人類最古老又最年青的科學,或許莫過于天文學和宇宙學了。
很難設想當我們的先人剛豎立起來的時候,面對如此浩瀚而遼闊、深奧而巨大的天空,該會發出怎么的贊嘆和疑難,激發怎樣的遐思和浮想。
有位哲學家說過:“如果地球上只有一個處所能看得到星星,那么,全世界的人便必定會集中到這個地方來。”人類與生俱來的好奇心和刨根問底的求知欲,也許是天文學最原始和樸實的念頭。而生存奮斗和出產勞動對天文常識的逐步依附,則更催發著人類最早的感性之光和智慧之花。
日升日落,月盈月虧,日夜交替,四季循環,世界的根源是什么?何處是天的起始和地的最終?簡直每一個民族都有自己的創世神話,多少乎每一種文明都試圖作出本人的說明和答復。
從地心說到日心說,從經典力學到相對論,人類日益擺正了自己在宇宙中的地位,并加深著對時間、空間和物質的認識。愛因斯坦說:“這個世界上最不可理解的事件,就是世界是能夠理解的。”天文學作為貫串人類全部歷史的科學,也從基本上影響了每個時期哲學和宗教的發展。
無法超越的巨大尺度使天文學不能成為試驗科學,人們只能根據視察到的很少景象進行揣測和計算,但天文學卻始終是個大豐產的科學前沿。今天,我們已經能看到100億光年之外的宇宙深處,我們已經能把自己的飛翔器送到太陽系之外的天河之濱。這不能不說是做作的奇觀和人類的自豪。
一想到夜幕上那些朦朧而密集的光斑,都是無比遙遠而宏大的實體,恒星的數量比地球上的沙子還多;一想到在河漢系的萬家燈火中,我們在一盞叫做太陽的暖和燈光下成長了自己的文化并向著廣闊的宇宙觀望;一想到在無數次覆滅和發明中,依照準確法則構建的宇宙竟有著如此錯綜的構造與驚人的協調。我們怎能不充斥對大天然無限的向往和敬畏。
只有建立起清晰的宇宙概念,我們能力理解世界的根本秩序。如果對天文學一竅不通,則不能算受過完全的教導。
“縱談天地神秘,飽覽宇宙神奇”。我們的節目將和你一起觀賞和享受天文學的結果,共同閱歷一次最遙遠而神奇的心靈壯游。
俏麗的地球
[主持人
說起地球,我們心中就會涌起無窮溫熱的情感。雖然在茫茫宇宙中,地球只能算得上桑田一粟,但她卻是我們人類可惡的故鄉,獨一的家園。
人類對大天然的一切認識,都是從地球開端的。作為地球的兒女,我們對這顆養育自己的行星又有多少懂得呢?
(采訪:地球年紀,地球直徑,版塊理論)
[主持人
我們都毫無例本地生活在地球上,但面對有關地球的許多問題,究竟應該作出什么樣的回答?
盼望下面的電視片能幫我們回想起零星的知識,并且促進一些對地球的了解。
[電視片解說詞
當宇航員從太空中鳥瞰我們這顆云蒸霞蔚、活力勃勃的行星時,當月球上的攝影機拍下一輪宏大的地球從月平線回升起時,咱們都會為面前的氣象砰然心動。這就是我們地球母親漂亮的相貌,這就是我們人類永遠的家鄉。因為大氣跟水更多接收太陽光譜中的紅色,這顆小巧剔透的行星便悄悄煥發出奇特的、夢幻般的蔚藍。
地球的春秋畢竟有多大?這個困難曾經考驗過許多科學家的智慧。有人想出用沉積巖形成的時間來測定,有人主意用海水含鹽濃度的增添來推算,而最精確牢靠、量程最大的宇宙計時器,顯然要數放射性元素的演變了。噴射性元素衰變一半須要的時間叫半衰期,它不以外界物理化學條件變化為轉移。例如鈾235,每隔4億5千萬年就有一半變成鉛與氦,釷232的半衰期是13億年,而銣82的半衰期則將近50億年。從這些同位素和他們衰變產物的相對濃度中,我們測定出地球最古老的巖石-西格陵蘭片麻巖已有38億年的歷史。但這顯然還只是地球從“地理時代”進入“地質時期”前后的時間。根據對月球巖石和太陽系隕星的測定和比擬,我們地球的遐齡應該是46億歲了。
古人發現遠處船舶的桅桿總是最先露出和最后隱沒,日月星辰總是從地平線一邊升起另一邊落下,在月食中掩蔽月面的影子又老是一彎弧形,便料想到大地可能是一個圓球。今天我們知道,地球的平均半徑為6378公里。這是個恰倒利益的尺寸。有人由于地球的赤道半徑比極半徑長21公里,北極到地心比南極到地心遠15米,便把地球比做一只梨。實在,這些微小的不規矩之處幾乎可以疏忽不計。地球的扁率僅為300分之一。從太空看去,它依然不失為一個相稱尺度的圓球。
在我們的火箭已經飛出太陽系的時候,我們的鉆頭卻最遠只能鉆到腳下12公里的深處。這便是“上天有路,入地無門”的事實。但地震波傳布速度和方向的變化,卻能如同用B超探測內臟,表露出地球深處的許多機密。地球是從平均的球體逐漸演變成四個同心球層結構的,即內核、外核、地幔與地殼。固體內核的密度為水的13倍,溫度為攝氏6000多度,壓力達370萬個大氣壓。根據盤算,這種狀況下存在的物質只能是鐵。而落到地面的鐵質隕石作為崩潰行星的殘片,也偏偏印證了地球內核由鐵和鎳構成。地球外核的成分雖然也重要是鐵和鎳等金屬元素,但卻為流動的液態。大概3000公里厚的地幔主要由橄欖巖構成,在高溫高壓下處于固態或半流動粘稠狀態。薄薄的地殼則平均只有33公里厚,上部是花崗巖,下部為玄武巖。海洋中最薄處僅有5公里。當地殼的有些部位發生裂痕,地幔上部灼熱的熔巖噴涌而出,這便是火山暴發了。
地球70%的面積被海水所籠罩,陸地面積僅占30%,上面還充滿了河流與湖泊。循名責實,把地球稱為水球也許更為適當。如果按化學元素的含量來排序,那么,鐵、氧、硅、鎂大略能算形成地球90%以上物質的四大家族。
1912年,臥病在床的德國景象學家魏格納凝望著墻上的世界地圖,一個巨大的思維火花忽然照亮了他的視線。歐洲的西海岸和加拿大的東海岸,非洲西海岸和南美洲的東海岸,固然隔著大西洋遙遙相望,但輪廓線竟如斯地類似和對應,如果拼接在一起幾乎能完全吻合。魏格納英勇地提出了大陸飄移學說。他以為地球上的海洋底本是連在一起的,稱為結合大陸或泛大陸。為了給自己的理論尋找充足的科學依據,魏格納奔忙于世界各地進行考核。1930年,在他50歲誕辰的第二天,可憐就義在格陵蘭島的雪窖冰天中。
然而,大陸漂移學說卻一度被人們視為荒謬的臆想而飽受譏嘲。堅實的大地豈非能象解開纜繩的木筏一樣中流砥柱,象七巧板一樣任意拼裝嗎?直到20世紀60年代海底擴大學說樹立,古地質學、古氣象學、古生物學的很多證據紛紜提出,魏格納的實踐才得以卷土重來。爾后,迷信家們整合了各種孤破狼藉的察看和發明,用同一的版塊結構學說刻畫出了寰球能源學的清楚圖景。本來我們地球的巖石圈被一些構造帶宰割為六大版塊,即亞歐版塊、非洲版塊、美洲版塊、太平洋版塊、印度版塊和南極洲版塊。地幔物資的對流猶如巨大的傳遞帶,運載著版塊緩緩挪動。版塊之間的彼此碰撞、錯動、拱抬與張裂,名言名句,構成了地球上各種各樣的山脈、峽谷、斷層和海溝。雄居世界之顛的喜馬拉雅山,便是印度版塊向亞洲版塊觸犯擠壓后隆起的偉大褶皺。山上那些沉積巖和三葉蟲、?⑹盏人锘,都向我們訴說著2000萬年前這里曾經是一片古地中海。而地震則是版塊推擠中發生應力的開釋。不外,我們大可不用擔憂版塊之間會象碰碰車那樣撞來撞去。事實上,大陸漂移的速度比我們的指甲成長還慢。但億萬年后,這些渺小變更的積聚卻會讓世界輿圖面目全非。
地球的質量到底有多大?這個問題同樣困擾了科學家許多年。真正第一個給地球過磅的人是英國科學家卡文迪許。1798年,他用扭秤法測定出地球的平均密度,所算出的地球質量很瀕臨于今天公認的60萬億億噸。無處不在的萬有引力,使行星在本身分量的壓力下必須堅持各方向的均衡。于是球體就成了所有龐大天體的穩定形狀。在地球上,巨大剪應力使所有山峰的高度都不可能超過11千米。而自轉產生的離心力則讓地球赤道局部略略鼓起。
曾經發生過這樣一件實在的故事。一艘歐洲的貨船到達赤道四周的非洲碼頭后,發現原封未動的貨物少了十幾噸。這樁“失賊案”令偵察職員束手無策。后來才發現是萬有引力開的玩笑。地球上一切物體的重量,都是地球核心的引力與地球自轉離心力的協力。赤道比高緯度地區間隔地心遠,自轉的線速度快,這船貨物的“蝕秤”就在劫難逃了。根據計算,兩極地域的重力要比赤道附近大0.53%。
地球引力猶如一條無形的鎖鏈,把我們緊緊栓在地面上。法國有名科幻小說家儒勒.凡爾納曾寫過一種大炮,能把人發射到月球上去旅行。那時他還并不曉得,火箭的速度只有到達每秒11.18公里才干擺脫地球引力。這便是地球上的逃逸速度。懂得這一點,有利于懂得地球上大氣的狀態。事實上,如果氣體分子的活動速度大于逃逸速度,我們的行星將無力吸引住它們而只能任其跑個精光。氣體分子的均勻速度是和他們的相對溫度成正比,和分子量的平方根成反比的。今天,我們地球的引力和溫度,可能綽綽有余地捉住氧和氮的分子。至于飄到幾百公里高空的氫和氦,則只能隨他們開溜到太空中優游逍遙了。不妨假想,假如地球質量小一些,那么我們的空氣將變得不勝粘稠,甚至不復存在。如果地球品質大一些,興許就留住了氫和氦并天生大批甲烷,使我們的空氣變得完整無奈呼吸了。
今天的大氣早已經不是地球出生時的第一代大氣。地球幾十億年地質活動和生命運動獨特創造了一個絕對穩固的最佳配方:21%的氧,78%的氮,1%的二氧化碳、水蒸氣和其余氣體。我們就生涯在這樣一個數千公里厚的空氣大陸底部。應該深深感激原始海洋中無數代綠色海藻光配合用的卓越功勞。是它們把濃厚的二氧化碳吞噬殆盡,并為地球上生命大潮的涌動籌備了必要前提,那便是富氧氣圈的形成。美國著名科學家薩根說:“地球上的天空是用性命換來的。”還應當知道,大氣雖然只占地球質量的百萬分之一,但卻攔阻了來自太空的隕石撞擊,保持了地球合適的溫度,以水蒸氣的分壓,確保了地面上的游離水不被蒸發清潔,并用20-60公里高空的臭氧層濾掉了足以殺傷生命的太陽紫外線。這便是我們今天為什么對南極上空呈現臭氧空泛憂心忡忡的原因。
[主持人
我們已經看到了一幅地球簡單的畫像。但地球不是靜止不動的,它不僅在繞著地軸自轉,還繞著太陽公轉。
地球也不是孤立的,它和太陽、月亮都有著非常嚴密和龐雜的關系。因而,我們必需在運動中,在和太陽月亮的關聯中進一步意識地球。
(采訪:四季,潮汐,日食,月食)
[主持人
為什么會有四季輪回?為什么會有潮落潮起?為什么會有日食月食?還有許多良多的為什么。
讓我們一起持續看看地球的故事。
[電視片講解詞
我們的地球象一只陀螺,繞著地軸不停地自西向東旋轉。地球自轉一周需要23時56分4秒平太陽時。于是,我們便有了白入夜夜的輪流交替,日月星辰的東升西落。
1851年,法國科學家傅科做了一個著名的實驗,他從巴黎國葬院的穹頂上吊掛了一副67米長的繩子,下面吊著一個28公斤重的擺錘。跟著每一次擺動,地上巨大的沙盤便留下擺錘運動的痕跡。令觀摩者們相顧驚愕的事情發生了。這只大擺沒有始終按一條直線往返往復,而是經由一段時間后,擺動的方向偏轉了很大的角度。傅科發布說:“我們看到了地球的滾動。”如果這個實驗搬到北極去做,傅科擺一晝夜便會轉過360度。而在赤道上,擺動就不會發生偏轉了。
人們還發當初北半球,南北方向的河流更多沖洗右岸,南北行駛的火車更易磨損右側的鐵軌,南北發射的炮彈也會向右產生微小偏移。而在南半球則情形正好相反。這便是我們所說的科里奧利力。地球不是一個慣性系,自轉的時候,赤道的地面24小時要走完4萬公里的大圓圈,而極點的地面卻不動。地球高緯度和低緯度之間旋轉半徑的差,便是造成科里奧利力的起因。大氣的流動也不能超出這一影響。當赤道的空氣被加熱上升,造成永恒的低氣壓帶后,回歸線鄰近高壓帶的空氣便向赤道流動,并受科里奧利力的作用發生貨色方向的偏轉。于是在赤道以北造成東冬風,赤道以南形成東熏風。這種吹徹全球的萬里長風曾煽動麥哲倫和哥倫布遠航的船帆,因為它遵守信譽,千古不變,所以被叫做信風。當然,科里奧利力只能在大標準和長時光里才會顯示出幽微的影響。我們毋庸擔心在田徑場上由北朝南奔馳時會偏離方向。
除了自轉以外,我們的地球以每秒29.79公里的速度,沿著一個偏心率很小的橢圓繞著太陽公轉。走完大約10億公里的一圈行程要花365天又6小時。于是地球上便周而復始跨進了新的一年。
本文來自:逍遙右腦記憶 /lizhi/198534.html
相關閱讀:有關于生命的哲理小故事
動機的寓言:孩子在為誰而玩
成功人士的減法人生
總得抓住點什么
勵志搞笑話劇劇本