中学生最佳课外读物-第5部分

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宙将会因为压缩而死。

　　　　宇宙将会“膨胀而亡”

　　　　虽然学术界对于暗能量的性质以及作用力的解释，目前还没有统一的看法。不过不少科学家相信，宇宙间的物质可以利用它们的万有引力使宇宙膨胀停下来，并最终形成一个既不膨胀也不收缩的平衡状态。

　　　　但很多科学家却认为，如果暗能量的作用力方向与万有引力相反，即表现为斥力，那么，宇宙将会膨胀到无限的虚空而最终灭亡。也就是说，宇宙会膨胀而亡。



………【35、疯狂膨胀的宇宙】………

　　　　1916年爱因斯坦在相对论中，建立了一组描述整个宇宙特性的方程组，通过这些方程组人们可以知道，宇宙将会不断地扩大，也就是说宇宙在膨胀中。

　　　　宇宙在膨胀吗

　　　　爱因斯坦在建立描述整个宇宙特性的方程组时，不但没有向世人宣布这个惊人的推论，反而在自己的公式中设立了一个宇宙常数，来抵消这种膨胀的趋势。真实的原因可能是他不愿意承认宇宙——确切地说是空间——正在不断地膨胀，因为他不愿意让人类遭受如此巨大的“惊吓”。

　　　　哈*的宇宙膨胀定律

　　　　1929年，哈*通过总结谱线红移的规律得出这么一个结论：就像火车远离我们行驶时汽笛的声调（即频率）比静止不动时的声调更低一样，所有离我们很远的星系都在远离地球而去，距离地球越远，离开的速度就越快。如果一个星系与我们的距离是另一个星系的2倍，那么这第一个星系就在以2倍于第二个星系的速率离我们而去，以此类推。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。这个模型叫宇宙膨胀模型在天文学中这叫“哈*定律”。对于哈*描述的宇宙膨胀现象，我们可以用地球来做个假想实验。假设地球半径1小时增大一倍，那么地球表面两点间的距离也会在1小时内延伸一倍。那么，距离我们所在城市100千米的城镇在这一个小时中，是以每小时100千米的速度远离我们的；而对于距离我们所在城市200千米的城镇，它的退行速度是每小时200千米。而且，我们向四周望去，地球上所有的东西都在远离我们而去。那么，把这个实验套用在宇宙中，我们就会明白，看似所有的星系都在离我们而去，而且距离越远，跑得越快，是因为这些星系所处的空间——宇宙正在膨胀。要解释哈*定律，我们只有认为宇宙正在膨胀。



………【36、太阳上的大风暴】………

　　　　太阳风暴爆发时，给人类带来很多危害，它会影响通讯、威胁卫星、破坏臭氧层。目前，各国科学家正在积极研究太阳风暴，但是对太阳剧烈活动、太阳黑子爆发、太阳风暴对地球的具体影响以及如何预防等方面，还需要科学家进行不懈的研究。

　　　　太阳风暴

　　　　由于日冕气体温度很高，能量增加，当足以克服太阳引力时，会以每秒约400公里的速度离开太阳，向空间释放出的大量带电粒子流，这样形成的高速粒子流叫做太阳风暴。由于太阳风暴中的气团主要内容是带电等离子体，并以每小时150万到300万公里的速度闯入太空，因此，它会对地球的空间环境产生巨大的冲击。

　　　　太阳黑子和耀斑

　　　　太阳黑子和耀斑是影响太阳风的重要因素。太阳黑子是太阳表面上黑色斑点，通过对太阳黑子200多年的系统观测，发现太阳黑子以27天和11年为周期变化。由于太阳大气中产生局部爆炸，在太阳表面会出现太阳黑子。用肉眼观测，会感觉到太阳仿佛长了一些黑痣一样。随着太阳的自转，这些“黑痣”在十几天之内也会从西转到东面，但运动速度非常慢。

　　　　太阳风暴主要由太阳表面新形成的巨大黑子群释放出的气体和带电粒子流引起，以每小时约320万公里的速度向地球袭来。

　　　　太阳耀斑是太阳表面局部区域突然和大规模的能量释放过程。耀斑发生时，强烈的辐射覆盖整个电磁波谱，包括γ射线、Χ射线、紫外线、可见光，直到射电波段，同时，电子、质子和重离子等粒子在太阳大气中被加热和加速。一个大的耀斑可发射高达1025焦耳的能量，相当于全世界每个人挨一颗氢弹。这个能量比火山爆发所释放的能量大1000万倍。

　　　　太阳风暴往往在耀斑发生2天至3天到达地球的磁层，可在地球空间产生磁暴。



………【37、50亿岁的太阳】………

　　　　太阳就像一个终日燃烧的巨大火球，它用什么作为燃料来燃烧呢？1*6年，法国物理学家贝克勒尔发现了“放射性”，利用放射性可以测定地球的年龄。那么，能否用放射性测定太阳有多大了呢？

　　　　太阳的燃料

　　　　不同的原子核拥有不同数量的质子和中子。由一种原子核变成另一种原子核的过程叫做“核反应”，由此产生的能量就是核能。假如太阳的能量源自某种核反应，那么为了确保它像现在这样发光，就必须在每一秒钟内将460万吨物质*为能量。核能是否能在这么长的时间内始终维持太阳的光和热呢？倘若能够的话，它的核燃料又是什么？

　　　　在太阳上，大约有71％是氢，27％是氦，所有其他元素的含量都微乎其微。因此，太阳的能量来源必定涉及氢与氦的变化，其他任何元素的含量都太少，都不足以满足这方面的要求。氢原子核就是一个质子。氦原子核由2个质子和2个中子组成。4个氢核可以通过核聚变而合成一个氦核。它们形成了太阳的燃料。

　　　　太阳年龄测定

　　　　可以理所当然地认为，太阳的年龄至少也得像地球一般大，或者还要更老一些。任何数量的铀都要经历45亿年才会有一半（在释放辐射的过程中）衰变为铅，因此测定一块含铀岩石中有多少铅，就可以推算出组成该岩石的那些铀原子的衰变过程已经持续了多久。由此可知，固态地壳大概已经存在了46亿年。

　　　　那么如何测定太阳的年龄呢？科学家设想，如果太阳在一开始时是纯氢的，那么它大约要花200亿年的时间才能形成目前这么多的氦。通过天体物理学家证明，太阳在一开始就含有相当数量的氦，由此推算出它的年龄是50亿岁左右。



………【38、蒙面逆子金星】………

　　　　金星在太阳系中的自转方向是自东向西，公转方向却仍是自西向东，而且金星的自转周期243天，比公转周期224。7天还要长，而其他太阳系的行星们的公转和自转方向都是自西向东，自转周期也没有公转周期长，所以金星又叫“逆转”的金星，在金星上度过一昼夜，在地球上我们却需要117天。

　　　　从地球磁极倒转说起

　　　　要了解金星逆转问题首先就要说一说地球。大家都知道地球有两极，但是恐怕很少有人知道地球的这两极在历史上曾发生过很多次倒转。由于地球的内部构造是液态核心，所以每次倒转都会使磁性消失，而且这种磁极倒转现象会持续发生多次。在磁性消失之前先是磁性的减弱，然后才是完全消失。最近一次的磁极倒转发生在78万年前。

　　　　金星逆转并不神秘

　　　　说了这么多关于地球磁极的知识，实际是为了揭示磁极运动与行星自转的关系，因为这样一个有液态核心的行星，其内部的变化完全可以左右星球的运转方式。这也就是说金星的逆转并非偶然，也不是什么神秘现象，而是其内部核心的一种渐变，导致的磁极发生的相应变化。然而金星的运转缓慢，所以它的逆转就相对使人感到是恒定的。

　　　　但对金星逆转这一现象的精确解释还有待于科学理论的进一步发展。



………【39、地球会爆炸吗】………

　　　　有人说我们生活的地球有一天会爆炸，也经常有科幻小说描述地球爆炸的情景，对这种耸人听闻的论断，你相信么，科学家对这种论断又有什么说法呢？

　　　　能够引起地球爆炸的因素

　　　　要知道地球是不是会爆炸，首先要了解什么因素能引起地球爆炸。科学家认为，能引起地球爆炸的首先是内部因素。即核聚变和核裂变。但是地球的内部结构并不具备这样的条件。因为地球的内部没有足够纯度的放射性元素和足够大的中心压强，而这两者正是促成聚变和裂变的关键因素。

　　　　其次是外部因素。要么有巨大天体与地球相撞，要么是受太阳的引力影响，这两个因素都可以用万有引力定律来解释。比如我们都知道的彗木相撞，和太阳引起的地球潮汐的月季变化。都是这种外部因素的表现。

　　　　不过，在今天的科技发达水平上，人类有足够的把握把这两种天体现象的发生掌握在自己手中。因此正是由于科技的发达，使地球爆炸的外部因素也变成了不可能实现的条件。



………【40、地球真的会爆炸么】………

　　　　通过我们了解到的引发地球爆炸的各种因素，可以看出来担心地球会爆炸的这种想法显然是很荒谬的，有的人甚至对地球爆炸的谣言深信不疑更是说明不了解科学知识的愚昧可笑。要知道，有时候天真的想象和荒诞离奇之间有时只有一线之隔，我们要了解科学，而不是随便相信类似于地球不久将会爆炸的危言耸听。

　　　　实际上，地球是不会爆炸的，我们也正平稳安全的生活在这个美丽的星球上。

　　　　地球自转减慢的奥秘

　　　　大家都知道太阳东升西落是由于地球的自转，但是可能很少有人知道地球的自转并不是恒久不变的。有研究表明地球自转的速度一直在减慢。那么究竟是什么原因造成地球自转速度减慢呢，如果地球自转真的在减慢的话又会对我们人类的生活造成什么影响呢。

　　　　如何知道地球自转速度在减慢

　　　　负责测算地球自转速度和精确规定地球时间的国际权威机构——国际地球自转事务中央局，在长期的观察和精准测算中发现地球每六百年自转速度就会减慢半个小时，而每一千年中就会多出来1小时，截止到2005年12月31日地球慢了一秒，因此，该机构要求地球上所有部门将时间延后一秒钟。

　　　　地球自转减慢的后果

　　　　地球自转减慢也会给地球上生活的人们带来不少的不便，首先是是电力网络的时间统一问题，要知道整个全球电力系统的时间都是经过精算的，一旦后移，都会造成整个系统的不同步，后果将是短时间的电力瘫痪和暂时的崩溃状态。

　　　　其次是宇航和航空部门。宇宙飞船每一秒可以行动8公里，那么这减慢的一秒将导致飞船的运行速度和形成的巨大变化，而相对于宇宙飞船来说，航天飞机也同样因减慢的一秒受到巨大影响。

　　　　当然受影响的还不止上面提到的这些，互联网会在全球网络中需要统一时间、证券股市交易也会因为改变的一秒导致很多涨跌变化、地质地震勘探预报地震数据和发生时间等重要工作部门都会在这延迟的一秒钟之内发生无法想象的改变。

　　　　不过，对于我们普通的人来说，一秒钟的减慢或增加就没有这么大了。我们可以做充分享受延迟的一秒带给我们的放慢的生活节奏，享受自转减慢带来的时间感延长。



………【41、人造卫星飞出地球】………

　　　　千百年来，人类一直向往能插上翅膀，飞出地球，探索宇宙的奥秘。但是，当时科学技术落后，脱离地球的引力束缚去太空旅行只是一个难圆的梦。而今天，随着1957年苏联人造地球卫星“卫星一号”飞出地球，梦想开始一步步变成了现实。

　　　　卫星怎样才能飞出地球

　　　　因为地球周围的物体都受到地球引力的作用，我们知道，无论把足球踢得多高，它总是要落回地面的。因此，如果要飞离太阳系，到其他恒星世界去，就要使人造卫星脱离地球的引力，而绕地球作匀速圆周运动。这个速度叫环绕速度，也叫第一宇宙速度。如果小于这个速度，它就会被地球引力拉回来。如果以每秒11。2公里的速度飞上天，就可以挣脱地球的引力，成为围绕太阳运行的人造行星，或者飞向太阳系的其他星球上去。每秒11。2公里的速度，是物体能够脱离地球的速度，所以叫脱离速度，也叫第二宇宙速度。当速度大于16。7千米/秒的速度，就可以飞出太阳系了，这就是第三宇宙速度。

　　　　人造卫星如何飞离地球

　　　　环绕地球飞行的人造卫星，都是用火箭把它携带到天空中去的。火箭是靠往后喷出的气体产生的反作用力前进的。气体喷出得愈快，火箭前进的速度也就愈快。要达到很高的飞行速度，除了要求有很高的喷气速度，还需要携带大量的燃料。因此，要达到每秒7。9公里的高速度必须使用多级火箭。就是把两个以上的火箭，头接尾，尾接头地衔接在一起。当最末尾那级火箭燃料用完以后，它就会自动地脱落下来，接着第二级火箭立即发动；第二级火箭燃料用完后也自动地掉下来，接着第*火箭发动起来……这样就会使装在最前一级火箭上的卫星达到每秒7。9公里以上的速度，环绕地球飞行或飞出地球去。



………【42、天体大冲撞】………

　　　　由于科学的发展，以及人类对天体现象关注的日益密切，多次的天体冲撞让人类担心，我们的地球会不会也遭遇到这样毁灭性的冲撞，其他天体会不会撞上地球，我们能躲过宇宙的灾难么？

　　　　天体大冲撞会威胁到地球吗

　　　　能够对地球造成威胁的是来自小行星的冲撞。有证据表明曾经发生过小行星撞击地球的灾难事件，而且那次撞击造成了墨西哥的一个小岛留下了巨大的环形山口。当时还只是一颗偏离轨道的小行星，但是已经造成了很大的影响。而在宇宙中类似这样的“小型炸弹”则时时威胁着地球。

　　　　除了小行星，宇宙陨石也会对地球造成危险。例如我国在吉林发现的巨型陨铁就是宇宙中质量较大的一块。而且在地球上留下巨大的撞击坑洞。当然，大部分较小的陨石会在落入地球引力范围时与大气层摩擦被融化掉，只有少数会落到地球上来。

　　　　冲撞能造成什么样的后果

　　　　科学家推测，由于撞击之后会带来剧烈的浓烟，厚度可以遮天蔽日造成太阳光被遮蔽，地球上的植物于是不能进行光合作用，也就不再生长而且会灭绝，那样的话，以植物赖以生存的动物和与之密切联系的食物链中的所有物种都会相继灭绝。这一后果不能不说是毁灭性的。

　　　　危机怎样解除

　　　　科学家们正着手研究怎样拯救我们的地球免遭冲撞灾难。到目前为止可行的办法有两种，一是将可能撞向地球的小行星炸掉，另一种是改变小行星的轨道。但是无论是引爆小行星，还是改变轨道，都需要应用激光或反应物，或发射炸药，需要动用火箭，还需要精确的测算轨道，因此，只有科学的发展才能解决这些问题。



………【43、月球形成的奥秘】………

　　　　自古以来，人类对月球的好奇就从未停止过，阿波罗号登上月球，迄今为止已经时过境迁30多年了，这么多年来，人类对于月球的理解虽然已经日益深入，但对月球的形成原因，人类总是有各种猜测与幻想，看来，月球还真是一块难于征服神秘土地呢。

　　　　月球的构成

　　　　曾经有一种学说认为月球和地球一样从岩石裂变出来的，所以月球的成分和地球的差不多。但是瑞士科学家最近的研究发现月球的岩石成分同地球的成分是很不一样的，月亮的岩石成分是地球岩石成分的同位素，虽然相似但仍属不同。

　　　　月球是怎样形成的

　　　　有科学家说，月球是