宇宙中的重量级明星
宇宙中的重量级明星
太 阳
站在地面看太阳,红红的,明亮的,光芒四射,十分平静和安宁。但这不是太阳上的真实情况。肉眼看到的太阳已经“化妆”过了。
在北京天文馆的主厅里悬挂着一幅日面景色图:圆圆的日面上火舌翻卷,气浪升腾,高高的气体柱一直上升到50万千米高的日面上空。上升的气体达到一定高度后,不再继续往上飞,而是瓦解飞散,纷纷扬扬落回太阳表面,好像天女散花似的。
这还是一幅粗粗一瞥的太阳活动图画。仔细观察,太阳表面景色比这壮观得多呢!你若用较大的天文望远镜拍摄太阳照片,整个日面布满了密密麻麻的明亮斑点,像水中气泡,锅中米粒,又像跳动的珍珠。这是太阳上的“米粒”,天文学上叫做米粒组织。
把望远镜所成的太阳像投影到望远镜后面的投影屏上,璀璨晶莹的日面上出现一些黑暗的斑点,它们或者结伴而行,或者单个而立。有的威风凛凛在前面开路,有的神气十足在后面督兵。这是大名鼎鼎的太阳黑子。
假如你用快速摄影机拍摄一部太阳活动区影片,那更是生气勃勃,趣味盎然。看过这种影片的人,没有不拍手叫绝的。那里不仅有翻卷的火舌,飞腾的气浪,抛射的物质,还有比原子弹和氢弹爆炸激烈得多的太阳耀斑。影片里缓缓蠕动的太阳活动区物质,更是风云跌宕,妙不可言。
对于人类来说,太阳系是宇宙中最重要的星系,它幅员辽阔,成员众多。在这个家庭中,太阳是个头号“大个子”,所以我们说它是宇宙中的重量级明星。
八大行星、几千颗小行星、卫星和流星,都不能和它相比。在我们的想象中,地球可算硕大无比了,它上面有大洲、大洋、高山、深涧,有一百几十个国家,有60多亿人口,绕它赤道一圈有40000千米长。这样的世界还不大吗?
然而地球的直径只有太阳的1/109。木星是行星世界的“巨人”,它的直径是地球的11倍。若把木星和太阳作比较,10个木星直径才能抵得上1个太阳直径。
德国有个天文学家,名叫威特曼,专门测量了太阳的大小。他在瑞士洛克尔诺天文台,用针孔摄影机对准望远镜焦点上太阳像,进行了246次光电扫描,测出太阳直径为1392530千米。
如果我们要想从太阳直径的一端走到另一端,乘速度为60千米/时的普通火车,即使昼夜不停地行驶,也得2年零25天。要说火车速度太慢,我们来看看“神仙”走完这段距离情况吧。
《西游记》里有个神通广大的孙悟空,一个筋斗就是十万八千里(54000千米),天上人间随意行走,再遥远的路程几个筋斗就到了。可是,就是孙悟空要从太阳直径的一端走到另一端,也得翻上26个筋斗。
根据太阳直径,立刻就能计算出它的体积来。太阳体积是140亿亿立方千米,大约是地球的130万倍。就是说,在它里面可以装得下130万个地球。这个明星个头可真够大啊!
木 星
也许你会说,个头大也不一定是重量级明星啊!那好吧,如果给太阳称称体重,你就会心悦诚服了。
给太阳称体重?真新鲜!这么大一个火球,烈火熊熊,气浪冲天,又和地球相隔1.5亿千米,怎么提得起来?用什么秤去称?
说起称太阳,还得从伦敦的瘟疫谈起。1665年,在英国首都伦敦发生了一场瘟疫,被传染的人不死也被折磨得九死一生。人们害怕瘟疫,纷纷从首都逃离。一时,繁华热闹的伦敦街头变得冷冷清清。
为了躲避瘟疫,剑桥大学不得不放假,学生们因此纷纷回家乡去了。牛顿当时也在剑桥大学,他也因此回到了家乡林肯郡。
一天夜晚,在深沉的夜色中,一轮明月高高挂在天空,显得无比幽静而神奇。这时,年轻的牛顿独自坐在自己家的果园里沉思。
突然,一只苹果从树上掉了下来,落在牛顿脚边。这个不为人注意的自然现象,却触动了牛顿的“灵感”,从此他就经常观察物体下落的现象,探索物体下落的原因。他得到这样的结论:一切物体向地面降落是因为地球在吸引它们。他又问自己:月亮为什么不落到地面上来呢?经过研究,他把物体之间相互吸引的问题进一步推广到月亮、行星和一切天体。这就形成了万有引力定律。
在牛顿以前,曾经有人猜想,引力是和距离平方成反比的。牛顿想证明这个猜想。可是当时没有精确的地球半径数值,牛顿无法完成自己的证明。没办法,他只好等待。
1671年,法国天文学家皮卡尔测得了比较精确的地球半径数值。这一消息传到牛顿耳朵里,他立即采用这个数值进行计算。越计算,他预期的结果越明显,以致使他激动得无法继续计算下去,不得不由他的朋友代他继续计算。
牛 顿
经过牛顿的精心研究,万有引力定律问世了。这个定律指出,万物彼此吸引,吸引的力量大小与参加吸引的物质的质量成正比,与它们之间的距离平方成反比。
万有引力定律为天文学家称天体提供了重要的科学秤,从此“称”太阳质量就有了可能。利用万有引力定律作秤,用地球作秤砣,天文学家测量出太阳质量是地球的33万倍。这就是说,如果把太阳放在天平上,用地球作砝码,需要加33万个地球在天平的另一端,天平才能平衡。地球的质量是60万亿亿吨,因此,太阳的质量是2000亿亿亿吨。
太阳质量在太阳系各成员中是最大的。据计算,太阳系的质量99%以上集中在太阳上。由于太阳具有巨大的质量,所以它的吸引力是很大的。太阳所以能成为宇宙中的重量级明星,紧紧地把太阳系中的所有成员都拉在自己周围,给它们规定运行的路线、行动的速度和各自的地位,都是靠它的强大的吸引力。
太阳对它表面物质的吸引力是地球的27.5倍。就是说,一个体重160千克的人,如果到了太阳上,他的体重将变成1650千克。不要说烈火熊熊的太阳表面人们无法上去,就是将来防温隔热的问题解决了,人类也休想登上太阳!因为到了那里,强大的太阳吸引力会把人压垮的。
太阳质量虽大,但它的密度只有地球的1/4,即1.41克/立方厘米,不到水密度的1.5倍。太阳的密度是很不平均的,太阳中心集中了很多物质,密度为160克/立方厘米,是黄金密度的8倍;而在太阳外面大气层里,物质则稀薄得像轻纱,比鸿毛还轻。