太空僧


閃耀在黎明與黃昏
如果最近幾個(gè)月你在黎明時(shí)分仰望天空,一定會(huì)注意到東方地平線附近閃耀著一顆異常明亮的星。由于它比周圍的星星都要亮,甚至有人把它錯(cuò)認(rèn)為UFO(不明飛行物)。在太陽(yáng)和月亮之外,這顆星星可以算是天空中最亮的自然物體了,它就是金星。
金星在天空中如此奪目,自然在人類文化中留下了深刻的印記。在我國(guó)古代史書中,金星被喚作“太白”,就是非常亮非常白的意思。《詩(shī)經(jīng)·小雅·大東》里有“東有啟明,西有長(zhǎng)庚”,乾隆皇帝曾借金星出過一副上聯(lián)“東啟明,西長(zhǎng)庚,南箕北斗誰(shuí)是摘星手”,這里的“啟明”和“長(zhǎng)庚”說的都是金星。
為什么金星有兩個(gè)名字呢?這是由于金星距離太陽(yáng)更近,公轉(zhuǎn)軌道是在地球軌道之內(nèi),從地球的角度觀察,金星總是在太陽(yáng)的左右移動(dòng),不會(huì)離得太遠(yuǎn)。因此它總是比太陽(yáng)早升起3 小時(shí),又晚落下3 小時(shí),只在黎明和黃昏可見。古人以為這是不同的兩顆星,便將黃昏出現(xiàn)的稱為“長(zhǎng)庚”,黎明出現(xiàn)的稱為“啟明”。無獨(dú)有偶,世界最早的文明之一,位于美索不達(dá)米亞(即兩河流域)南部的蘇美爾文明,也曾將早晚的金星分別看作晨星和昏星。
會(huì)變臉的行星
1610 年,當(dāng)伽利略首次用望遠(yuǎn)鏡觀察這顆行星時(shí),他發(fā)現(xiàn)金星看上去竟然不是圓形的,而是月牙形的,并且還如同月亮一樣有完整的盈虧晦明變化。這個(gè)發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了整個(gè)西方天文界,因?yàn)楫?dāng)時(shí)奉為圭臬的托勒密地心說根本無法解釋金星盈虧的現(xiàn)象,而哥白尼的日心說卻與之十分契合,這成為金星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的最有力證據(jù)之一,直接動(dòng)搖了地心說的權(quán)威地位。
但與月亮不同的是,金星“滿月”時(shí)并不是肉眼看上去最亮的時(shí)候。當(dāng)金星跑到太陽(yáng)的另一邊去時(shí),整顆星都能反射陽(yáng)光,呈現(xiàn)“滿月”狀態(tài),但這時(shí)相對(duì)于地球來說金星距離太遠(yuǎn),又距離太陽(yáng)太近,所以從地球上觀測(cè)反而不會(huì)很亮。當(dāng)金星運(yùn)行到與地球同在太陽(yáng)一側(cè)時(shí),雖然呈半月甚至新月狀,但對(duì)我們來說它距離地球更近,看起來能比最遠(yuǎn)處大4 倍左右,所以也更亮了。在類似“峨眉月”的形狀時(shí),金星達(dá)到最亮,有時(shí)甚至在白天也能看到。
從受寵,到失落
20 世紀(jì)中葉,人們發(fā)現(xiàn)金星與地球有許多相似之處,例如它們的大小和質(zhì)量相近,都擁有大氣層。考慮到金星和地球的平均距離只有4100 萬千米,而火星和地球平均距離有2.25 億千米,距離上的先天優(yōu)勢(shì)加上相似性,使得金星成為當(dāng)時(shí)人類最熱門的研究目標(biāo)之一。
由于金星一直被厚厚的云層遮蔽,難睹真容,科幻作家便幻想著云層下是個(gè)溫暖的、植被茂盛的熱帶世界。
從20 世紀(jì)60 年代初開始,蘇聯(lián)啟動(dòng)了“金星計(jì)劃”。1967 年,經(jīng)過兩次失敗后,蘇聯(lián)的“金星4 號(hào)”探測(cè)器在撞擊金星前,成功在金星大氣層中進(jìn)行了科學(xué)實(shí)驗(yàn)。結(jié)合1962 年美國(guó)的“水手2 號(hào)”在金星上空3.5 萬千米處收集的數(shù)據(jù)來看,金星稠密的大氣中95% 是二氧化碳,形成強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)。金星的大氣溫度接近500℃,比水沸騰的溫度還高好幾倍,即使曾經(jīng)存在海洋,也已經(jīng)蒸發(fā)殆盡。8 年后, 蘇聯(lián)的“金星9 號(hào)”著陸器首次拍下了地球以外第一張清晰的行星表面全景圖,照片中貧瘠的金星大地上布滿了深色的板狀巖石。
極端的環(huán)境讓科學(xué)家們逐漸意識(shí)到登陸金星有多困難,于是將研究重心轉(zhuǎn)向了其他行星和衛(wèi)星,再也沒有探測(cè)器著陸金星。除了2015 年入軌的日本金星探測(cè)器“曉”,其他探測(cè)器最多是在飛越金星途中順便觀察下它,比如迄今速度最快的航天器——“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器。
生命禁區(qū)的暢想
至于大家最關(guān)心的外星生命,考慮到金星上恐怖的氣溫和氣壓,目前已知的幾乎所有生命體都不太可能在那兒長(zhǎng)期存活。不過還是有個(gè)別科學(xué)家大膽推測(cè),在金星較冷的呈酸性的上層大氣中,或許會(huì)有嗜熱嗜酸的極端微生物存活,畢竟與金星地表相比,云層上方富含水、二氧化碳,又有充足的陽(yáng)光,足以達(dá)到光合作用的條件。
那金星是否適合人類居住呢?雖然金星表面條件惡劣,但金星的大氣層卻另有乾坤。在金星地表上方5 萬米處的高空,氣壓、溫度、太陽(yáng)輻射和宇宙輻射的程度都與地球表面很接近。2020年9 月,有天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)宣布,在金星離地面約5 萬米高的云層中疑似檢測(cè)到磷化氫氣體,而金星表面或大氣層的任何已知自然化學(xué)過程都無法產(chǎn)生這一物質(zhì),所以團(tuán)隊(duì)大膽猜測(cè)它來自某種未知的活生物體。
盡管在后續(xù)的幾次分析中沒有再次檢測(cè)到磷化氫,但這一發(fā)現(xiàn)喚起了人們對(duì)金星的再次關(guān)注。如果人類未來想到達(dá)金星,或許可以采用類似飛艇的耐硫酸腐蝕的浮空設(shè)備進(jìn)行載人探索,甚至在金星大氣層中建立永久的“漂浮城市”,這可能是人類駐扎金星的最佳方案之一了。到那時(shí),金星或許會(huì)成為人類的一個(gè)“行星際旅行打卡點(diǎn)”。
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2023年11期