第1章 探索宇宙的星际之旅(1)
宇宙起源于大爆炸，太阳并不是银河系的中心，太阳系还存在一颗X行星，地球是由星云形成的，金星和火星上都发现城市遗址……关于浩瀚的宇宙你知道多少？人类并不是宇宙中唯一的智能生命体，UFO频繁造访地球，外星人留下了来过的证据，月球是外星人的中转站……这些你相信吗？让我们开启探索宇宙的星际之旅吧！
宇宙是如何诞生的
关于宇宙的起源，自古以来有很多观点。在一些古老的神话传说里，神是宇宙万物的创造者，基督教认为上帝创造了世界。而中国古代神话认为盘古开天辟地创造了世界。但这些只是神话和传说，不足为信。古往今来的科学家对此进行了不懈的研究，提出了许多科学假说。
一种假说认为宇宙是永恒的，既无始又无终。虽然一些恒星会死亡，星体也会发生变化乃至爆炸，但新的天体会不断产生，随之产生新的星系，因而宇宙的总质量似乎是始终不变的。这种假说认定宇宙是相对稳定的，在大尺度范围内，各种星体之间处于一种力和物质的平衡状态。
另一种假说是著名的大爆炸理论。这种观点目前最为流行，大爆炸理论是美国天文学家在20世纪提出的新理论。基本观点是，宇宙曾有一段从密到稀、从热到冷、不断膨胀的过程。大约在200亿年前，我们现在所看到的天体的物质都集中在一起，形成一个密度极大、温度高达100亿摄氏度的原始火球。当时的天空充满了辐射，恒星和星系也并不存在。后来某种未知的原因，使原始火球发生了爆炸，火球中的物质喷发到四面八方，并逐渐冷却下来，密度也开始降低。大约1万年以后，氢原子和氦原子产生，这期间散落在空间的物质开始局部联合，这些物质凝聚成了星云、星系和恒星。大部分气体在星云的发展中变成了星体。
虽然大爆炸理论为人们广泛认可，但近年来，它也面临挑战和冲击。一个国际天文学家小组利用哈勃太空望远镜进行观测后发现，宇宙正在迅速膨胀，其速度比大爆炸理论所认为的还要快。以这个速度推算，宇宙可能只有80亿年的历史。而银河系的一些恒星却比这个年龄大得多，银河系的历史就有可能长达160亿年。难道恒星比宇宙还要老？这简直无法想象。一种可能是对恒星年龄估算不正确，另一种可能是宇宙大爆炸理论错了，还有一种可能是有某种未知的力量在加速宇宙的膨胀。
此外，对于宇宙起源的第一种假说也开始有人质疑。他们提出宇宙有限观，认为宇宙会经历膨胀再收缩，最后消散。这大约要经过800亿年，现在过去160亿年了，宇宙中的一切将在以后的600多亿年里逐渐向中心聚拢，当时空都到了尽头，宇宙就不存在了。
宇宙到底是什么东西？宇宙从何而来？它究竟是无限的还是终将消亡？浩瀚的天际和神秘的宇宙等待人类的进一步研究和发现。
银河系有哪些秘密
如果说太阳系是一户人家，地球与其他七颗行星是太阳的子女，那么银河系就是这户人家所居住的城市。这个城市到底是什么样子呢？这个城市的中心是什么呢？
先来回顾一下人类对天体认识的演变过程，古希腊人认为地球是宇宙的中心；16世纪，哥白尼经过观察和推算，认为太阳是宇宙的中心；18世纪，赫歇尔认为太阳是银河系的中心；20世纪，美国天文学家沙普利发现太阳只是在银河系的一条旋臂上，离银河系中心还有几万光年。于是“银心”成了天文学家特别关注的问题。但是，银心处充满了尘埃，观测很困难，要想了解银河系中心的真相并不容易。
首先探索到的方法是，接收尘埃无法阻挡的红外线和射电波，对其进行分析研究。天文学家通过红外线和射电波送来的大量信息来观测银河系的内部结构。最早从事此项研究的美国工程师詹斯基认为，银心好像不是一个简单的恒星密集核心，很有可能是质量极大的矮星群。1971年，英国天文学家认为，银河系的中心可能存在黑洞，质量约为太阳质量的100万倍。20世纪80年代，美国天文学家探测到围绕银心高速运转的气体流，而这种气体流离银心越远，速度越慢，他们认为这是黑洞影响的结果。但这一说法遭到了苏联天文学家的质疑，他们认为此说证据不足，进而提出自己的看法，银心可能是恒星的诞生地，因为其中有大量的分子云，总质量为太阳的10万倍。天文学家对银心是否有黑洞的问题争论不休。
不过，到目前为止，人们已经发现银河系有四条对称的旋臂，其中人马座旋臂、猎户座旋臂、英仙座旋臂三条靠近银心。太阳系就位于猎户座旋臂上。20世纪70年代，发现了第四条旋臂。1976年，法国天文学家绘制出了这四条旋臂在银河系中的位置。
目前人们对银河系整体结构已有了初步了解，但对银心的问题还存在争议，同时各方证据也不够充分，有待于进一步探测和发现，只能说我们揭开了银河系的面纱，但还没有看清楚它的真面目。
金星上的城市遗址
人们可能都听说过火星上曾经有人居住，不管信不信，根据考证火星上也确实有适合生命存在的条件。但你听说过金星上可能也有人住吗？
在布鲁塞尔的一个科学研讨会上，苏联科学家尼古拉·里宾契诃夫却披露了一个震惊世界的消息，他说金星上曾有2万个城市的遗迹。苏联的宇宙飞船已经发现金星表面散布的城市遗迹。这些遗址形状类似马车轮，中间的轮轴可能就是繁华的大城市，还有一个庞大的公路网，将这2万个城市连接在一起。他的依据是苏联宇宙飞船飞过金星表面所扫描到的图像。但他提供的这些照片不是十分清晰，很难辨认这些建筑物的具体形状。20世纪80年代，美国发射的探测器发回的照片也显示了金星上的废墟。经分析有2万多个。这些废墟建筑呈三角锥形金字塔状。事实上每个城市都相当于一个巨型金字塔，没有门窗。人们猜测也许地下有出入口。这2万多座巨型金字塔摆成了很大的马车轮形。
难道金星上真有人居住过？要知道金星的自然环境很严酷，它的表面温度高达近500摄氏度，大气中二氧化碳含量达到90%，经常降腐蚀性极大的酸雨，时不时刮起猛烈的特大热风暴。金星周围还被浓密的云层包围，因此它不具有生命存在的条件。
刚开始听到这个消息时人们不相信，以为是探测器出了问题，或者是大气层干扰造成的海市蜃楼幻象。但经过反复验证、深入研究，断定其就是废墟。这些城市废墟有可能是高智能生物留下的。从规划合理的城市布局可以看出这是个伟大的文化遗迹，但是金星表面环境很差，人类还不具备派宇航员去实地考察的条件。根据掌握的资料科学家甚至猜测，也许金星和火星一样，都经历过文明毁灭的悲惨命运。迄今为止，月球、火星、金星都已经找到了文明遗址。原来太阳系不只是地球有生命存在。
但金星上的城市废墟到底是怎么回事呢？它隐藏着多少秘密呢？希望实地探测那一天能够早点儿到来，让人类揭开这个谜团。
天狼星为什么会变色
天狼星是大犬星座中最亮的星，也是夜空中一颗比较明亮的星，其亮度在天空中排行第六。天狼星和地球相距8.7光年，因此人们很早就开始观察它了，但令人不解的是它的颜色问题。古巴比伦、古希腊和古罗马的书籍里记载它是“红色的”，但今天人们发现的天狼星却是一颗白色的星。天狼星为何会变色呢？有人认为，这不过是视觉错误造成的结果。天体学家解释说，这是因为天狼星接近地平线的缘故。接近地平线的星球，总呈现红色，犹如朝阳和落日的颜色。
很明显这种说法不能令人信服，斯地劳瑟和伯格曼这两位德国天文学家提出了异议。他们以6世纪的史料为依据，即法国历史学家格雷拉瓦·杜尔主教写给修道院的训示手稿中有关天狼星的记载。这份资料里谈到天狼星是“红色的”。要知道在罗马的上空天狼星仅在地平线停留几分钟。因此德国天文学家认为，古代不同时期和国家的人观测到的这些现象，不是视觉错误，很可能是天狼星本身发生了重大变化。
那么天狼星到底发生了什么变化呢？
1834年，德国天文学家贝塞尔发现，天狼星在天空中移动的轨迹是波纹状的，而不是像其他恒星那样沿着直线行进。根据这种现象，贝塞尔推测，天狼星实际上是个双星，但还无法观测到天狼星的伴星在哪里。1862年，美国光学家克拉克发现了这颗伴星，终于证实了贝塞尔的推测。他观测到主星即天狼星A是一颗普通的白色星球，亮度十分微弱；伴星即天狼星B是一颗白矮星。由此可以看出，天狼星的颜色是由天狼星B起主导作用。
天狼星的伴星是一颗白矮星，它的表面温度很高，大约为23 000摄氏度，因而看起来呈白色；因为体积小，所以光度也很小。在天文学上，把这种光度很小的恒星称为“矮星”，白色的矮星就称为“白矮星”。从现有的星球演变理论得知，白矮星是天体中一种变化较快的巨星。它的前期阶段是红巨星，那时核心温度高达1亿摄氏度，十分明亮。而随着内部的燃烧变化，内部燃料逐渐耗尽，它就暗淡下来。这个过程大约需要几万年。就是说白矮星是由红巨星演变而来的。
所以，天狼星的伴星在红巨星阶段，人们看到它是又红又亮的星，而随着伴星逐渐变成白矮星，天狼星也就跟着改变颜色。假如事情真是这样，那还有一个让人惊讶的现象就是，天狼星的伴星演变速度太快了，仅仅2 000年时间，它就完成了从红巨星变白矮星的过程。这在恒星演化史上绝无仅有。如果天狼星改变颜色真的是这个原因，那么伴星演变速度为什么这么快？如果不是这个原因，那么天狼星又为什么会改变颜色？也许，人类还需要进一步的观察和探讨。
土星的美丽光环
太阳系的八大行星中，最漂亮的要数土星了。因为土星的外围有一圈美丽明亮的光环。土星这道光环很宽，但却很薄，并且没有一处和土星相接，沿着赤道围绕在土星四周。土星的光环让人们很好奇，也带来无限遐想。但是，这道光环到底是什么？怎样形成的呢？
最早追溯到17世纪的伽利略，他用望远镜观测土星时发现土星旁边有东西，好像土星长了耳朵似的，当时他以为那是土星的卫星。半个世纪后，惠更斯用精密的望远镜看清了土星旁边的东西“有环围绕，既薄且平，不和土星接触，而与黄道相交”。后来天文学家卡西尼认为，这个环状物可能是像铁圈一样的同心环。1785年，拉普拉斯指出，环的各个部分与土星中心的距离是不同的，所以受土星引力场的吸引程度也不同；这种差异迟早会将环拉开，形成一系列薄环。
进入20世纪，研究往前进了一大步。1980年“旅行者”1号探测器近距离观测了土星环。发现土星环比人们以往认为的要复杂很多。环状物近看就像一个采石场，堆积着大大小小的石块，中间还夹杂着冰块。虽然远看它是一个同心环，但靠近仔细观察，发现它不是一个完整的环，中间有残缺的，有呈锯齿状的，有呈辐射状的，还有的扭在一起。
那么，究竟是什么力量将这么多物质集结在一起呢？“旅行者”1号发现，F环的内外两侧各有一颗守护卫星，A环外侧轨道也有一颗卫星。据此科学家推测，正是这几颗处在关键位置的小天体阻止了土星光环中的物质向外扩散。但这只是猜测，没有充分证据。
为进一步解开这个难题，2005年，美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局合作发射了“卡西尼”号星际探测器，对土星进行近距离观测。根据“卡西尼”号收集的资料显示，土星光环中不仅存在先前发现的几颗小卫星，还存在一系列小卫星。甚至只在一个土星光环中就可能存在千万颗小型卫星。据此科学家分析，土星环可能是由一些古老天体的残骸构成的。
迄今为止，关于土星光环还没有定论，但探索和研究也没有停止过，相信有一天，人们会了解土星美丽光环的真面目。
火星适合生命生存吗
火星是太阳系八大行星之一，它与地球有许多相似之处，因此这颗红色行星让无数天文学家充满了研究兴趣，目前已经有很多国家向火星发射了探测器，期望在它上面找到更多适合生存的条件，那么火星真的能成为人类的第二个家园吗？
火星伴随地球运转了亿万年，除地球之外，火星是太阳系中气候最宜人的一颗行星。火星宜人的气候有生长细菌等原始生命形式的可能。而且火星上面的沟渠和其他地理特征，说明数十亿年以前的火星表面上曾经有液态水流动。而且火星与地球之间还有很多相同之处：它也是一颗固态的岩石质行星，半径大约是地球的一半；火星上也有覆盖在两极地区的白色极冠，其大小随火星季节而变化。用高倍望远镜还可以观测到至少几百千米的明亮或黑暗区域，其中明亮而呈橘黄色的区域称为“大陆”，几乎占火星总面积的六分之五，黑暗区域称为“海洋”。火星表面上的地理特征和地球也很相似，主要为环形山和火山，此外火星赤道地区的巨大的峡谷很引人注目，峡谷壁十分陡峭，有明显的边界，并显示出陷落和山崩的迹象。更神奇的是火星上四季分明，一天也约为24小时。所以火星被人们称为地球的“孪生兄弟”，一直以来被认为是太阳系中除地球以外最适合生存的地方。
人类很久以前就认识了火星并开始进行探测活动。1962年11月，苏联发射了“火星”号系列探测器，1964—1977年美国发射了“水手”号和“海盗”号两个系列共八个探测器。1976年7月和9月“海盗”1号、2号先后在火星表面成功软着陆，实现了人类对火星的亲密接触。陆续发射的这些探测器进行了多方面的探测活动，特别是进行了生物探测实验，结果表明，火星上大概不存在生命。人类的探测活动揭示了火星的真面目，那是一个如月球般荒凉、遍布陨石坑的世界。尽管如此，火星地表与地球的相似仍然使人们愿意相信火星曾经拥有过生命，主要的理由就是火星上有存在水的迹象。水是生命之源，即使火星不曾有过生命，只要那里有水，人类就觉得备感亲切。因为在浩瀚的宇宙中，太阳系里与地球为伴的最可能的星球就是火星。2003年，美国向火星发射了两台探测车，欧洲航天局发射了一台登陆器，日本发射了一台探测器。这些探测器与之前发射的形成多个探测器共探火星的壮举。这些探测器的主要任务是，研究火星地质历史、调查水在火星上的作用、判断火星过去的环境是否适合生命生存。