大众文学网

第三部分 月球是地球的刹车器（第4页）

他们要在那里发现行星和生命起源的线索。喷气推进实验室的行星天文学家理查德·泰里莱说：“过去，那简直是不可能发生的事情。我们生活在地球上，地球有生命，这似乎是许多奇迹，而且是一个接一个发生的。现在，我们知道，这些情况都非常普通。”10年来，人类对宇宙认识的最大改变之一就是发现了其他恒星也有行星围之运转。鉴于这一点，太阳系的形成就格外引人关注。天文学家已经发现100多颗这样的行星，其中有些可能存在生命。

迫使人们讨论冥王星地位问题的是2004年加州理工学院一位名叫迈克·布朗的天文学家的发现。自1998年后，布朗和他的同事一直多多少少在做汤博30年代做过的事情：反复拍摄天空的照片，寻找移动的物体。2005年1月的一个早晨，他发现一个不同寻常的物体：这个物体特别明亮，所在轨道比冥王星还远得多。没有任何安装在地球上的望远镜能测量那么遥远的行星的大小。因此，布朗不得不等待，直到他有机会使用哈勃太空望远镜。2005年4月，他有了答案：那个光点——正式名称为2003UB313，但暂时昵称为“齐娜”——直径约为2400千米，比冥王星大5％左右。

突然，一代人从小到大所熟知的有关太阳系的说法遭到怀疑。布朗发现的是不是第十颗行星?看起来当然是这样，否则，冥王星为什么可以称作行星?没有理由认为，柯伊伯带里没有更多比冥王星还大的天体。它们也叫行星吗?如果是只比冥王星略小的天体，那该叫什么?这个事件使人们注意到，天文学家从未确定“行星”的含义。

因此，国际天文学联合会起初提议，根据形状给行星的“身份”设立一个门槛。行星是由灰尘和岩石积聚而成，且有一定直径。因此，第一个标准是，行星必须是球形。但是，许多卫星也大到足以是球形；所以，定义的第二个部分是，行星必须围绕太阳而不是另一颗恒星运转。

根据这个定义，冥王星和UB313都包括在内。此外，令人迷惑的是，这也将包括冥王星自己的卫星卡戎。

太阳系中所有其他卫星都比它们的行星小得多。然而，卡戎的体积几乎相当于冥王星的一半。所以，在对冥王星轨道和卡戎轨道的数学描述中，这两个天体看起来实际是彼此环绕的。如果你想让冥王星继续留在行星行列，你必须把其他这些天体都包括在内。

这公平吗?正确吗?那要看你问谁。罗斯中心的色拉看来很高兴把冥王星“开除”。他说：“冥王星是一块不控制任何东西的冰。它的轨道从属于海王星的轨道。”失掉发现21世纪第一颗行星这一荣誉的布朗说，他个人感到悲哀，但这是一个正确的科学决定。

但是，其他人却认为，这个决定令人震惊。有些人在冥王星身上有既得利益。比如参与“新地平线”号太空探索的学者。今后10年，他们将投身于对“矮”行星的研究。

令人遗憾的是，就某些事情而言，规模的确重要，比如从国会获得拨款。至少一位著名天文学家说，“新地平线”号能在几年以前得到拨款是一种幸运。西南研究所是参与“新地平线”号研究工作的重要机构之一。该研究所的乔尔·帕克说，他认为，美国天文学家不会轻易接受这个投票结果。他还预言，国际天文学联合会2009年再次开会时或许会出现修正行星定义的行动。他主张给冥王星“特殊的双重国籍”：即是柯伊伯带的天体，又是行星，以承认它特定的文化地位。

换句话说，我们喜欢冥王星。帕克说：“很多孩子喜欢冥王星，因为它有个可爱的名字。”泰里莱说：“我有两个孩子，一个6岁，一个9岁，向他们解释这一点让人为难，这个行星定义听起来就像是律师写的。”但是，行星学会执行会长刘易斯·弗里德曼认为，孩子们不会在意少记一个行星的名字。他预言：“这不会让学生们烦恼。烦恼的是过去当过学生的我们。”

如果人们似乎对行星的定义特别关注，原因也许正是我们就居住在这样一颗星球上。

寻找第九颗大行星

人类根据已掌握的科学技术，发现了太阳系的八大行星，根据科学家的计算太阳系应该还有第九大行星，但我们一时间还找不到它。．

众所周知，太阳系有太阳和八大行星，它们是水星、金星、地球、火星、木星和土星、天王星和海王星。这就是我们通常所说的“太阳系大家庭”的成员了。水星离开太阳最近，而海王星则遥远得多。

那么，在太阳系里还可能有第九颗大行星吗?按照18世纪德国天文学者波德的预言，在冥王星外侧方位应该存在第九颗大行星。这倒是一个很有意思的问题，因为太阳系的行星发现过程以及从理论上推算与实际测量的结果进行比较，都证明这样一点：太阳系里有可能还会发现第九颗大行星。

到了18世纪，德国天文学家波德编写了众所周知的“行星平均轨道参数”，将行星的平均轨道半径用天文单位（地球与太阳之间的平均距离，1天文单位为l亿4960万千米）来表示太阳与各个行星之间的距离。当时计算出来的理论值与实测值之间，几个已知行星是比较接近的：如水星0．4天文单位，而实测为O．39天文单位；金星0．7天文单位，实测为0．72天文单位……

但是，土星的理论值和实测值之间相差0．46天文单位，说明在土星的外侧有一个行星在对它产生影响。到了18世纪末，也即1781年，美国的天文学家赫谢尔终于在土星的外侧发现了一颗行星，这就是天王星。

天王星的轨道半径接近波德定律所示的19．6天文单位，达到19．2天文单位，但仍然相差0．4天文单位。如果假设在天王星的外侧有一颗未发现的行星，那么就能合理地说明天王星的运动状况了。因此，当时的天文学家们继续在天王星的外侧寻拢新行星，结果在18###．6年发现了海王星。

在分析海王星的运动之后，天文学家发现海王星的轨道基本是圆形，平均轨道半径为30个天文单位，而理论值却是38．7天文单位，相差甚大。根据以往的经验，可以有把握地假定在海王星的外侧还有一颗行星，否则就难以体现出海王星的运动规律。到1930年，美国诺爱尔天文台的顿勃发现了冥王星。

事情到此并未结束，因为冥王星的波德参数为77．2天文单位，而实际测得却是39．53个天文单位，造成这种状况又如何解释呢?这就是一个谜了。正因为无法解释冥王星的运动，天文学家不得不再次假设比冥王星更遥远的外侧，可能还有另外一颗大行星存在，不过在它被发现之前，这只能是一个“谜”了。

1977年，帕诺玛天文台的考瓦耳宣称发现一颗低速移动、光度为18等级的新天体，而且确定在天王星内侧。但到底是否是18世纪德国天文家波德所说的那一颗，有待于继续验证。

近几年，天文学家又发现，有一个物体在扰乱天王星和海王星的轨道。与其说天王星和海王星有一条环绕太阳运行的平稳轨道，倒不如说它们有自己的摄动轨道。许多年来，一些天文学家认为这种摄动来源于它们的远邻冥王星的吸引。这种吸引主要取决于冥王星的质量和冥王星与它们之间的距离。物体质量越大，对其他物体吸引力也越大，然而，当物体之间距离增加，那么，吸引力则减弱。

科学家们知道冥王星和海王星、天王星之间的距离，但没人知道冥王星的质量是多少，如果冥王星的质量约等于或超过地球的质量，那么科学家就可以推算出，冥王星的吸引力将发挥在邻近的两颗大行星上。

这一发现，后来导致出一个必须正视的结论，冥王星不像天文学家推想的那样重，其质量加上它的卫星“卡戎”的质量或许仅有地球质量的1／400。它的引力不足以扰乱天王星、海王星的轨道。既如此，那么，是什么物体在干扰天王星和海王星的轨道呢?

答案是可能还有一颗第九大行星存在。据推测它存在的形态有以下三种可能性。

第一种可能：这颗行星的大小，质量约与海王星或天王星相同，是在离海王星约8亿千米处围绕太阳运行，虽然距离较远，然而这样一颗远距离的行星却能够引起海王星和天王星的摄动。假如第九大行星还要远些，就得同木星一样大，或许当今能够观测出来。

第二种可能：是一种暗淡的约有太阳大小的星体在活动，这个星体在距离冥王星的轨道约80亿千米的地方，换言之，是地球到太阳距离的800倍以上，天文学家认为，许多星体在远处都有“暗淡的伙伴”。

第三种可能：是有一种约是太阳质量10倍的物体，由于自身的奥秘，潜在160亿千米的黑暗之中，环绕太阳系旋转，它很黑，看不见。这也许就是“黑洞”。所谓的“黑洞”就是一种密度浓厚导致它的吸引力不允许界内的任何物体逃出的天体。在这样大的距离中，黑洞引力之强足以使海王星和天王星摄动。

从前几年开始，美国海军天文台的天文学家利用大型电子计算机开展对太阳系“第九大行星”的寻觅工作。他们首先估算了“第九大行星”的可能的质量和距太阳的大致距离，然后把有关天文资料输入电子计算机进行计算，确定一系列便于进行观测的空间区域，最后用天文望远镜对计算出的区域进行搜寻。此外，新西兰的布莱克泊奇天文台也在积极地进行寻找工作。天文学家认为，这颗未知行星有地球3～5倍大，绕太阳一周大约需要1000年，它与太阳的距离约是冥王星与太阳距离的5倍。

然而也有否定派的观点，英国谢菲尔德大学的戴维·休斯教授提出了不存在第九行星的理由。他认为：首先，凝聚成行星的原始星云，没有扩散到比冥王星轨道更远的地方；其次，即使星云扩散到冥王星外更远的地方，太阳系也没有足够的能力在如此遥远的距离处把原始星云凝聚成行星。

那么，第九大行星会不会在冥王星轨道之内呢?答案也许要靠我们掌握的两架航天器——“先驱者10号”和“先驱者ll号”作出了。它们首次航行是在1972年3月2日。“先驱者10号”现在已经飞至天王星和海王星的轨道上，而在相对方向飞驰的“先驱者ll号”也已经到了土星和天王星之间的轨道上。它们能够接收地球上的无线电信号，也能够把信号发射回地球。希望它们能够早日解开太阳系有无“第九大行星”的悬案。

不过，在太阳系里还有许多我们尚不认识的成员。人类在探索中前进，在探索中揭开大自然之谜，我们相信，这第九颗大行星的踪迹终究会被发现。

黑洞之谜

黑洞是一种极为奇特的天体，它既不像恒星，更不像行星，严格来讲它并不是星，而只是宇宙空间的一个区域。这个区域的表面是一个封闭的球面，人们称之为视界。黑洞的视界是一个比魔术师手中的魔杖还奇妙的东西。它将黑洞的内部与外部空间完全隔离开来，外来的辐射和物质可以进入视界之内，而视界的任何物质都不能跑到视界之外。

黑洞的视界还有一个很有趣的性质。由于黑洞的强引力作用，牛顿引力定理在黑洞附近的空间早已不适用，而根据广义相对论，强引力场使黑洞附近的时间变慢，并且离视界越近，时间变得越慢。如果把一个时钟放在黑洞的视界上，时钟就会停顿。时间是一种频率的周期性过程，与时间一样，其他频率的周期性过程在黑洞附近也会发生频率变慢的问题。频率变慢即波长变长。因此，天体越靠近黑洞，它的光谱红移就越大。

黑洞附近的强引力场不仅使时间变慢，也使得经过它附近的光线发生严重弯曲；而且引力场越强的地方，光线弯曲的程度也就会越厉害。

黑洞的表面是一个奇妙的视界，那么黑洞的内部又是怎样的情况呢?

由于黑洞中心的引力无穷大，因此黑洞视界内的物体不能保持静止，也不可能像地球绕太阳旋转一样以稳定的轨道绕黑洞中心转动。任何物体一旦进入黑洞的视界，都必将以光速向黑洞中心坠落。由于黑洞内部的引力异常强大，它的起潮力也异常强大。任何进入黑洞视界的物质，都会被无比强大的起潮力扯得粉碎，从而完全丧失它原来所具有的各种物质属性。这些被粉碎的物质彼此极为紧密地挤压在一起，成为一个密度无限大而体积为零的点。人们称这一点为中心奇点。在奇点四周，黑洞视界以内的其他地方则都是空空****、一无所有。对于外界观测者来说，黑洞是一个统一的整体，它只有质量、电荷和角动量这三个基本物理量。