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天文学

10.宇宙中的群星是如何形成的?

在宇宙大爆炸之后,宇宙由辐射和亚原子粒子组成,由此形成了我们今天所知的恒星、星团和星系,但它们的形成过程一直备受争议:是这些小粒子聚集在一起,逐渐形成了越来越大的天体;还是说早期的宇宙由比现在更庞大的天体组成,它们后来又分裂出了星系?

一方面,宇宙万物都是由粒子间的力聚拢在一起的;另一方面,早期宇宙膨胀的能量又使得一切分崩离析。人们认为在宇宙大爆炸后的瞬间一定发生了什么,基于这一认知,天文学家引申出了暗物质和暗能量的概念。我们所能探测到的质量产生的引力远不足以凝聚天体,如果没有暗物质和暗能量,它们可能早已分崩离析了。

想要在这个问题上取得进展,最新的切入点在于对银河系一些新发现的矮星系的研究。这些星系出现在被认为没有暗能量的区域,可能为恒星的起源和形成提供线索。

11.为何航天探测器的速度会发生改变?

航天探测器在执行长期任务时,其路径通常会经过行星或卫星所在的区域,以便利用天体的引力场增加自身动量。在它们被再次弹射回太空前,引力会增加它们在天体区域中的飞行速度。

20多年来,对此类飞行器的精确监测揭示了所谓的“飞行异常”现象,它会导致飞行器的速度发生意想不到的变化。1990年和1992年,当“伽利略号”木星探测器飞越地球上空时,它的速度以4毫米每秒的微弱幅度持续增加,这完全出乎科学家的预料。1998年,近地小行星探测器被测定出以13毫米每秒的速度运行,这超出了它应有的速度。1999年的“卡西尼号”土星探测器(其速度比预期慢了2毫米每秒)及2005年的“信使号”水星探测器和“罗塞塔号”探测器也出现了类似异常。

虽然上述情况与预期速度的偏差都很小,但原因依旧无法解释。人们也提出了各种理论,包括太阳辐射、潮汐影响、磁场、暗物质和假设的引力磁场,但这些假设都没有得到有力的支持,因此速度变化的谜团仍未得到解决。

12.参宿四为什么在缩小?

在过去的20年里,天文观测显示参宿四似乎在不断缩小。有报道称,它在1993年至2009年间体积减小了15%,具体原因不明。虽然没人能确定这些数据是否可信,但最近哈勃空间望远镜的测量结果证实了它确实比以前小。

参宿四是一颗位于猎户座的红超巨星,也是天空中最亮的一种恒星。它在600光年之外,亮度约为太阳的13.5万倍,直径约为太阳的700倍,据信,如今它的生命已接近尾声。不久之后——用天文术语来说,可能是在100万年内,也可能只要1000年,它将会爆炸成一颗巨大的超新星,像一轮满月一样明亮地挂在天空中。它的缩小也许是死亡过程的一部分,也可能是受以下因素影响:

● 红超巨星是一个被巨大的气体球包围的核,并不存在明确的表面。所以我们测量的可能只是参宿四的大气层部分,而不是恒星本身。

● 参宿四可以自转,但它并不是球形的,现在它可能刚好把面积较小的一面转向我们。

● 有证据表明,这类恒星的表观尺寸会发生波动,而在参宿四上已经发现过两次此类波动。我们可能是恰好观测到它的收缩期,在这之后它将恢复原来的大小。

● 这些可能只是参宿四各部分温差造成的错觉。自1054年以来,地球上还没有广泛观测过一颗成规模的超新星,参宿四的爆炸可能比那一次更亮。天文大事件的狂热粉丝如果知道参宿四的缩小是其面临死亡的前兆,一定会激动万分。但这到底是真是假,我们依旧不得而知。

13.如果伯利恒之星真的存在,它会是什么样的星星呢?

当希律王的时候,耶稣生在犹太的伯利恒。有几个博士从东方来到耶路撒冷,说:“那生下来作犹太人之王的在哪里?我们在东方看见他的星,特来拜他。”

——《马太福音》(钦定版圣经)

这颗星星真的存在吗?还是说它只是马太的宗教浪漫传说?

基督的出生日期现在可以确定在公元前4年左右。不可能比这更晚,因为之后便是大希律去世的日子,而希律正是在基督诞生时被明确地认定为王。那么,当时的天空中究竟发生了什么呢?任何想对这伯利恒之星进行天文验证的人,都有着数量惊人的候选星可供选择。

候选星之中,最符合当时情况的一颗是在中国古代天文学家的记录中发现的,它是公元前4年诞生在阿奎拉星座的新星。新星在初现时可能会变得十分明亮,随即暗淡下去,所以这也许会吸引智者们的注意。然而,一颗小小的新星能否被视为将他们引来耶路撒冷的重要因素呢?这个可能性似乎不太大。

另一个更具视觉冲击力的候选星并不是恒星,而是彗星。公元前5年,一颗明亮的彗星出现在摩羯座中,同样也被中国古代的天文学家记录了下来。它现于天空南方,彗尾上翘,可以被看作一个指向南方的路标,而伯利恒之星恰好就在耶路撒冷的正南方,所以跟着这颗“星星”应该能把智者们带到目的地。然而这个理论也存在问题,即彗星往往与灾难等破坏性事件挂钩。

第三种观点否定了恒星和彗星的假设,并提出它可能是木星和土星的“三合现象”,这个时候太阳、地球和土木两星会在天空中紧密排列三次。两颗明亮的星星同时出现在天空中,想必会给相信占星术预兆的人留下深刻的印象。

最后,希腊天文学家乔治·鲍诺什在1979年发表的论文中指出,这颗“星星”实际上是天王星,东方三博士首次发现了它,比威廉·赫舍尔还要早约1800年。 KCYcd41cYDPYFSsG7FtoA2scLv/vHAlp0UXBcRLT++ga2IRclteNa6D60KhSYwjA

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