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第一章
地球所在的空间与时间
The Earth in Space and Time

地球所处的空间

在我们人类的眼里,地球是一个巨大的、缓慢旋转的球体,可从整个宇宙的角度来看,它又是渺小的。

宇宙其实是一个真空的环境,什么都没有。在这片真空中,分布着一颗颗发光发热的球体——恒星。之所以叫“恒星”,是因为人们觉得它们是永远静止不动的。事实上并非如此。它们都在缓慢移动,只不过这种移动不为人们所察觉罢了。不过,对比几十个世纪以前埃及人绘制的星象图,人们会发现现在恒星所处的位置已经有了很大的变化。不过,即便如此,人们也依然习惯用旧有的名字——“恒星”来称呼它们,以此来和行星相区别。这些恒星之间相隔遥远,这就是人们察觉不到其运动的原因。而也正是因为相隔遥远,这些巨大的、发光强烈的星体即使我们用最先进的望远镜来观察,也不过是一些发光的、有明有暗的小点。

在诸多恒星之间,也不完全是真空。如果我们把一台望远镜定格在一颗恒星上,会发现在它的周围飘浮着范围广阔的云雾一般的尘埃。事实上,这些尘埃是那么稀薄,以至于可以忽略不计。

在诸多恒星中,离我们最近的一颗就是那个看上去像巨大火球一样的太阳。它与地球之间的距离是9 300万英里【注:本书中采取英制单位。1英里=1.609千米;1英寸= 2.54厘米;1英尺=30.48厘米;1码=0.914 4米。】。太阳看上去和我们肉眼见到的其他恒星很不一样,这是因为其他恒星都没有太阳离我们近—可是9 300万英里依然是个让人难以想象的数字。光每秒传播18.6万英里,从太阳出发抵达地球,需要8分钟,而一颗毛瑟步枪弹,如果保持刚出枪口的初速度的话,则需要7年才能来到地球上。其他恒星呢?除了太阳,离地球最近的恒星距离地球有4光年之远,而现在天文学家已知的宇宙最远的恒星,已经在几亿光年以外了。

与地球相比,太阳的体积、蕴含物质数量都极为庞大。做一个比较,如果说太阳是一个直径9英尺的球,那么地球就只是一个直径1英寸的小家伙,两者之间的距离为322码。月亮呢?它只能算是一个离地球30英寸的小黄豆粒。

太阳是一个熊熊燃烧的气体星球,它98%的质量都是氢气和氮气,剩余2%才是铁和其他元素。可是从总物质含量来看,它却是地球的30万倍重。看到这些数据,我们就不难想象宇宙中星体之间空间的广阔和寂寥了。

围绕太阳运行的,不仅仅是地球,还有其他行星。这些星球不会发光,之所以明亮是因为反射了太阳光的缘故。行星都在不断运动。还用刚才的那个比拟,距离9英尺太阳最近的两颗行星是水星和金星,它们距离太阳分别是124码和230码。第三位的是地球,比地球更远的是火星、木星、土星、天王星、海王星,它们距离太阳分别是488码、1 672码、3 767码、6 169码和9 666码。在这些行星之间,还有无数更加细小的颗粒漂浮,它们就是小行星。此外,就是一些气体、尘埃或者彗星之类的。除了这些天体,宇宙之间的虚空还是冰冷而毫无生机的。至于刚才提到的离我们第二近的恒星,在这个比例模型中,在4 0000英里之外,其他恒星则在几亿和几十亿英里之外呢!

告诉人们以上相关知识的科学是天文学。通过它,人们知道了什么是恒星和行星。可是,具体研究我们所赖以生存的地球的知识,就不再是天文学,而是地质学和地理学了。下面再回过头来仔细看看我们脚下的地球。

地球的直径不足8 000英里,表面粗糙。高耸的部分是山脉,低洼并聚集大量水分的地方是海洋。海洋最深部分大约有5英里。这个数字和地球体积相比,是非常渺小的。包裹着地球的是一层薄薄的大气层,离地面越远,它越不能支持生命的存在。这一点我们可以通过乘坐热气球或者攀登高山来具体体验。地球表面20英里以上,空气就不复存在了。飞翔的鸟类最多能够飞4英里高,而大部分小型鸟类和昆虫,则不能在这个高度存活,至少它们会失去知觉。载人气球最高能够升到7英里的高度,那已经是人体所能承受的极限。再向高空进发,那就需要一些专用的小型试验飞行器了。

生命存在的范围很狭窄,只有在地面以上4英里、地面以下几百英尺内和海水里才有生命活动。除此以外,我们不知道哪里还有生命。科学家认为在火星或其他行星上会有生命,可那还没有得到证实。

地球的形成

天文学家和地质学家已经通过研究得出了大量关于地球起源和地球年龄的知识。

按照流行的说法,在很久以前,大量飘浮于宇宙空间的气体和尘埃受到相互之间引力的影响,开始慢慢聚集。这些物质越聚越密,最终形成了中心星体和它的属下们,这就是太阳和环绕它的诸多行星、卫星。在内部引力作用下,太阳的温度越来越高,最后终于爆发成了现在这个火球的样子。

地球和月球是原本互不相干,只是因为引力影响而凑在一起的吗?这个在本书编写的时候还没有形成定论。也有人认为,月球其实就是地球的一部分,只不过是因为某些原因离开了地球罢了。具体情况是什么?这需要科学进一步考证。

几十年前,科学家普遍认为太阳和行星们是在不断冷却中的,因为随着太阳内部燃料的逐渐消耗,它自然要冷下来,自转的速度也会降低,随之而来的是太阳系的衰落——也许到那个时候,一个白天会和现在的一年一样漫长。当冰冷的太阳一动不动地悬挂在天空中时,地球上的一切生命都会被冻死。

现在,科学家们有了新的发现。太阳中的燃烧物质——氢的确会越来越少,但要燃烧殆尽至少还要几十亿年之久。即便燃烧尽了,太阳中的能量反应也会变成另外一种新的形式,那将会散发出更强大的热量。所以,那时候地球将不是被冻死,而是被烧掉。 1rDkGvksu5WcAwxbC1Vfu6cF86FgQJfLspXtFNhgtTaGFUKt2MZVjy1iqZBGIYct

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