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《星星背后的物理》系列中,科普作家张天蓉将带领我们从地球出发,全面系统地了解我们所在的宇宙。
夜空中的满天繁星,给人类带来无限的遐想。闪烁星星的背后是些什么?这个世界从何而来?向何处去?外星生命存在吗?深不可测的宇宙中似乎暗藏着无穷多的奥秘,这是对人类永恒的诱惑!
从地球出发后最快能到达的星球是我们地球的卫星:月球。很多孩子最早的天文知识,开始于白天的太阳和晚上的月亮,然后才了解了一些其它常见到的星星。金木水火土是中国古代认知体系的五种元素,同时也是用来命名五个肉眼可见行星的名字:水星,金星,火星,木星,土星。西方则大多数以希腊罗马神话中的诸神来称呼它们。
这个大家庭中,最重要的主角是太阳。太阳是一个会发光发热的庞然大物,大到可以放下1百万个地球。它供给我们必不可少的赖以生存的能量。有了太阳,地球上的生命才得以孕育,低级生命才得以进化为高等智慧的人类,人类发展了引为自豪的高科技及现代文明。
地球在太阳系中的确小得可怜,不仅仅是相对于太阳而言,即使在八个兄弟姐妹中,地球的个头也很不起眼。不过,尽管大小不一,绕太阳转圈的八大行星却能够和谐共处,各行其“椭圆轨道”,各有其“性情特色”。
以太阳为核心,距离它最近的是水星。也许人们想象水星最能探听太阳的秘密,所以把它的英文名字(Mercury)取为神话中的情报商业之神。但水星并不是一个适合居住的地方,因为它的表面温度白天可达425摄氏度,晚上冷到零下175摄氏度。
水星之外,是离太阳第二近的金星。她在黑暗的天空中亮丽抢眼,因而被称之为“美神”(Venus)。美神虽美,却又太热情,温度总在摄氏470度以上,所以对我们人类而言,只能遥望,不宜亲近。
接下来便是我们可爱的家园,郁郁葱葱的绿色地球,这是唯一一个没有用“神”来命名的太阳系行星,也是迄今为止我们唯一发现有智慧生物居住的地方。
比地球离太阳稍远一点的是火星。火星并不“火热”,温度比地球还低,从零下80摄氏度到零上35摄氏度。火星表面大气稀薄,土壤内富含铁质类的氧化物,经常狂风四起,常常铺天盖地而来的挂起红褐色的含铁沙尘暴。从地球上看这颗行星发出红光,似乎预示着血光之灾,因此无论中外,古代的天文学家都把它和战争联系起来,使它赢得了一个“战神”(Mars)的英名。
火星之外,是块头最大的木星。木星上也无木头,是一颗气态加液态组成的行星,它内心炙热(温度上万度),外表却冷漠(只有零下110摄氏度)。极大的温差使得木星表面天气恶劣。
下一位是土星兄弟,比木星稍小一点,也是气态氢为主。据说因为它看起来呈土黄色,中国古人将它称为“土”星,西方人似乎也认为它适宜耕种,用罗马神话中的农业之神(Saturn)来命名它。
它有两个与众不同之处:一是它特有的、引人注目的、使它显得飘渺潇洒的光环,那是由冰粒和尘埃构成的。另一个特点是“多子多孙”:它有60多个卫星,其中有一个“土卫六”(Titan),是由荷兰物理学家惠更斯在1655年发现的,土卫六拥有浓厚的大气层,被怀疑有可能存在生命体,从而曾引起研究者们极大的兴趣。
从土星再往太阳系的外围走,下一个是天王星(Uranus),这个名字来自于罗马神话和希腊神话中共同的天空之神。天王星离地球较远,但用肉眼仍然依稀可见。
海王星的发现,证实了牛顿定律的正确,体现了科学预言的无比威力。从此之后,天文学家在人们心目中,似乎变成了一群破解宇宙之谜的“大师”,能追捕未知星球的“侦探”。
虽然在大家庭中,月球是地球最亲近的“伴侣”,但月球对地球总是“羞羞答答”“犹抱琵琶半遮面”,永远只是用它的正面对着地球,直到1959年,前苏联的月球3号太空船才拍摄到了月球背面的第一张影像。
月亮离地球说近也不近,与太阳系大家庭比起来,它俩非常亲近,但比较起月亮和地球的体积大小而言,中间似乎空空荡荡的什么也没有。要知道月地距离是38万公里,地球半径不过6千公里,因而,地球直径大约只是月地距离的三十分之一,如图1-3所示,你可能没有想到,太阳系的八大行星可以被排成一排,完全“塞进”地球和月亮之间,还仍然有剩余空间。