，它與火星的大小相近，比水星和冥王星都大。2005年11月6日，它在軌道上向土衛六分離釋放出“惠更斯號”子探測器（由歐洲空間局制造）。它通過降落傘降落在泰坦衛星上，從而成為在另外一個星球的衛星表面著陸的第一個外空探測器。人類能夠依據其反饋的資料更好地了解土星。

“旅行者1號”飛船在飛越土星時，對土衛一、土衛四和土衛五的探測取得了很大的成功。在衛星運動方向的半個球面上，發現有很多由撞擊形成的環形山，而另外半個球面上卻很少有這樣的環形山。土衛一的直徑約390千米，而其最大的環形山直徑竟達128千米，在環形山的底部有一座高達9000米的山峰。

土衛三的直徑超過1000千米，在其表面，也有許多幾十億年前因隕星撞擊而留下的隕石坑，其中一個坑的直徑達400千米，底深約16千米，在它的另一側有一條長達800千米的既深又寬的大峽谷。土衛二直徑約500千米，它有十分“光滑”的表面，即“星疤”很少，這實在是一個奇怪的現象。土星衛星可能由一半水冰一半巖石構成，其密度都在每立方厘米1.1～1.4克之間，且有厚厚的冰層覆蓋在巖石核的周圍。

目前，土星在很多方面仍存在著許多未徹底揭開的謎。科學家們正以嚴肅認真的態度，努力深入探索和研究這個謎。我們相信，隨著現代科學技術的突飛猛進，這些謎總有一天會水落石出的。