科学趣谈——太空探索之旅

学课程辅导　科学趣谈　——太空探索之旅　¨　＊　十　＊　☆　…　ｔ　¨　＊　★¨　一　◎太原曹二立　宇宙的尽头，宇宙似乎有无限的空问。不过。多数科学　有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立不改，周行　家趋向于认为，“宇宙有限．但无尽头”。因为如果宇宙　而不殆．可以为天下母　确实是由大爆炸从“无”膨胀起来的．它不可能是无限　——老子　的，只能是一个有限的三维空间．就像膨胀的气球总有　亲爱的同学们：　一个一定的体积．威力巨大的氢弹爆炸总有一个可算　人类对宇宙的研究可追溯到远古时代，长期以来．　出的影响范围一样。但是。宇宙确实没有尽头．我们找　人类坚持不懈地努力探索着．曾经是那样遥不可及的太　不到宇宙的边缘　空，正在一层层揭开它神秘的面纱。今天。欢迎大家登上　科学家们从宇宙的形状上去解开“宇宙有限．但无　“太空探索”号航天飞机，跟我们一起漫游太空．探索宇　尽头”之谜。以球形的地球表面来说，从任何一点出发　宙的奥秘。了解宇宙的知识。相信你一定对本次飞行充　一直往前走．我们找不到地球的边缘，但可以回到原来　满期待，下面就让我们点燃助推器，进入浩淼宇宙。　的出发点。这说明二维空间的地球表面没有尽头，但却　是有限的。如果宇宙是一个三维空间的球体，那么．在　太空浸游　这个球体中的任何一点．不管从上下左右前后哪个方　向前进。我们找不到边缘。但可以回到原来的出发点。　不过，科学家们认为．宇宙不一定是一个球体．也可能　什么是宇宙　是轮胎形、克莱因瓶形或其他什么形状。　人们对宇宙有两种理解．一种认为是包括地球及　宇宙今后的发展有两种可能．即继续膨胀下去或　其他一切天体的无限空间：另一种认为是一切物质及　到一定时问转而收缩。不管哪种发展，都将走向死亡。　其存在形式的总和。《辞海》对宇宙的解释是：宇．空间　回复到混沌宇宙蛋的状况　但科学家们不知道宇宙还　的总称；宙，时间的总称。这源于《淮南子．齐俗训》：往　有多少寿命．这会是一个很大的数字．或许是万万兆年　古来今渭之宙，四方上下谓之宇。这就是说。宇宙既包　吧！　括无限的空间．又包括无限时间的延续。　听了以上介绍．相信你对“宇宙”的含义有了更深　关于宇宙诞生的理论很多．比较公认的是大爆炸　入的了解．发展与变化恐怕是宇宙永恒的主题。身处在　论。在一二百亿年前．我们的宇宙刚刚诞生时．是一个　这样广阔无垠、活跃蓬勃的氛围之中．你会有怎样的感　温度极高、压力和物质密度极大的混沌火球（不妨叫它　受呢？不妨说出来与我们分享。　“宇宙蛋”）。所谓物质。只不过是一些光子而已。然后逐　渐形成各种基本粒子，成为现在各种物质的构成材料。　行ＪＬ新定义　巨大的压力使宇宙急剧地膨胀ｆ即大爆炸１，宇宙温度则　２００６年８月１６日．布拉格．在国际天文学联合会　因膨胀而逐渐降低．物质凝聚成一团团星系云．星系云　（ＩＡＵ）的主持下．天文学家们对一项为期两年的研究　又一步步分裂。凝聚成一个个恒星．恒星周围的剩余物　做出总结：这个研究旨在给行星下一个更准确的定义．　质又逐渐凝聚成行星和卫星。这些天体不是分散的．许　区分它和更小的“太阳系天体”（如彗星、流星）。如果这　一多恒星聚集成星系，星系又聚集成星系群．进而是星系　定义能够在世界天文大会上被与会天文学家通过．　团、超星系团，还有更大的群体。这些群体也不是均匀　那么我们所在的太阳系将会拥有１２颗行星：原有的８　分布的，有些区域非常密集。形成“宇宙长城”．有些区　颗行星．另外３颗新增的行星再加上冥王星。　域非常稀少，形成“宇宙空洞”。宇宙天体可能就是这样　随着功能强大的新型望远镜的出现．行星天文学　一种“泡沫结构”。　在过去的十年间经历了一次突飞猛进的发展　在过去　有许多证据表明，宇宙还在继续膨胀。目前我们探　几千年时间里．除了认识到它们是围　测到的最远天体。已超过１５０亿光年．但那里仍然不是　绕恒星运动的天体外．人们对行星知　维普资讯 http://www.cqvip.com

中学课程辅　之甚少　事实上．“行星”一同来源于希腊语，原意是“流　票表决。　阅读了上面这段文字．你积累了哪些有关行星的　知识呢？尝试着回答下面的问题吧。　浪汉”　但是最近的一些发现对传统的行星定义提出了　挑战。　乍一看去．人们可能觉得定义行星并非难事：它不　１．根据新定义的界定，什么是行星？　２．新旧定义有何不同？　３．太阳系的行星有哪些７　就是一个大型的圆形天体么？但仔细一琢磨就会发现　问题，它最小能是多大呢？一个小行星到底要有多大、　多圆才能称得上是行星呢？而它最大叉能是多大呢？行　星与褐矮星以及恒星的界限在哪里？　ＩＡＵ主席Ｒｏｎ　Ｅｋｅｒｓ指出了关于行星定义问题的　来龙去脉：“现代科技使我们意识到．行星并不仅仅是　环绕太阳运动的天体　举个例子．最近人们发现太阳系　外围存在着与冥王星体积相当甚至要大的天体　这些　发现很自然使人们开始思考这些新发现的天体算不算　是行星。”　从１９１９年创建以来．国际天文学联合会就拥有定　义行星和卫星术语的权力　在它的主持之下．天文学家　们在两年前开始考虑为“行星”下一个新的定义　ＩＡＵ　执行委员会为此组建了一个“行星定义委员会”（Ｐｌａｎｅｔ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ。ＰＤＣ）。该委员会共有７人。包括来　自全球各地的天文学家、作家和历史学家　这个７人小　组今年６月下旬和７月上旬在巴黎开会．并一致提出　了一个“行星”的新定义　【相关链接】　冥王星大行星地位　保　Ｏｗｅｎ　Ｇｉｎｇｅｒｉｃｈ．ＰＤＣ主席表示说：“７月，我们从　天文学角度和文化、历史角度就这个问题进行了深入　讨论　一开始我们还因为担心难以达成共识睡不着觉．　但在经历了一天漫长的讨论后．奇迹发生了——我们　形成了一致意见　”　本届国际天文学联合会决定．取消原来位居太阳　系九大行星末席７０多年的冥王星的行星地位　国际天　文学联合会大会８月２４日通过新定义．吁亍星”指的是　围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体　呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。　按照新的定义。太阳系行星包括水星、金星、地球、火　星、木星、土星、天王星和海王星．它们都是在１９００年　以前被发现的　冥王星自发现之日起地位就备受争　议。经过天文学界多年的争论以及大会上数天的争吵．　冥王星终于“降级”．此后．这个游走存太阳系边缘的天　体将只能与其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道被称　为“矮行星”。根据新定义，同样具有足够质量、呈圃球　形．但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮　行星”　其他围绕太阳运转但小符合上述条件的物体被　统称为“太阳系小天体”　为寻找冥王星．美国天文学家　洛韦尔付出了十几年心血　１９３０年．克莱德．汤博洛在　双子星座的底片中发现了冥王星　探索火Ｉ生物　ＩＡＵ给出的对行星的新定义是这样的：“行星是这　样一种天体，酋先．其质量应该足够大，从而使其能够　保有流体静力学平衡的形状（接近球体）；第二。它环绕　恒星飞行，但不是恒星．也不是行星的卫星　”ＰＤＣ成员　Ｒｉｃｈａｒｄ　Ｂｉｎｚｅｌ说．“我们的目的是为行星的新定义提　供科学基础．所以我们选择引力作为决定性因素　一个　天体是不是行星，这需要由自然来确定　”　根据这个新定义．要成为一颗行星必须满足两个　条件：第一．它必须环绕一颗恒星飞行．但其本身不是　恒星。第二，它必须足够大，这样它自身的引力就能使　它保持接近球体的形状．．如果这一建议被通过．太阳系　将拥有１２颗行星：水星、金星、地球、火星、谷神星、木　星、土星、天王星、海王星、冥王星、冥卫一Ｃｈａｒｏｎ和编　火星，也是一颗类似地球的行星．比地球小　它的　半径是０．５３倍地球半径．质量是０．１１倍地球质量．密　度为０．７ｌ倍地球密度　它绕太阳公转周期为６８７灭．　平均运行速度每秒２４．１１公里．离开我们约９０ｏ０万公　里．所以是地球的另一个近邻。火星和地球一样也自　转．且速度和地球速度几乎相等．自转一周为２４．１６小　时，因此火星上一天和地球上一天极相似。多少年来．　火星一直是人类心目中最富传奇色彩的行星　在火星　上是否有过生命存在．是科学家们不断猜测和争论的　问题。　火星上确实存在着大气．虽然和地球相比．它的大　气层很稀薄　但那里的气候一度比较暖和．有过水及河　流　俗话说．水就是生命．因此现在还很难说火星上没　有生命。在火星表面那些具有足够热量的地方．生命有　号为２ｏｏ３　ＵＢ３１３的星体　这个编号是临时性的．人们　可能延续下来。总之，我们对火星了解很少，猜测、争论　还没有授予它正式的名称　新名字很可能不会在这次　还缺乏有力证据　发射自动航天器对火星进行探测．揭　大会期间公布．而是稍晚一些时候　命名的过程取决于　开火星奥秘是解决人们对它争论的惟一办法　大会决议的表决情况　美苏两国为探索火星．都作出了举世瞩目的努力　ＩＡＵ未来很可能还会公布更多的行星　目前ＩＡＵ　１９７１年５月３０日．美国成功地发射了水手９号探测　已经把不少“备选行星”列入他们的“观察目录”．这一　器．并在同年的ｌ】月１３日成为美国第一颗人造火星　目录还会随着新天体的发现和对现有候选者认识的深　卫星　水手９号探测器绕火星飞行时拍摄了７０００张照　入而有所变动　片并作了大批光谱测量　这些照片证实火星表面呈现　大会将会对“行星定义”的最终决议进行讨论和修　许多陨石坑，也发现若干火【ＪＪ。火山　正．并会在８月２４日将它送交第二次全体会议进行投　之一奥林勃斯山高为２６０００米．约为　维普资讯 http://www.cqvip.com

学课程辅导　高度的３倍。科学家从这些高分辨率照片　为今后发射载人火星飞船选择最好的着陆点。　上还发现火星表面的一些地区．有一些类似四角金字　火星上究竟有没有生命　这是最让我们关心的问　塔的“建筑群”．在火星的南极地区专家们又发现几何　题。科学家们对此争论不已，他们坦陈观点，阐述理由。　构图十分方正的结构体．这不禁提出一个扣人心弦的　你更同意哪一方的说法呢？请从文中找出相应的科学　问题：火星上是否有高级智慧生物生活过？有些研究火　依据。　星照片的专家．提出这些结构体系人工建造的大胆设　想：另有一部分研究人员面对火星照片上这些令人难　以置信的“建筑群”．作出了非人工建造的结论　他们认　探索回顾　为这些构体都是自然形成的物体。科学家们对火星的　奥秘．继续进行着猜测和争论　◎最早的天文学著作　１９７５年８月２０日和９月９日．美国又先后发射　甘德．又称甘公，战国时期的齐国（一说是楚国或　了海盗１号和海盗２号自动探测飞船．并分别在１９７６　鲁国）人；石申．又称石申夫或石申父。战国时期的魏国　年６月１９日和８月７日进入了火星轨道　专门用于研　人。他们都是取得了卓越成就的天文学家。甘德写有　究火星生命的这两个探测飞船的着陆舱则分别在同年　《天文星占》八卷。石申写有《天文》八卷，后人把这两部　７月２０日和９月３日在火星表面实现了软着陆　着陆　著作合为一部，称《甘石星经》。　舱从火星表面向地球传送了它拍摄的火星图像：自动　《甘石星经》是我国、也是世界上最早的一部天文　实验室化验了火星土壤　母船在火星轨道上对火星进　学著作。可惜它在宋代以后失传了．今天只能从唐代的　行观测．绘制火星表面地形图　海盗１号探测器也拍摄　天文学书籍《开元占经》里见到它的一些片断摘录。这　到了类似埃及金字塔的“废墟”　在“金字塔城”东侧９　些片断摘录表明．甘德和石申曾系统地观察了金、木、　公里处竟还发现了形状类似于人类的石质结构体以及　水、火、土五大行星的运行。发现了五大行星出没的规　奇特的黑色圈形成体　律：他们还记录了八百颗恒星的名字．测定了一百＝十　１９７１年５月１９日．前苏联发射火星２号自动探　一颗恒星的方位　后人将甘德和石申测定的恒星记录　测飞船．同年１１月２７日成为前苏联的第一颗人造火　称为《甘石星表》。这是我国、也是世界上最早的恒星　星卫星：紧接着．１９７１年５月２８日前苏联又发射火星　表．比希腊天文学家伊巴谷测编的欧洲第一个恒星表　３号探测飞船．其着陆舱从探测飞船本体分离后于１２　大约早二百年，后世许多天文学家在测量日、月、行星　月２日在火星表面软着陆　其后．前苏联又多次发射火　的位置和运动时，都要用到《甘石星经》中的数据。因　星探测器．其中火星５号、６号和７号进入火星轨道　此。《甘石星经》在我国和世界天文学史上都占有重要　后，拍摄了大量照片，获取了火星大气资料。　地位。　美国的一大批科学家对水手９号、海盗１号和海　◎中国古代的星象划分法　盗２号等探测飞船拍摄的火星表面照片和收集的土壤　古迦勒底人创造了星区划分法．这就是星座。我国　化验数据进行多年研究后认为。在火星的两极有水．在　古代也创造了自己的星区划分体系．人们为了认识星　其表面也有水：离表面０－８公里深处可能还有液态水。　辰和观测天象．把天上的恒星几个一组．每组合定一个　火星的水比人们曾估计的要多得多　探测到的信息还　名称．这样的恒星组合称为星官。最重要的星官是三　确定，在火星上发现了尘旋风。高达０．５～７英里。这说　垣、二十八宿。三垣即紫微垣、太微垣、天市垣。二十八　明太阳足以使火星大气变暖并显著地升温　宿分为——东方七宿：角、亢、氐、房、心、尾、萁；北方七　对于火星上是否存在过生命．海盗号探测飞船获得的　宿：斗、牛（牵牛）、女（须女）、虚、危、室（营室）、壁（东　信息使科学家得出了否定的结论．这未免使人有些失　壁）；西方七宿：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参：南方七宿：井　望。　（东井）、鬼（舆鬼）、柳、星（七星）、张、翼、轸。四象为苍　前苏联的专家对美国科学家关于火星上没有生命　龙、玄武、白虎、朱雀：东方七宿如同飞舞在春天夏初夜　存在的论点提出怀疑　第一．他们认为探测飞船着陆舱　空的巨龙。故称为东官苍龙：北方七宿似夏末秋初夜空　着陆点是两个偶然点，在它的表面很难发现什么。第　的蛇、龟。故称北官玄武；西方七宿犹猛虎越出深秋初　二，探测方法本身不完善。举例说，利用单个仪器也不　冬．称西官白虎：南方七宿像寒冬早春出现在天空中的　可能在地球南极陆地发现生物活动　如果把标本取回　朱雀．故称南官朱雀。　放在温暖的地方，给微生物提供大量生长条件．可能会　◎你还知道哪些天文知识？　发现生物活动。现在知道。尽管地球南极的严酷气候条　宇宙凭借它的“博大精深”吸引着人们关注的眼　件十分接近火星，但那里仍然蕴藏着生命。所以前苏联　光，而人类对宇宙的探寻也从远古开始而从未停止　今　专家认为目前还不能排除在火星上发现某种生命原始　天我们踏着前人的足迹漫游太空．相信明天，亲爱的同　形态的可能性　学们．探索之路将在你的脚下向前延伸。就让我们今天　不论是美国还是俄罗斯科学家．下一步的目标是　努力学好科学文化知识．明天共同掀　把火星标本带回地球，利用一切最完善的科学手段对　开天文学新的篇章！　它进行研究。海盗探测飞船所绘制的火星表面详图．将