登陆注册
15030400000016

第16章 天文发现(11)

在探求类星体红移本原时,天文学家有不同的意见,于是出现不少说法,如“宇宙学红移”、“非宇宙学红移”、“速度红移”等等。遵循完全不同的思路,还先后有人用“光子老化”、“基本物理常数的变化”等越出传统物理学框架的大胆假说,来解释河外天体红移的本原。但是它们迄今尚未得到任何物理实验和天文观测事实的支持。总的说来,在现阶段,绝大多数天文学家认为类星体红移具有宇宙学本质。例如,按照一定的标准将类星体分类,将某一类类星体当作具有相同绝对光度的“标准烛光”,结果表明,它们大致遵循哈勃定律;又如已在几个星系团内各发现一个类星体,而这些类星体的红移与相关星系团的宇宙学红移相近等等。

但有不少天文学家,如美国的阿普认为,类星体红移具有非宇宙学的本质。而美国基特峰天文台台长伯比特则认为,类星体红移既有宇宙学红移,也有非宇宙学红移。

大部分天文学家根据类星体光谱线有较大的红移,认为类星体是相当远的天体。但是后来几位天文学家指出,至少有一些类星体距离地球比较近。他们的主要证据是在那里一颗类星体与一个多普勒位移小得多的星系有明显的联系。美国国家射电天文台的卡里利和他的同事,对上述令人颇感兴趣的失偕的类星体——星系样本进行研究。

更令人惊奇的是,类星体的速度居然超过了光的速度。1977年以来的发现证实,还是那颗3C273,它的内部有两个辐射源,并且它们还在相互分离,分离的速度竟高达每秒2880000公里,是光速的9.6倍。不仅如此,继此之后,人们还相继发现了几个“超光速”的类星体。简直不可思议!因为迄今为止地球上的人类普遍认为,光速是不能超越的,然而上述发现又是那样的奇特,不能不让人感到困惑不解。

新星的发现

光绪二十五年(1899年),我国山东福山一位著名金石收藏家王懿荣患了疟疾。那****正准备煎药,忽然发现草药中有一小片异物,上面有奇怪的花纹,询问之下才知道这是“龙骨”。王是一个有心人,他把几包药都打开,把那些龙骨一一挑选出来进行研究。他又派人去药店查询龙骨的来历,几经周折,才知这些龙骨都出于河南安阳附近小屯村的地下,是当地农民翻地时无意中发现的。他们以为这些古时候的龟壳、牛骨可以医病,遂以低廉的价格卖给了药店。王懿荣问明原委,大喜过望,遂把店中所有龙骨全部买下以作研究。因为他知道,安阳原是商代的京都。可惜王不久就谢世,他的收藏均为《老残游记》的作者刘鹗所得。从此,甲骨文重见人世,向人们吐出了殷商时代的许多秘事。

在这些甲骨片中,有很多涉及天文学的记载。如其中一块上刻有:“七月己巳夕丑,有新大星并火”,意思是七月初七那天,在红色的心宿二旁突然出现了一颗很亮的星。据考证,是公元前14世纪的天象记录,也是目前世界最早的新星资料。西方相应的最早记录是古希腊喜帕恰斯在天蝎座中发现的新星,据说喜帕恰斯正因为此而编制了西方最早的星表,以用此来检查其他天区是否也出现了这种“不速之客”。我国《汉书·天文志》上对喜帕恰斯发现的新星也有记录:“元光元年(公元前134年)六月,客星见于房”,而客星正是我国古代对新星的别称。

新星不是新出现的恒星,也不是来去匆匆的过客,而是自然界的奇迹。它在很短的时间内会像闪光灯那样发出耀眼的光芒。在闪亮前,它如同微弱的烛光,暗得肉眼无法察觉,所以人们对它熟视无睹,但一旦发亮,就像一盏探照灯那么引人注目,以致人们以为这儿出现了新的星星。

新星或者超新星的爆发是天体演化的重要环节。新星爆发的灰烬,是形成其他天体的重要材料,地球上的许多物质元素都来自那些现已消失的新星。迄今为止,人们在银河系内已发现了大约200多颗新星。从它们的光谱观测中可知,它发亮是一种大爆炸,表面层物质被炸得四处狂飞——速度可达500~2000千米/秒,这个速度比人造星的运行速度(8千米/秒、)大60~250倍,被炸开、抛出的恒星物质有百万亿亿到亿亿亿吨,分别相当于几十到几千个地球的质量。粗粗计算一下这一下子放出的能量达1033~1038焦耳,或者说是太阳能量的百万到几亿倍。前面说过,太阳能量可与900亿颗氢弹相比,按此比例,新星爆发相当于顷刻之间引爆9亿亿到900亿亿颗大氢弹!因此它的亮度一般可在几天内增亮11等。如果说原来它是一颗连小望远镜也无法看见的12等星,则顷刻之间会变得如同织女星那般熠熠生辉。从光变的角度讲,它也是属于变星——爆发变星或激变变星。它在2~3天内迅速上升9个星等,稍稍“休息”一下,再冲上顶峰,又升高2星等左右(只有几小时到几天时间),之后,它慢慢回到原来状态,这需经历几年至几十年的时间。

新星为什么会突然爆发?20世纪50年代之后,人们发现1934年爆发的武仙DQ原是一对双星,这使人茅塞顿开。很可能,新星都是一种彼此靠得极紧的双星(称密近双星),其中一颗主星是温度较低的主序星(如K、M型星),旁边的伴星是光度很小、看不见的白矮星。白矮星的强大引力把主序星的物质吸引到自己温度极高的表面上,这些物质在向白矮星落下时,本身又有巨大的动能,于是当落下物达到一定数量时,白矮星表面上就能发生本该在恒星内部发生的热核反应,成千上万颗超级大氢弹引爆了,形成了新星的巨大爆发。

新星不仅出现在银河系,在其他星系中也时有发现,如仙女星系(M31,又称仙女大星云)中发现的新星数竟与银河系不相上下。另外在大麦云、小麦云及其他一些星系中也常常出现新星的爆发。据估计,仅银河系内,每年就有50颗新星爆发,仙女星系中约有29颗。由此看来,新星爆发是相当频繁的天象——只是由于大多数新星太遥远,即使爆发也很难察觉。

新星在爆发到最亮时刻,绝对星等平均为-7.3等。根据这个特性,人们只要抓住时机,测出该时的目视星等,就可像造父变星所用的公式那样,求出新星所在星系的距离来。这种方法可比造父变星测得更远,因为它们比造父变星更加明亮。

超新星

超新星爆发与新星爆发不同,新星爆发后还可能再出现,而超新星爆发后,基本上整个星体将爆毁了,这就是恒星演化过程中的;另一种结局。虽然用望远镜可以观察到在遥远星系中每年平均有12次的超新星爆发,但历史上有记载的在银河系内的超新星爆发却只有6次,其中最有名的仅有4次。1006年(北宋景德三年)爆发的一颗超新星的景观最为精彩,它是在黄昏后不久,在夜空南方忽然出现一颗非常明亮的星星,最亮时像个月亮,在它的照耀下可以看书。这颗“小太阳”与月并存,夜复一夜照耀大地达数年之久,以后才暗到肉眼看不到它。我国古时候称这颗超新星为周伯星。《宋史·天文志》对它作了描绘:“景德三年四月戊寅,周伯星见,出戊南骑官西一度,状如半月,有芒角煌煌然可以鉴物。”

1054年的一颗在金牛座内的超新星爆发更为强烈,人们在大白天也能看到它的倩影。《宋会要辑稿》对它作了完整的记录:“宋,嘉祐元年三月司天监言客星没,客去之兆也,初至和元年五月晨出东方,守天关;昼见如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。”该景象持续了九个月后才变得肉眼看不见了。据此推断,该星比金星最亮时还要亮2个星等。1731年,英国一个天文爱好者在金牛座发现一星云,形如螃蟹,故称为蟹状星云,即梅西叶星云中的M1。起初,人们没有想到这只“螃蟹”与1054年的客星有什么联系,有趣的是,这只天上的“螃蟹”是活动的。1921年,美国天文学家邓肯(1882~1967年)等把相隔12年的两张蟹云照片加以比较后发现,蟹状星云在不断向外膨胀。观测表明,它大约以1100千米/秒的速度膨胀着。蟹状星云距离地球为6300光年,从而可推算出从蟹云中心膨胀到当时的程度大致需要900年左右,这与1054年观测到的超新星爆发至今的时间是一致的。因此,1928年,哈勃首先作出科学的判断,蟹状星云是1054年超新星爆发后留下的遗迹。由于蟹状星云发出的光要经过6300年才传到地球,所以严格说起来,这颗超新星不是在900多年前爆发的,而是在约7200多年前爆发的。这颗超新星对现代研究影响最大。目前蟹状星云大小为8.8×12.8光年,总质量为2~3M日,密度非常稀,温度为0.8~2.7万开。

1572年11月在仙后座中部出现一个白天也能看到的超新星,18个月内肉眼都可见到。《明史》和《明实录》均有关于它的记载:“当日而见,光叹异常。”当时万历皇帝亲自观看了它,又敬又惧。“上于宫中见之,敬惧,夜露祷于丹陛。”在欧洲,著名天文学家第谷(Tyeho Prahe)也观测到了这颗超新星,所以在欧洲称为第谷超新星。1604年10月,蛇夫座又出现了一颗超新星,在欧洲称为开普勒超新星,肉眼可见12个月,亮度达到木星的程度。

由此可见,超新星爆发堪称是星空最壮丽的奇观之一。一颗典型的超新星爆发时,在最初的10秒钟内所产生的能量将近等于太阳在100亿年内所辐射的能量的10倍多。由此可以想到,如果有一颗距离地球比较近的超新星一旦爆发,那么它对地球的影响将是巨大的,也许是灾难性的。最近美国芝加哥大学的施拉姆和欧洲核能研究组织的埃利斯认为,距今2.25亿年前,一颗和地球相距不到30光年的超新星爆发,导致了全球范围内大规模的生物灭绝。他们借助数学模型的模拟计算首次显示,这颗超新星爆发释放大量的高能丁射线,使地球大气同温层中的臭氧分解。地球失去了臭氧层的保护,动植物直接暴露于紫外线的辐射之下,植物很快凋谢枯黄直至死亡,动物失去了赖以生存的天然食物,终于遭到了灭顶之灾。根据考古资料的研究,科学家普遍相信自地球上开始出现生命形式的大约6亿年前至今,先后至少已经出现过5次大规模的生物灭绝事件,各次发生的大致时间分别是距今4.5亿年前、3.5亿年前、2.25亿年前、1.9亿年前和最后一次的6500万年前。其中6500万年前的恐龙绝迹最为著名,而后果最严重的是发生在2.25亿年前的那一次,据估计,这次事件曾使当时的95%物种消失。超新星爆发造成地球上生物灭绝的假说并非新鲜,但它以破坏臭氧层为中间过程却是首次问世。科学家如果能找到2.25亿年前大气臭氧含量减少在化石中留下相应的痕迹,不仅可证实上述的假设,而且还可敦促人类应该更加爱护臭氧层,切勿使它的含量降到危险的低水平上。

同类推荐
  • 金字塔未解之谜(世界未解之谜精编)

    金字塔未解之谜(世界未解之谜精编)

    本书是《世界未解之谜精编》系列之一,该系列精心收集了众多千奇百怪、扑朔迷离的世界未解之谜,内容涉及宇宙、生物、地理、飞碟、人体、恐龙、宝藏、百慕大、历史、金字塔、文化等多个领域,书中令人耳目一新和不可思议的未解之谜,给予了人类新的思索。人类究竟创造了多少奇迹,又留下了多少谜团,有待我们进一步探索和研究……我们深信,通过不断的努力,未知一定会变为已知。让无数探寻声化做利刃,刺破一桩桩人类千年未解之谜。
  • 环保春秋

    环保春秋

    如果我们依旧像过去那样,以人类自我为中心,任性的发展,肆意的挥霍,特别是缺少对大自然的爱戴与敬畏,那么迟早有一天,随着环境的持续恶化,空气中的温室气体浓度将越来越高,总有一天地球会以它自己的方式给我们人类以最严厉的惩罚。我们谁也不希望看到那一天的到来,为此我们只有一个光荣而艰巨的任务,保护好这个曾经美丽现在却越来越脏的地球,保护好我们共同的家园,保护好我们人类共同的环境,这不但是我们共同的职责,更是我们共同的使命。
  • 我是天文知识大王

    我是天文知识大王

    天文学是最古老的自然科学学科之一,也是最有魅力的学科之一,它的起源甚至可以追溯到人类文明的萌芽时代。《我是天文知识大王》这本书集知识性、趣味性、科学性于一体,内容精炼生动,把扑朔迷离的天文知识简单化、通俗化,告诉少儿读者最感兴趣的缤纷天体、最想学习的月球知识、最想探索的行星奥秘,从而来认识和了解浩瀚的宇宙,帮助少年读者从小热爱科学,探索未来,为人类真正走向太空打好知识的基础。
  • 建筑奇观

    建筑奇观

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。
  • 查看名胜古迹(科学探索的真相)

    查看名胜古迹(科学探索的真相)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们读者的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,增强科学探索精神,这是科学普及的关键。
热门推荐
  • 我的美女师傅

    我的美女师傅

    本书故事:现代大学生林凡,因救得一只九尾狐而跌跌撞撞的闯入了那传说中的修行世界的故事。…古武世家、洞天炼气士,西方的神谕者、黑暗教廷;各大洲暗藏的诸神遗迹!——乃至那‘所谓’的真正的仙界!!林凡,终将会一一踏遍,走出,那属于他自己的传奇征程!【美女@1群:201951869】【2015年、东方樵赎罪之作。】【另,东方已恢复更新,每天‘6k+’以上更新,希望兄弟们能再支持,东方拜谢!!】
  • 至以倾心

    至以倾心

    一个人带着这孩儿来到这里,踏上陌生的旅途,前面一片黑暗,我不知道会发生什么,不过我来到这里的目的只有两个,一:复仇;二:完成组织给我的任务。三:哎,一切还是带好这小孩再说吧。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 美好的时光遇见了你

    美好的时光遇见了你

    一个外表霸气而内心柔软的少女,在她一生当中最美好的初中时光里遇见了一位特有个性的少男,他们两个之间的矛盾、恩怨、关系令人难以捉摸,他们两个之间又会擦出怎样的火花呢?和好还是决裂?一路平坦还是曲折?拭目以待……
  • 情债下辈子再爱你

    情债下辈子再爱你

    世间万事,皆有因果;相遇离别,缘起缘落。善于恶,自有评说。从前,林岚只想要一份平静的生活。然而,总有那么多的事情身不由己,父亲的离世,留给林岚的财富和股份让他卷入一场又一场阴谋算计之中。几次死里逃生之后,林岚努力让自己变得坚强,她明白了,要想好好活着,就得更强大,哪怕这个变强大的过程让她丢了心,丢了魂,丢了爱,她也在所不惜
  • 河流记

    河流记

    走向生态文明新时代,建设美丽中国,是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要内容。本书响应习近平总书记以绿色为基调的生态文明思想,是赵丰的一本自然哲理散文集。书中描述的山川、花草、风雨等物象皆与哲学、历史、人文相结合,让读者不仅能够感受到自然之美,也能体悟到哲理之思。《河流记》是一部文学性与思想性兼备的作品,不论是自然中一花一叶的妙趣,还是高山大河的宏伟,以及意境哲理的感悟,都在作者笔下自然流淌于文字。山川风物与哲学、历史相互交融,是一部以作者切身体验为基础的自然哲理散文集。
  • 时光眷顾我以回忆

    时光眷顾我以回忆

    这是一个青春期少女消除内心偏见,找寻自我的故事。叛逆少女阮颜蕤从小被父母带入广州,从北方到南方,从四季分明到四季如春,变化的不仅仅是居住地和气候,还有少女不成熟的内心。父母离异,阮颜蕤跟着不善表达的父亲和孤僻封建的奶奶,卑微的社会地位、外地人的身份,让她变得偏执自卑敏感……考入初中高中一体化的白石中学后,阮颜蕤结识了奥数天才余宸赫,文艺全能李雪,厚脸皮赖鑫,叛逆孤僻夏欢,贪吃鬼邓元……几人或因不同的性格相互吸引,或因相同的家庭背景而惺惺相惜……脉脉温馨,殷殷情爱,不平凡的青春期,将与日月同在!
  • 遗忘的你

    遗忘的你

    有时候你会觉得你梦见的事很真实,似乎就像是真的经历过的,那被遗忘的,只能在梦里相见。
  • 铁血幽魂

    铁血幽魂

    最好的兄弟离他而去,最狠的敌人却为他付出了所有!全世界唯一的超级人类一觉醒来,所有的认知都被颠覆·····人类的极限会是什么?宇宙中的最高文明究竟在哪里?又能达到怎样的高度?所有的问题随着主人公的成长最终都会得到解答。爱恨情仇,悲欢离合,大起大落之下,身边的美女佳人之中有谁能相濡以沫、不离不弃地陪他走到最后?严谨的逻辑和无穷的想象完美结合之后会是怎样的效果?裂魂传奇将为您做出圆满的诠释!