驚悚篇

 你知道嗎

 艾薩克 阿西莫夫 作品,第9頁 / 共37頁  

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這個問題看來確實象是一個難題。事實上,在十九世紀初期,就有一位偉大的天文學家赫歇耳曾斷言說,既然黑子是黑的,它們就必定是冷的。為了解釋這一點,他只能說,太陽並不是裏裏外外都很熱。不錯,它有一個白熱的大氣層,但在大氣層的下面,則是太陽那冷的固體部分,人們可以透過太陽大氣層的縫隙看到這個固體部分。這些縫隙就是我們所說的黑子。赫歇耳甚至認為,太陽內部的固體表面上冷到可以允許生物在那裏生存。

但是,這種看法是錯誤的。現在,我們很清楚地知道,太陽通體都是熱的。事實上,我們看到的太陽表面是太陽上最冷的區域,但即使在那裏,對生物來說,也肯定是太熱了。

輻射和溫度是密切相關的。1894年,德國物理學家維恩研究了在不同溫度下發射出來的各種光輻射。他的結論是:在理想的情況中,在每個特定的溫度下,每一個物體都會輻射出特定波長範圍內的光,而與物體本身的化學組成無關。

隨著溫度的升高,峰值輻射的波長會變得越來越短,對於任何物體都是如此。在攝氏六百度左右,就會有相當多的輻射進入可見光的頻率範圍,於是物體就會呈現暗紅色。當溫度再升高時,物體就變為鮮紅色,然後變為橙紅色、白色和藍白色。如果溫度足夠高,輻射頻率就會大部分位於紫外區,甚至比這還要高。

仔細地測量了太陽峰值輻射的波長(它位於黃光區域內),我們就可以計算出太陽表面的溫度,這個溫度大約是6,000℃。

太陽黑子並不處於這一溫度上。它們比這個溫度要低不少,我們認為,在黑子的中心部分,溫度只有4,000℃。太陽黑子很可能是一團膨脹的巨大氣體。這種膨脹在太陽上造成了一定的溫度降,正象電冰箱裏的情形一樣。要使一個巨大的黑子能抵禦住從四下裏溫度更高的地方傳遞進來的熱量,保持住數日或數周的低溫,需要有一個巨大的熱泵才行。不過,關於太陽黑子生成的機制,天文學家至今仍未找到完全滿意的解釋。

即使是攝氏四千度,太陽黑子也應該很明亮。它應該比地球上的弧光燈還要亮許多,而弧光燈已是亮得不能用眼睛去直視它了。

其實,太陽黑子也確實比弧光燈亮,這一點已經用儀器檢測出來了。問題出在這裏:我們的眼睛是不能看出光的絕對強度的。我們在判斷亮度時,靠的是與四周環境的比較。太陽表面上那些溫度較高的正常區域的亮度,是黑子中心低溫區域亮度的四至五倍,與前者相比,後者在人眼中就顯得是黑的了。這種黑只是光學上的錯覺。

這一點有時在日蝕時可以看出來。在太陽明亮的圓面上,掩蝕太陽的月亮朝向我們的一面的確是黑的。當月球的邊緣掩過一個巨大的太陽黑子,使我們能在月亮的襯托下來觀察黑子的「黑」時,我們就能夠看出,黑子實際上並不黑。

第22節

對於行星都在同一個軌道平面內這一點,最合理的天文學推測是:它們是由同一薄層物質生成的。

目前流行的理論認為,太陽系原先是一團巨大的塵埃和氣體,最開始時是旋轉的球體。在它本身所具有的重力影響下,它逐漸凝聚起來,因此旋轉會加快,以保持角動量的守恒。

隨著這團星雲越來越凝聚,轉得也越來越快,由於離心力的作用,一部分物質會被從赤道平面上甩出去。這部分被甩出去的物質只占整體的百分之幾,它們在星雲中心的主體位置外圍形成一個巨大的薄層。由於某種原因(至於具體是什麼原因,大家還沒有一致的看法),從這一薄層物質中,又凝聚出各個行星,而星雲的中心主體則變成了太陽,各行星在原來的薄層的位置上繼續運轉。正因為如此,它們幾乎都在同一個平面——太陽的赤道平面上旋轉。

由於同一個原因,各行星在凝聚的過程中所形成的各個衛星,一般也都在同一個平面上,它們也與各個行星的赤道平面相合。


  

至於例外的情況,則被認為是整個太陽系形成許久以後發生的劇烈變故造成的。冥王星在與地球運轉平面成十七度角的平面上運行(其它各行星都沒有這樣傾斜的軌道)。有些天文學家認為,冥王星原先可能是海王星的一顆衛星,後來有某種大變故使它擺脫了海王星。海王星目前的一顆最大的衛星「特瑞敦」並不在海王星的赤道平面上運行,這也是這顆行星發生過大災變的另一個證據。

木星有七顆位於外圍的小衛星不在它的赤道平面上。土星的最外面一顆衛星也是這樣。這些衛星可能在形成太陽系時都不是在它們目前所處的位置上形成的,而是很久以後才被這些大行星俘獲過來的小行星。

在火星和木星之間運行的小行星當中,有許多小行星的軌道平面都有很大的傾角,這也同樣是發生過災變的跡象。這些小行星原先很可能是一顆和各行星在同一個平面裏運行的較小的行星。在太陽系形成後許久,可能是一次爆炸或一系列爆炸使這顆苦命的行星裂成許多小塊,走上各自的軌道,其中有許多和原先的軌道大不相同。

彗星有各種各樣的運行平面。對此,有些天文學家認為,在太陽系的邊遠處——離太陽大約有一光年上下——存在著一個延伸得很遠的彗星星雲。它們很可能是在發生普遍的收縮和赤道平面上出現薄層物質之前、就由原先的球狀星雲的外層凝聚成的星體。

當一顆彗星由於偶然的機會,從這個球層上掉了下來,落入太陽系內部時(這可能是由於遙遠恒星的引力影響),它就會在任何一個平面上繞太陽運行起來。

第23節

冥王星因為是離太陽最遠的一顆行星而引人注意(它離太陽的平均距離約58億公里)。不過,總得有那麼一顆行星是最遠的,冥王星不過剛好處在這個位置上而已。

然而,事情還不止這樣,冥王星具有一些不尋常的特性因而與其他大行星很不相同,這使它引起了天文學家很大的好奇心。例如:

(1)冥王星有比其他各大行星形狀更扁長的橢圓軌道。正圓的偏心率為零,地球軌道的偏心率只有0.017,這使它近於是個正圓。然而冥王星的偏心率卻為0.25。有的時候,它離太陽會近到43億公里;有的時候卻遠達72億公里。事實上,當冥王星離太陽最近時,它要比海王星還接近太陽,因此有一段時間它不再是最遠的一顆行星。現在它正在向比海王星還靠近太陽的位置運動,它將把這種地位保持四十年上下。


  

(2)冥王星的軌道在所有大行星當中是最傾斜的。如果在太陽的一側把所有的行星在它們的軌道上排成一列的話,它們差不多剛好一個挨著一個,只有冥王星是例外。冥王星的軌道平面與我們的地球軌道平面成17度角,因此,它既可能高踞於其它行星的總平面之上,也可能遠遠落在它們的總平面之下。因此,它從來不會在跨越海王星軌道時與海王星碰撞——離海王星遠著呐。

(3)除冥王星外,八大行星可分成兩類。第一類是靠近太陽的四顆行星:水星、金星、地球和火星,這些行星都比較小,密度比較大,相對來說沒有多少大氣。此外,還有四顆較遠的行星:木星、土星、天王星和海王星,它們是大行星,密度小,大氣層很厚,冥王星不屬這些「氣兒吹成的大塊頭」之列,但卻象內行星一樣,是一個小小的致密世界。它所處的位置確實有些不相稱。

(4)除水星和金星外——它們離太陽太近了,萬有引力效應會使它們的運動減慢——其他行星都可以說是繞著自己的軸心迅速轉動著的。它們的運轉周期從10小時到25小時。但是,冥王星的自轉周期是153小時——差不多是七天。

為什麼一切都是這樣地走極端呢?冥王星這樣與眾不同是什麼原因呢?

有人提出了一個特別有意思的設想。這種設想認為:冥王星在一開始並不是顆行星,而是海王星的一顆衛星,而在某種宇宙災變中,它從自己的衛星軌道上被拋了出來,成了獨立的行星。

這樣的爆炸(如果真的是爆炸的話)完全能夠把它送上一個傾斜的、不勻稱的軌道,但這個軌道還會把它帶回自己原來從海王星拋出去的地方。

作為一顆衛星,它可以是小而致密的,無須象真正的外行星那樣一定得是那種氣兒吹成的大塊頭。而且,它還能以自己在海王星重力作用下繞海王星運行時所具有的旋轉速度自轉下去(衛星一般都是這樣的,我們的月亮就是如此)。這時,冥王星就很容易以七天為自己的自轉周期了(月亮的自轉周期是四個星期)。當冥王星從海王星那裏被甩出去時,它可以保持自己的自轉周期,同時以最特殊的身份成了一顆行星。

不過,糟糕的是,所有這一切都只是臆測。對於冥王星是否曾是海王星的衛星,我們並沒有過硬的證據。即使算是說對了的話,我們也還不知道冥王星是被什麼災變把它搞成現在這個樣子的。

第24節



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