第二章宇宙環遊5
隕石從哪裏來
地球上的人不斷接待隕星這位“宇宙來客”，所以人們很想知道這位神秘的客人的故鄉在什麼地方。
多數人認為，隕石的故鄉是在太陽係的小行星帶上。小行星沿著橢圓形的軌道圍繞太陽運行，當它們接近地球時，有些便告別了家鄉，前來拜訪地球。
與此同時，也有人認為，隕石是由彗星轉變來的。因為有些彗星隻有彗核，沒有彗發和彗尾，這就很難與小行星分辨了。日本東京大學的古在由秀博士就認為，最早發現的小行星伊卡魯斯，很可能就是由彗星轉變來的。有人還就小行星和隕石的結構進行分析，發現它們的物質構成是相同的。
有些人對隕石的來源問題，采取了折衷態度，認為一部分來自小行星，一部分來自彗星。因為彗星、小行星和隕石之間並沒有嚴格的界限，它們之間可以互相轉化。綜合起來看，後一種說法比較接近問題的實際。
宇宙中最神秘的謎團
黑洞的所謂“黑”，表明它不向外界發射和反射任何光線，因此人們無法看見它，它是“黑”的；所謂“洞”，是表明任何東西一進入它的邊界便休想再出去，所以它活像一個真正的“無底洞”。黑洞為什麼有這樣的特性？這是因為它有極其強大的引力場，以至於任何東西，包括光在內，都不能從中逃掉。不僅如此，黑洞強大的引力場還足以摧垮其內部的一切物體，所以黑洞內部不具備任何類型的物質結構，這就是著名的“黑洞無常定理”。黑洞具有奇特的、令人難以想像的古怪性質。它的密度大得驚人，如果把太陽變成一個黑洞，它的半徑就要從現在的70萬千米“壓縮”到3千米左右，即縮小到二十三萬分之一；如果把我們的地球變成一個黑洞，那麼它的半徑就要從現在的6000多千米“壓縮”到僅幾毫米，相當於一顆小小的綠豆。經過天文學家研究，對黑洞的來源有3種看法：一是恒星在其晚年核燃料全部耗盡，星體在其自身引力作用下開始收縮凹陷，如果收留凹陷物質的質量大於太陽質量的3倍，那麼收縮凹陷的產物便是黑洞；二是星係或球狀星團的中心部分恒星很密集，星體之間容易發生大規模的碰撞，由此產生超大質量的天體坍縮後，便可以形成質量超過太陽1億倍的黑洞；三是根據大爆炸的宇宙模型推斷，大爆炸的巨大力量會把一些物質擠壓得極其緊密，於是形成了“原生黑洞”。
天文學家還列舉了許多星體軌道畸變的事實，以確認黑洞的存在。但是，盡管天文學家都認定黑洞的存在，但沒有一個人找到一個黑洞。因此，黑洞是否存在，至今還是個謎。
銀河係中有棲息生物的行星嗎
生物進化的過程如此漫長，把它和恒星演化的時間去對比沒有什麼不恰當。我們知道，天上有的恒星那樣年輕，甚至爪哇猿人曾經是它們誕生的見證人。在這種恒星周圍的行星上，目前高級生物還來不及形成。我們也知道，大質量恒星發光發熱隻有幾百萬年，這對於生物進化實在太短暫了。看來合適的對象隻有從質量相當於或小於太陽的恒星中去找。銀河係大約共有恒星千億，其中絕大多數的質量都算“合格”，這是因為質量較大的恒星終究甚少。
除了百分之幾的少數例外，銀河係中恒星的發熱年代都很長，足以使智慧生物漸漸形成。但尚不清楚的是這些星有沒有行星圍繞著它們轉，因為隻有在圍繞恒星公轉的天體上才能具備液態水所需的溫度。可惜天文學家對別的太陽周圍的行星還一無所知。由於它們實在太遙遠，即使離我們最近的一些恒星確有這種伴侶天體繞它們轉，人們也還沒有能做到用望遠鏡直接觀測這些微乎其微的對象。可是話說回來，別的太陽周圍也有行星繞著轉，這是極為可能的。首先，人們要打破生活在一個獨特太陽係中這樣一種概念的束縛。科學發展史曾一次又一次地表明，那種把人類放在宇宙中特優地位的想法都是錯誤的觀念。
我們已經了解，宇宙物質的角動量很可能使單星周圍形成行星係。人類自己所處的行星係也支持這種觀點。巨大行星木星和土星甚至以它們的衛星群在周圍組成了具體而微的“行星係”，看來這也要歸因於角動量。因此，單星周圍都有行星係在運轉的假想是合理的。
如果在恒星形成的過程中由於角動量等因素而產生了一對雙星，那麼即使在此以前行星曾成對出現過，它們也應該在不長的宇宙演變歲月中不是落到其中的一顆星上，就是被甩到宇宙空間。因為認真觀測表明半數以上的恒星是雙星，所以銀河係整個算下來還剩大約400億恒星伴有行星。
問題又來了：這些行星與各自恒星的距離是否合適呢？一個行星至少應該滿足的條件是它與所屬恒星的距離使得輻射在它表麵造成液態水所需的溫度。在太陽係中，水星極靠近太陽，而離太陽比火星更遠的所有外行星則受陽光照射太弱，不夠溫暖。別的恒星周圍的行星我們始終還沒有見到，怎樣才能知道它們之中有多少已經具備了距離恒星恰到好處的條件呢？我們的辦法隻有和自己所處的行星係類比。地球無疑地處在太陽係生命帶內部，火星和金星靠近此帶邊緣。“水手”號探測器拍到的照片表明，火星表麵的荒涼程度和月球表麵類似。盡管火星有大氣並且含有水分，但是在它表麵上軟著陸的一係列“海盜”號探測器經過取土分析並沒有發現生物細胞的任何跡象。前蘇聯的一批探測器測到的金星表麵溫度超過450攝氏度，所以金星也不是生物棲息的場所。在太陽係中我們似乎是獨此一家。
隻要仔細想想，一個行星必須同時滿足多少條件才能棲息生物，我們就會明白，天體具備適於生物的氣候是多麼稀罕的巧例。1977年，在美國航空航天局工作的科學家邁克爾·H·哈特指出，隻要把我們對太陽的距離縮短5％，地球上的生物就會熱不可耐而不能生存；這段距離隻要加長1％，地球就要被冰川覆蓋。我們所居住的行星伸縮餘地是不大的，因此他認為，外部條件合適，使生物能進化到較高級階段的行星，在銀河係中最多隻有100萬個。
在某個行星上如果適宜的氣候能維持足夠長的年代，生命確實會形成嗎？這個問題應該去問生物學家，而不是天文學家。不過天文學家也能幫一點忙，他了解除了少數例外，整個宇宙中化學元素的分布大體上是相同的，銀河係中離我們最遙遠的恒星，甚至別的星係中的恒星，它們的化學組成和太陽一樣。沒有由硫組成的恒星，也沒有由汞組成的雲團。壓倒多數的情況下宇宙物質的最主要成分是氫，其次是氦，再其次才是其他的化學元素。即使是在一個遙遠的但氣候適宜的行星上，也可能找到構成一切有機分子所需的各種物質。射電天文學家在氣體雲發現了名目繁多的各種有機分子，其中有乙醇和甲酸，有氰化氫和甲醚。當然，從這類簡單有機化合物向那些構成生命基礎的複雜分子演變是一條漫長的道路。讓我們假想凡是可能孕育生命的場所，生物實際上都已出現，那麼銀河係中可能有著100萬個居住生物的行星，這些生物也許各自都已演變了40億年，隻不過它們應處在各自不盡相同的進化階段罷了。
銀河氣弧的磁場
在茫茫宇宙有許多現象，人們還無法用我們今天的眼光和科學知識去理解和想像。
美國天文學家莫裏斯等人利用國家天文台的大無線陣，觀察到銀河係中心有一道由星際圓盤伸延而出的巨型氣弧，它“頗為壯觀，與銀河係圓盤幾乎垂直”。我們就稱之為“銀河氣弧”吧。