宇宙奇观

 

    不知有多少人,从童年就爱上了满天的繁星,或者说爱上了繁星密布的天穹。我相信,这些人中一定也包括了你。

    研究星星和宇宙的学科是天文学,当初选此论题就是想去了解那些壮丽的天文奇观:流星、木星系统、彗星、新星、超新星……去了解那既古老又年轻的天文学。

     关键词:通古斯“天火”、流星和陨石、彗星、恒星的壮丽结局、对宇宙的猜想。

    ()通古斯“天火”

    1908630日上午7时左右,在俄国的西伯利亚中部的人们忽然看到一团比太阳还要明亮的“天火”,拖着一条又宽又长的“尾巴”向西北方向飞去,随着惊天动地的一声巨响,在通古斯河谷附近的一片原始森林之上升起了一股黑色的烟柱经久不散,远在450千米之外都能看见。这次爆炸引发了一次地震并毁掉了2000多平方千米的森林。

    在考察队后来的考察中发现在爆炸中心区的周围所有树木都像木排一样齐齐折断倒伏了,根部都指向中心区,树枝被烧焦,树干被烧蚀了1~2厘米,但在中心区却有一片枯树未倒。

    科学家们推测这是由一块从彗星中分裂出来的直径约70米,重达十万吨的陨冰以30千米每小时的速度闯入大气层造成的,这次爆炸发生在6千米的高空,相当于引爆1000万吨的烈性炸药。

  ()流星和陨石、彗星

    说到通古斯“天火”就不能不说流星和彗星,去年的两次流星雨大家也甚为关注,至于在流星消逝前许愿的传说就更不用说了。

    流星是在太阳系广阔空间中游荡的大小石块和尘埃物质,它们也绕着太阳公转,它们的质量一般从几克到几百吨。最小的尘埃只有一亿亿分之一克,在地球附近的流星体受地球影响有时会闯入地球大气层,它们相对地球的运动速度可高达80千米每小时,它们与大气发生剧烈摩擦而发光发热乃至气化就成为我们所看见的流星就成为陨石,地面被撞出的圆锥形坑穴就是陨石坑。

    说到彗星,这里就以“哈雷”为例吧。1910年,当时世界上的许多人都以为“世界末日”来临了,因为天文学家们预测:哈雷彗星将于519日走到日地之间,届时地球将从彗尾中穿过,然而那可怕的日子却平平安安地过去了,地球确实穿过了哈雷彗星的尾部。这是什么原因呢?

    彗星在中国俗称“扫帚星”主要由两部分------彗头和彗尾。彗头的外围是一个庞大的气壳叫做彗发,直径有几万到几十万千米,中心是一个直径约10千米的固态核心,叫彗核。哈雷彗星的彗核像个马铃薯,长轴约为15千米,短轴约8千米,上面覆盖着一薄层黑色尘埃和砾石物质,还有一些山脊、山谷、环形山和喷流,喷流喷出的大量的气体和尘埃有几千千米远,蔚为壮观。当这些气体喷出后便形成了彗发和彗尾。由于彗尾长达数亿千米,所以彗尾中的气体十分稀薄约为10-22g/cm3,这比我们地球大气边缘------1000千米高空的气体密度(约为10-17g/cm3)还要稀薄几万倍,地球从彗星的尾部穿过自然毫发无伤。

    值得一提是在彗星中的尘埃主要由CHON等元素组成,含有碳氢化合物,因此有人认为地球上的生命有可能来自外太空,来自于彗星。

通过对彗星的了解,我们认识到“扫帚星”其实并不坏,它还有可能是地球上生命的故乡呢!

 

(3)恒星的晚年

想想我们的太阳会变成什么?

恒星走到生命的尽头时会爆发出一种无与伦比的力量而这种力量取决于恒星的质量,质量同时也决定了恒星的寿命和最终走向。

那种力量爆发的形式就是超新星爆炸。爆炸时恒星的亮度猛增几千万倍甚至上亿倍。就拿“蟹状星云”来说吧,据中国史书<<宋会要>>记载105474日清晨4时左右,有一颗星突然光芒四射,亮度超过金星,在白天都能看到,一直持续了23天。

“蟹状星云”中间夹着一颗中子星就是它的原身的残骸。说到中子星有一段有趣的故事:1967年,英国剑桥大学的一架大型射电望远镜偶然记录到一种来自某个天体的射电脉冲讯号。这种脉冲极有规律:每隔一定时间出现一次,十分准确。于是,人们猜想:这会不会是遥远星球上的外星人发来的“密码电报”呢?可是不久之后,科学家们发现:这是一种新的天体------中子星,它的密度简直大得不可思议,达到10亿吨每立方厘米,换句话说:直径只有10千米的中子星比太阳还重。

还有一种叫做“白矮星”的恒星也是恒星的残骸。它的密度也大得惊人,达到了10万吨每立方厘米即它的一块火柴盒大小的物质差不多有地球上一辆卡车那么重。

而黑洞是一种无限坍缩的天体,它是爱因斯坦《广义相对论》中预言的一种天体。它的引力大得惊人,连光的逃逸速度都不足以逃脱它的引力场。

太阳由于质量小,所以在它的晚年它会膨胀变为红巨星,它的大小足以吞没太阳系中前三颗行星的轨道。当它“体内”的元素聚变成Fe时,它就会发生爆炸,变成一颗白矮星,最后成为一颗不会发光的黑矮星。

质量小于太阳2倍而大于1.4倍的恒星会成为中子星。而大于2倍的则会成为黑洞。1998年,科学家发现:在银河系的中心存在着一颗超大质量的黑洞。

黑色箭头指向“蟹状星云”中的中子星

() 对宇宙的一些猜想

本小组成员根据一学期的研究学习后,提出了一种对“宇宙大爆炸”的理解:由于黑洞的引力作用,当所有星体都被黑洞吸引“掉入”其中后,黑洞又互相吸引形成“宇宙大爆炸”前的“奇点”,接着无数基本粒子在超高温高压下不断作用,终于巨大的引力也束缚不了它们------宇宙大爆炸发生了。即本小组成员同意“宇宙循环”理论。

 通过一学期的学习,我们对天文学有了极初步的认识。宇宙是浩瀚无穷的,天上的星星又何其多,无数的奇观等待我们这一代及后人去探索、解释。我们要进一步去了解它们,去丰富自我。