宇宙探索

在地球表面上的測量必須考慮到大氣影響和太陽距離季節變化的修正。太陽常數的值約為每平方厘米每分鐘2卡，或約為每平方米1.8馬力；隨著太陽活動可略有變化。任何實質性的變化都將對地球的生命產生重大影響。

在外力的作用下，地球自轉軸在空間並不保持固定的方向，而是不斷發生變化。地軸的長期運動稱為歲差，而其周期運動則稱為章動。歲差和章動引起天極和春分點在天球上的運動，對恆星的位置有所影響。

公元前二世紀古希臘天文學家喜帕恰斯是歲差現象的最早發現者。公元四世紀，中國晉代天文學家虞喜根據對冬至日恆星的中天觀測，獨立地發現歲差並定出冬至點每50年後退一度。牛頓是第一個指出產生歲差的原因是太陽和月球對地球赤道隆起部分的吸引。在太陽和月球的引力作用下，地球自轉軸繞著黃道面的垂直軸旋轉，在空間繪出一個圓錐面，繞行一周約需26，000年。

在天球上天極繞黃極描繪出一個半徑約為23.5°（黃赤交角）的小圓，即春分點每26，000年旋轉一周。這種由太陽和月球引起的地軸的長期運動稱為日月歲差。德國天文學家貝塞耳首次算出日月歲差為5，035".05（曆元1755.0），今值為5， 029".0966（曆元2000.0）。

英國天文學家不拉德雷在1748年分析了1727－1747年的恆星位置的觀測資料后，發現了章動。月球軌道面（白道面）位置的變化是引起章動的主要原因。白道的升交點沿黃道向西運動，約18.6年繞行一周，因而月球對地球的引力作用也有同一周期的變化。在天球上表現為天極（真天極）在繞黃極運動的同時，還圍繞其平均位置（平天極）作周期18.6年的運動。同樣，太陽對地球的引力也具有周期性變化，並引起相應周期的章動。歲差和章動的共同影響使得真天極繞著黃極在天球上描繪出一條波狀曲線。

除了太陽和月球的引力外，地球還受到太陽系內其他行星的吸引，從而引起黃道面位置的不斷變化，這不僅使黃赤交角改變，還使春分點沿赤道產生一個微小的位移（其方向與日月歲差相反），春分點的這種位移稱為行星歲差。行星歲差使春分點沿赤道每年東進約0".13。

說話的聲音是從哪兒發出來的？我們氣管的上端有兩片很薄的膜，這就是聲帶。說話和唱歌的聲音，都是由於進出氣管的氣流使聲帶振動而發出來的。通過調節兩片聲帶之間的距離和氣流進出的快慢，就能控制聲音的高低。

離我們最近的一個不規則星系團，因位於室女座方向而得名。它在天球上至少佔赤經12h~13h、赤緯+20°~- 20°的大片面積。梅西耶星雲星團表中共有34個河外天體，室女星系團的成員星系就佔了其中的16個。超巨型橢圓星系M87（NGC4486）位於這個星系團中心，它是全天最強的射電源之一，在中心區域12°×10°的橢圓型天區內，有幾百個成員星系。整個星系團擁有的星系超過2500個。平均視向速度為每秒1180公里。距離19百萬秒差距（6000萬光年）它的結構相當複雜，可能是幾個星系團的投影。室女星系團和銀河系所在的本星系群都屬於本超星系團。

通過望遠鏡可以分辨出單顆恆星的恆星成團結構，大多數位於銀道面附近，因而也成為銀河星團，它們是屬於星族I的天體，形狀大致為球型，半徑從小於1秒差距到約10秒差距，包含的星數從幾十個到1000顆以上。目前在銀河系內已發現一千多個疏散星團，估計總數量接近兩萬個。因為銀道面附近星際消光教大，我們無法觀測到離太陽較遠的銀河星團。在赫羅圖上各個星團的主星序下部重合在一起，上部則向右方作不同程度的轉向。不同星團的轉向點的位置各不相同。按照恆星演化的觀點，質量大的恆星演化較快，質量小的演化較慢，因為同一星團中恆星的年齡大致相同，所以，星團中質量大的高光度恆星已經離開主星序，這就說明：轉向點越向下，星團的年齡越老，反之星團越年輕，對於十分年輕的星團來說，其中高光度的恆星已經位於主星序，而低光度的恆星尚未到達，仍處於主星序右方。利用不同年齡的星團的赫羅圖構成標準主星序，可以測定整個銀河星團和其中已知光譜型的恆星的距離。

關於銀河星團的分類，大都採用瑞士天文學家特郎普勒提出的方法，即根據赫羅圖的形狀把星團分為三類，每類又分為幾個小的類型。第一類只有主序星，其中又根據星團中光譜型最早的恆星的光譜型分成幾個小類型，如果星團由O型星開始，就稱為1o型，由B型開始，就稱為1b 型，然後依次為1a和1f型等。第二類除主序星外還有一些黃色和紅色的巨星，依次再分為2o，2b，2a，2f等。第三類主要是黃色和紅色的巨星，稱為 3o，3b，3a，3f等。已發現的星團主要是1o，1b，2a三種類型。

中國古代為了認識星辰和觀測天象，把天上的恆星幾個一組，每組合定一個名稱，這樣的恆星組合稱為星官。各個星官所包含的星數多寡不等，少到一個，多到幾十個，所佔的天區範圍也各不相同。在眾多的星官中，有31個佔有很重要的地位，這就是三垣二十八宿。在唐代，三垣二十八宿發展成為中國古代的星空劃分體系，類似現代天文學中的星座。三垣紫微垣、太微垣、天市垣。紫微垣包括北天極附近的天區，大體相當於拱極星區；太微垣包括室女、后發、獅子等星座的一部分；天市垣包括蛇夫、武仙、巨蛇、天鷹等星座的一部分。

二十八宿又稱為二十八星或二十八舍。最初是古人為比較日、月、金、木水、火、土的運動而選擇的二十八個星官，作為觀測時的標記。“宿”的意思和黃道十二宮的“宮”類似，表示日月五星所在的位置。到了唐代，二十八宿成為二十八個天區的主體，這些天區仍以二十八宿的名稱為名稱，和三垣的情況不同，作為天區，二十八宿主要是為了區劃星官的歸屬。二十八宿從角宿開始，自西向東排列，與日、月視運動的方向相同。東方七宿：角、亢、氐、房、心、尾、萁；北方七宿：斗、牛（牽牛）、女（須女）、虛、危、室（營室）、壁（東壁）；西方七宿：奎、婁、胃、昴、畢、觜、參；南方七宿：井（東井）、鬼（輿鬼）、柳、星（七星）、張、翼、軫。此外還有貼近這些星官與它們關係密切的一些星官，如墳墓、離宮、附耳、伐、鉞、積屍、右轄、左轄、長沙、神宮等，分別附屬於房、危、室、畢、參、井、鬼、軫、尾等宿內，稱為輔官或輔座。唐代的二十八宿包括輔官或輔座星在內總共有星183顆。

二十八宿按東北西南四個方位分作四組，每組七宿，分別與四種顏色、五種四組動物形象相匹配，叫做四象或四陸，對應關係如下：東方蒼龍，青色；北方玄武，黑色；西方白虎，白色；南方朱雀，紅色。

衝浪又稱“日浪”。太陽光球層物質的一種拋射現象。通常發生在太陽黑子上空，具有很強的重複出現的本領，當一次衝浪沿上升的路徑下落後，又會觸發新的衝浪騰空而起，如此重複不斷，但其規模和高度則一次比一次小，直至消失。

位於日面邊緣的衝浪表現為一個小而明亮的小丘，頂部以尖釘形狀向外急速增長。上升的高度各不相等，小衝浪只有區區幾百公里，大衝浪則可達5000公里，最大的竟達1～2萬公里。拋射的最大速度每秒可達100～200公里，要比最快的偵察機快100多倍。當它們到達最高點后，受太陽引力的影響，便開始下降，直至返回到太陽表面。人們從高解析度的觀測資料中發現，衝浪是由非常小的一束纖維組成，每條纖維間相距很小，作為整體一起發亮，一起運動。

日珥是突出在日面邊緣外面的一種太陽活動現象。日珥出現時，大氣層的色球酷似燃燒著的草原，玫瑰紅色的舌狀氣體如烈火升騰，形狀千資百態，有的如浮雲，有的似拱橋，有的像噴泉，有的酷似團團草叢，有的美如節日禮花，而整體看來它們的形狀恰似貼附在太陽邊緣的耳環，由此得名為“日珥”。日珥的上升高度約幾萬公里，大的日珥可高於日面幾十萬公里，一般長約20萬公里，個別的可達150萬公里。日珥的亮度要比太陽光球層暗弱得多，所以平時不能用肉眼觀測到它，只有在日全食時才能直接看到。

日珥是非常奇特的太陽活動現象，其溫度在5000～8000K之間，大多數日珥物質升到一定高度后，慢慢地降落到日面上，但也有一些日珥物質漂浮在溫度高達200萬K的日冕低層，即不附落，也不瓦解，就像爐火熊熊的鍊鋼爐內居然有一塊不化的冰一樣奇怪，而且，日珥物質的密度比日冕高出1000～10000倍，兩者居然能共存幾個月，實在令人費解。

人類乘宇宙飛船登月球的探測活動。飛到月亮上去是人類千百年來的幻想。隨著空間技術的發展1959年，蘇 聯發射的“月球1號”飛到月球附近，進行繞月飛行，開始了人類對月球的考察。1961年5月，美國總統肯尼迪在國會上提出了在60年代末把人送到月球上探測的計劃 ——“阿波羅月球探測計劃”。“阿波羅”計劃的任務包括為載入月球飛行作準備（由“阿波羅”1～10號完成），並進行載人月球飛行（由“阿波羅” 11～17號承擔）。1969年7月16日，人類第一次登月，到1972年，美國先後派出6批宇航員，乘座“阿波羅”飛船拜訪了月球，共12人涉足過月面。對月球進行了一系列的科學考察，使人類對月球的認識更加全面，更加深入。“阿波羅”11～ 17號，每次登月飛行都獲得了數目不等的、高解析度的月球照片，每次登月飛行的實驗內容和技術設備都有所發展。“阿波羅11號”的宇航員在月面上安裝了月震儀、激光測距儀等，並作了太陽風收集等實驗。“阿波羅12號”登月艙攜帶一輛雙輪車，供宇航員考察時裝載工具和攝影機之用。“阿波羅”15～17號除了在月面進行實驗外，還進行了在環月軌道中的許多測量實驗。

6次登月，宇航員在月面停留的時間共約300小時，在月面上探測時間合計80小時，其中“阿波羅17號”在月面上停留75小時，探測時間約22小時。6次登月採集到的月球岩石和土壤樣品270多公斤，有采自月面“海”的和“山”的，有古老的也有新生的。這些岩石和土壤標本是研究月球物質成分、結構及其形成和演化過程的珍寶。

宇航員們放在月球上的地震儀記錄表明，月球和地球一樣，也有一層外殼，其厚度為40～60公里。這個數據是在風暴洋和弗。拉摩洛等地區測定的；月殼下面是月幔。月幔大致又分為三層。上層月幔厚240公里左右，主要由古代“岩漿海”里沉澱下來的較重物質構成。中層月幔厚達480公里以上，這裡大概還保存著混沌時代形成原始月球的“胚胎物質”。上述兩層都是固態的，但具有可塑性。內層月幔處於局部熔融狀態。月球的中心部分是月核，其溫度約為1000℃，遠遠不如地核那麼熱（地核溫度為龍去脈5000℃～6000℃）。月核很可能是熔融的，可能是由低熔點的硫化鐵物質構成。對月球的探測還發現月球的質量分佈不均勻，月球近側存在幾個“質量瘤”的重力異常區。

在“阿波羅”科學實驗站里裝設了很先進的月震儀器。經探測，月球上也有月震，但月震的次數比地震少得多，釋放的能量也遠遠小於地震。月震很弱，最大的月震為1～2級。除了隕星撞擊引起的震動外，當月亮離地球最近或最遠的時候，由於地球的起潮力作用，常會出現月震。

許多國家的科學家對宇航員帶回的月岩樣品進行了多種項目的共同研究。經實驗室分析得出：月岩中已發現近60種礦物，其中有6種在地面上尚未發現；在月岩和月土中發現了地球上的全部化學元素；沒有發現可生存的月球有機物，也無古微生物的證據；在某些月岩中有微弱的剩餘磁性；月球樣品中存在許多太陽活動事件蹤跡；根據樣品的同位素分析，得出月球年齡約46億年。

在大部分被月塵和岩屑覆蓋的月球表面上，宇航員看到各種形狀、大小、出現頻率不一的岩石，還發現月球表面散布著一些具有光澤的玻璃物質。月塵在各處的厚度不同，薄的地方只有幾厘米，厚的地方有5～6米。

到達月球的宇航員在漆黑的月空中看到大而發光的地球。月球的探測器還在月球空間拍下地球的照片以及繞觀月球和地球的照片。月球上的地球光要比地球上的月光明亮8倍多。

本世紀50年代以來，人類對月球探測所取得的成就，遠遠超過了多少世紀以來的地面觀測。“阿波羅”登月成功，是人類科學的結晶，開創了人類認識月球的新紀元。隨著科學技術的發展，人類將可能建立沿月球軌道飛行的實驗室，巨大的天文望遠鏡也將在月球上從沒有空氣的太空觀測天空；人也將可能把月球作為出發到遙遠行星的一個落腳點。

我們都有這樣的常識，發光的物體一般溫度越高就越亮。太陽黑子是太陽表面的低溫區，它的溫度通常是 3845—5313℃，比太陽的平均溫度低1000——2000℃。按照我們一般的想法，太陽黑子越多，太陽就應越暗。

然而，天文學家經過長期的觀測卻發現：黑子越多，太陽反而越亮。在太陽活動峰年，即黑子最多時，太陽最亮，整個活動期間的亮度變幅平均為1/2500，而一天內黑子的亮度變化可達1/500。這些數據都是由太陽峰年衛星提供的，並為其他衛星所證實。

太陽的亮度為什麼會因為黑子的增加而增加呢？天文學家經過研究才發現了其中的奧秘。原來，在黑子大量出現的同時，還出現了許多光斑，它們是太陽黑子附近及太陽表面其他部位明亮的亮斑。它們的亮度足以補償黑子減弱的光亮並有餘，因而造成整個太陽的亮度在黑子增多時反而變亮。宇宙探索——為什麼織女星上不會有高等生物的原因　人類一直都希望在地球以外的星球上發現高等生物。可是，由於恆星溫度極高，不可能產生任何生命，所以，尋找外星人的首要步驟是尋找行星。除了已知的太陽系九大行星外，在茫茫太空中要找到別的既不發光、個頭又小的行星，可真不是一件容易的事情。

1983年1月，美、英、荷三國聯合製造的一台功率強大的地球軌道紅外望遠鏡發射成功。這台距地面900多千米、直徑3米多的望遠鏡，使人們眼界大開。這一年的8月9日，美國噴氣推進實驗室向全世界宣布，織女星的行星上可能有生命存在。

但科學家在對職呢行深入了解之後，發現不容樂觀。因為織女星形成只有約10億年，而高等生物的產生，至少要經過30 到40 億年實踐的演變。由於織女星比太陽熱得多，能源消耗極快，估計等不到它周圍的行星上誕生智慧生命，織女星自己的生命就已經終結了。所以，織女星的行星上是不可能存在高等生物的。

一般的星星，我們是可以通過肉眼或用望遠鏡看到的。但是，當有些星星幾乎不發生可見光波時，我們就無法直接看見它們了，必須藉助儀器間接的去觀察。

你見過正在加熱的鐵塊嗎？剛開始對鐵塊加熱時，它不發亮，只發熱。溫度逐漸上升時，鐵塊也就越來越紅。溫度再升高，鐵塊就變亮變白，白中還帶著藍光。當它重新冷卻下來，就又開始逐漸變紅變暗，最後失去亮光。一些正在誕生的恆星，或者衰老到快要死亡的恆星，就非常像剛加熱或者快要冷卻的鐵塊，它們發射著暗淡的紅光或者人肉眼無法看見的紅外線，通常不會引起人們的注意。這些星星就是紅外星。

還有一些紅外星，它們本身非常明亮而且炙熱，但它們卻被厚厚的星際塵埃和雲霧包裹著，有些塵埃大量匯聚，肆無忌憚的檔主了這些星星的可見光，只允許這些星星透過塵埃發出一些紅外線，人靠肉眼當然就看不到它們了。

“丹霞地貌”在國外很少有人熟悉，即使有些專業背景的也往往是只聞其名而不得親見。因為這種地形構造既獨特又稀少，是近代在中國南方的一些地方發現並命名的。這類地貌往往以石峰、石柱、石塔、峰林、方山、城堡等地形表現出來，在陽光的照射下，像披上一層紅色的輕紗，熠熠泛光，猶如“丹霞”而且最初對此地貌進行研究的地方就是廣東的丹霞山，於是，地理學家們就給紅色砂岩和礫岩這種獨特的地形地貌起名為“丹霞地貌”。

這種地貌在北方地區非常少見，而且發育不完整，但河北省承德地區的丹霞地貌卻很典型。承德一帶的山地，岩石組成非常複雜，包括火山岩、礫岩、砂岩和泥岩等，由於火山岩、礫岩質地堅硬，而砂岩、泥岩質地鬆軟，於是在漫長的地質年代中，日晒、雨淋、冰凍、風吹的種種風化和侵蝕，使得鬆軟的岩層不斷的被剝蝕崩塌，堅硬的岩石愈加顯現，亭亭矗立起來，形成了千姿百態的丹霞地貌，也構成了承德周圍的奇峰異石。

站在高處向四周望去，你會感覺這一帶的山巒中，峰銳如刀削、石異如人塑、山形如龍蟒、石狀如鳥獸，最為有名的景觀有 10餘處。從山城出發西行10餘里到達灤河之濱有兩座雙塔山，兩山拔地而起，上大下水，高30多米，像兩個倒豎的古塔，遙遙相對，巍巍壯觀；距離此山以東 3公里處，還有一座山，兩端翹起，形似元寶，遠遠望去雙塔對元寶，巧奪天工，情趣盎然。

丹霞地貌是一種典型的造型地貌，在山城東武烈河東岸有著名的“棒錘山”，逶迤的山脊上，一峰獨矗，直刺青天，上寬下窄，體形渾圓類似一把倒插的搗衣棒錘，倚天而立臨河傍水，好像專為神女洗衣服設置的；在“棒錘山”東半公里處有一個大石頭，形似卧著的大青蛙，抬著頭，張著嘴，呱呱欲鳴。棒錘山和哈蟆石，一立一伏，奇妙無比。離城不遠的羅漢山，外形惟妙惟肖，此外還有僧帽山、天橋山、朝陽洞、月牙山、雞冠山等等，都以其形狀命名。

在浩瀚的宇宙中，天體與地球之間的距離都十分遙遠，那麼，我們是怎樣知道它們與地球之間的距離的呢？

很早以前，天文學家就發現一種變星，它們又是候亮，有時候暗，讓人摸不透變化的規律。1784年，英國的業餘天文愛好者古德里克，首先發現“仙王6”星的亮度在天空中不斷發生變化，而且這種變化十分有規律，周期為5天8小時47分28秒。這個周期被稱作光變周期。以後，人們又陸陸續續的發現了很多與“仙王6”類似的變星，它們的光變 周期有長有短，天文學家就把這類變星稱為“造父變星”。

1912年，美國女天文學家勒維特發現，造父變星的光變周期越長，它的光度就越大。基於這種關係，天文學家只要測量出造父變星的光變周期，就能計算出它的光度，再從光度和亮度的關係上推算出它與地球的距離。很多球狀星團、河外星系等天體與地球的距離十分遙遠，不易確定，但只要能夠觀測到其中的“造父變星”，就能計算出它們與我們的距離。

宇宙探索的意義深遠，載人航天勢在必行。——王渝生

新材料、新燃料和革新的概念，這些將會降低 宇宙探索的成本的研究應當優先考慮。——加來道雄

地外文明的探索不僅是 宇宙探索的一部分，同時對人類的進化和科技的發展將產生深遠的影響。——周海中