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恒星的生命历程
像地球上的万物一样，恒星也有一个产生、发展、灭亡的过程。
一、恒星的诞生
在恒星起源问题上，现在主要有两种观点：一种观点认为恒星是由弥漫物质凝聚形成的，称“弥漫说”；另一种观点认为，恒星是由超密物质爆发形成的．不过，越来越多的观测证据支持“弥漫说”，并逐渐得到大多数天文学家的公认．下面介绍这一观点。
设想在银河系里，远离我们几千光年的某个地方，一团巨大的星际气体和尘埃云寂静地穿越近于完全真空的空间．这团星际云的稀疏边缘向四周黑暗延伸几兆英里之遥．星际云占有如此广漠的空间，因此尽管它具有巨大的质量，但原子在星际云的庞大体积里的分布是很稀疏的。
某个特定的时候，在来自宇宙空间冲击波的作用下，相距很远的原子突然紧紧地拥挤在一起，星际云本来是透明的，但由于原子靠近在一起，微弱的星光不再能穿透通过，这时星际云变成了暗星云．冲击波的另一个作用效果是使有些地方含有比平均数稍多的原子数，有些地方含有比平均数略少的原子数，含原子数多的地方引力大，会把附近的原子吸引过来。以这种方式，星际云开始瓦解成团块或球状体。
球状体是不稳定的，在引力作用了球状体开始收缩，变得越来越小，其核心的压力越来越大，温度也随之不断上升．当温度上升到一定程度后，它内部深处的气体开始发光，这时球状体不再是暗黑的了，它已转变为一颗原恒星。原恒星继续收缩，当原恒星中心的温度达到一千万度时，氢燃烧了，4个氢原子核结合在一起生成了氦核，这就是我们常说的热核反应（氢核聚变）。在这个过程中，减少的质量转换为纯粹的能量。由于氢燃烧释放出巨大的能量，原恒星最终能支撑住它的外层质量，于是收缩停止了，一颗恒星由此诞生了。
二、恒星的演化
以太阳为例来说明恒星的演化．大家都知道，太阳能够发光的原因是因为它在不断地进行热核反应释放出巨大的能量，我们看到的光就是太阳热核反应放出的能量．每一秒钟，在太阳的中心有6亿吨氢转换成氦，释放出的巨大能量一方面向外界释放，另一方面用来支撑自己外层的巨大质量．随着时间的推移，太阳中心氦的数量越来越多，而氢的供应越来越少，直到某一天氢用完了，燃烧便中断了．由于不再有能量向外流出，太阳的核心部分在引力作用下变得不稳定，无力支撑住自己的质量，所以含有丰富氦的太阳核心开始收缩，太阳中心的压力和温度迅速增加，使核心以外的各层被加热．由于太阳核心与表面之间的各壳层仍然包含充裕的氢，在经过比较短的时间以后，收缩的核心上面的温度达到400万开左右，这个温度高到可使围绕太阳核心的一个壳层内的氢燃烧，同时，核心的这种收缩把大量的引力能转换成热能，把太阳大气向外推出．
随着壳层氢燃烧的开始，太阳突然有了新的热核反应能源．太阳无活力核心的不断收缩和这种新的向外大量供应能量，造成太阳发生巨大的膨胀．由于太阳的结构要保持与这种新能源的平衡，所以太阳的外层越来越向外扩展．大气膨胀就会引起自身湿度降低，最终太阳的表面温度降低到4000开．温度为4000开的物体发出的主要是红色的光，此时的太阳就变成了一颗红巨星．变成红巨星的太阳将变得很大，它将吞没地球，地球将化为蒸汽．
在太阳外层膨胀和冷却的同时，无活力的核心压缩也在进行，太阳内部深处的温度升到新的高度．最后，太阳中心的氦原子核在1亿度的高温下，以高速相互碰撞的形式而熔合成碳和氧，于是出现氦燃烧的新的热核反应．氦燃烧所产生的新的能量输出，阻止了恒星核心的进一步收缩．当氦耗尽时，便到了类似太阳这样的恒星的生命发展的最后阶段．由于没有能力点燃任何新的热核反应，所以恒星会一直收缩，直到体积与地球大小差不多，这时，太阳就变成了一颗白矮星．
三、恒星的死亡
从现在起再过50亿年，太阳就会变成一颗白矮星而终结自己的恒星历程．白矮星的体积不会再继续缩小．印度天体物理学家钱德拉塞卡发现，是“电子简并压力”支撑住了死亡的恒星，使白矮星不再继续收缩．这种简并压力并不是无限强大的，电子简并压力所支撑的物质总量有一个上限，这个很重要的上限是1．4个太阳质量，换句话说，只有那些残骸质量小于1．4个太阳质量的恒星才能变成白矮星，白矮星的密度值一般是每立方厘米60吨．
如果恒星遗骸的质量大于1．4个太阳质量的话，由于电子简并压力无法支撑住这个质量的压力．不得不继续收缩，这时出现了“中子简并压力”．这种强大的压力随即有力地抗拒任何进一步的挤压，这时，恒星的遗骸就被压成了一颗中子星．同样，中子简并压力不可能支撑住大于3个太阳质量的燃余恒星物质，因而所有中子星包含的物质必定小于3个太阳的质量．中子星的密度值一般是每立方厘米6亿吨．
自然界里，有许多恒星有巨大的质量，有些星系甚至包含40或50个太阳质量的物质．这类恒星的遗骸很有可能大于3个太阳质量，这类恒星的遗骸是电子、中子简并压力所无法支撑的．自然界中没有任何力量能支撑住它们，因此，在严酷无情的引力作用了它们只能不停地收缩．成万亿吨的燃余恒星物质的无比巨大质量从四面八方向里挤压，使这颗星变得越来越小，这颗恒星就这样从宇宙中消失了，遗留下来的东西被称为黑洞．它由一个奇点（单一的点）和视界组成．
黑洞以贪婪的、永无满足的方式吞噬东西，物体一旦掉进黑洞就永远从我们的宇宙中移去了．因为这种物体不再是我们宇宙的一部分，所以它的许多特性便再也检测不到．加到黑洞上去的不管是l公斤白金，1公斤氢，或者1公斤有生命的组织，我们只把它看作是加上去三公斤质量，并不考虑在此之前它是什么东西．
参考文献
1黑洞与弯曲时空．W．J卡夫曼著，何妙福车饱印译．北京：科学出版社，1987，9
2恒星和星云．W．J卡夫曼著，马星恒杨建译．北京：科学出版社，1988，4
恒星和星云
夜空中闪烁的小星星，绝大部分都是自己能发光发热的气体星球，这样的天体就叫恒星。比如，北斗七星、北极星、牛郎星和织女星等。太阳是距地球最近的一颗恒星。
宇宙间恒星家族是非常庞大的。在一年四季星空中，用肉眼能直接看到的恒星就有6000多颗。通过天文望远镜观测恒星时，恒星也只是一个个星点，绝对分辨不出它们的视面。这是因为恒星离地球都十分遥远，除太阳外，离地球最近的恒星是半人马星座中的比邻星，它离地球约4.2光年，约合40万亿千米。尽管恒星距地球如此遥远，天文学家们还是弄清了恒星的结构、物理性质、化学成分、空间分布、运动规律和演化过程等。
恒星的体积差异十分悬殊。太阳在恒星世界中论体积只是一颗中等身材的恒星。织女星的直径是太阳直径的2.8倍，心宿二的直径是太阳的600倍，仙王座VV星的主星直径是太阳的1600倍。也有比太阳还小的恒星，如天狼星的伴星，它的直径只有5000多千米，比地球还小。
恒星本身是千变万化的，它也有类似生物一样的诞生、发展、衰老和死亡的过程。比如，金牛星座中的毕宿五，它的颜色发红，表面温度低，属老年恒星。御夫星座中的五车二，颜色发黄，表面温度约5500℃，和太阳一样属火力旺盛的壮年恒星。天狼星发出蓝白色的光芒，表面温度高，是恒星中风华正茂的青年后生。
恒星际空间不是真空，其中充满形形色色的物质。这些物质包括星际气体、尘埃、粒子流、宇宙线和星际磁场等，统称为恒星际物质。而这些物质的分布也是不均匀的，气体和尘埃比较密集的区域，形成各式各样的云雾状天体，就叫星云。它们是银河系内重要的物质组成。
火星
有关“火星运河”“火星人”的宣传报导，曾吸引着很多人，但是，这些都是虚构的科学幻想。火星是绕太阳运动的行星。它的体积比地球小，赤道半径只是地球的一半，约3395千米，质量约是地球的11%。火星的自转周期很像地球，地球自转一周约24小时，火星自转一周为24小时37分钟，也就是说，火星上一昼夜长度和地球差不多。火星绕太阳一周要687个地球日，约相当于地球上的两年。火星自转轴与轨道面的交角为66°01′，而地球自转轴与轨道面的交角为66°33′，两者又极相近。这就表明，火星上也有如地球上一样的四季变化。当然，火星上的每个季节比地球上的长一倍。
火星与地球相似，存在着大气和水。大气层很稀薄，约相当于地球30千米～40千米高处的大气密度。大气成分也不同，约95%是二氧化碳，水气的含量很少。在火星两极地区呈现白色斑块，叫极冠。这一点也很像地球两极的冰封雪地，表明火星两极还是有水的，不过都是以冰的形式存在。1997年7月“火星探路者”号飞船发回的照片表明，火星在30亿年～10亿年前发生过多次特大洪水。火星表面的地形和地势极其复杂，有山脉、高地和环形山，也有平原、沟槽和火山。火星表面的土壤和沙漠中含有大量的氧化铁，因此，火星显现红色的光辉。
揭开太空神秘的面纱
第二次世界大战之后，美、苏通过分别接收参与V-2研制的部分专家、设备及资料，为这两个国家的火箭和导弹技术的迅速发展创造了有利的条件。在V-2的基础，以美、苏为主研制的火箭武器得到迅速发展。各种类型的导弹武器相继问世，并形成了一个完整的导弹武器系统。
通过各种型号导弹的研制，人们积累了研制现代火箭系统的经验并建立了初具规模的配套工业设施。至此，不少科学家意识到，人类已经初步掌握了进入空间的基本技能。
1957年10月4日，苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，从而开创人类的航天新纪元；1961年4月12日，苏联成功地发射了第一艘“东方号”载人飞船，尤里·加加林成为人类第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕。
一、“阿波罗”登月计划
1969年7月20日，美国航天员阿姆特朗和奥尔德林驾驶“阿波罗”11号飞船的登舱降落在月球赤道附近的静海区。首次实现了人类登上月球的理想。这是一次震动全球的壮举，也是世界航天史上具有重大历史意义的成就。此后，“阿波罗”12、14、15、16、17号相继登月成功，对月球进行了广泛的考察。“阿波罗”工程集中体现了现代科学技术的水平，推动了航天技术的迅速发展。
二、航天飞机计划
1981年4月12日，世界上第一架航天飞机“哥伦比亚号”，在一片欢呼声中徐徐上升，进入太空，在轨道上遨游了54小时后，安全地返回地面，航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，是航天史上的一个重要里程碑。
航天飞机是可以重复使用的、往返于地球表面和近地轨道之间、运送有效载荷的飞行器。航天飞机能常设计成火箭推进的飞机，它发射时像火箭那样垂直起飞，返回地面时又像滑翔机或喷气客机那样下滑和着陆。航天飞行集中了许多现代科学技术成果，是火箭、航天器和航空器技术的综合产物。它的特点是可以多次重复使用，发射成本较低，用途广泛。
航天飞机用途广泛，如在太空发射各种卫星。航天飞机的货舱能容纳两颗五六吨重的卫星，当航天飞机进入轨道后，就可以把装在货舱中的卫星送入太空。这样，不仅简化了卫星的发射程序，而且也降低了卫星发射成本。如果在轨道上轨道运行的卫星或飞船出了毛病，航天员可驾驶航天飞机接近它，然后把它抓回货舱，进行修理，修好后再放进太空继续工作。
如果在货舱里装上各种科学仪器和设备，那么，货舱就成了太空实验室，可以供科学家们进行科学研究和实验。这样，可充分利用太空的特殊环境完成地面难以或无法进行的科学实验。当然，也可以利用货舱制造地面难以生产的工业产品或高纯度的药物，如提取治疗脑血栓的尿激酶和多种抗癌药物。目前，各航天强国正着手研究更为先进、经济的天地往返运输系统——单级或两级水平起降的航天飞机。
三、探索火星之谜
火星是太阳系中的第四颗行星，也是我们地球的邻居。火星上有没有生命一直是科学家们多年来争论不休的问题。大多数科学家持否定态度，认为在火星上不可能存在生命，哪怕是极小的微生物，但有一些科学家却始终如一地坚持认为火星上可能存在生命现象。
1976年7月20日在火星表面软着陆的美国“海盗1号”探测器，携带一台用来进行生物实验的仪器。这台仪器把一种化学药品注入到火星表面9个地点的土壤中，然后检测土壤中的有关生命信号。如果土壤中存在着微生物，它们“吃掉”化学药品后，会释放出气体。由于仪器的灵敏度很高，很容易测到这种气体。果然这台仪器探测到了微生物“打嗝”声，因此，一些科学家认为火星上可能存在着生命。
而许多科学家对这些实验提出异议。但十多年来少数科学家仍然坚持认为火星上有生命，并一再建议美国宇航局再次向火星发射探测器，进一步探明火星上有无生命存在。他们认为，如果火星上确实存在生命，且发现火星上和地球上的生命之间毫无联系，那就有巨大的科学价值，就可以证实，生命曾不止一次地产生过。
近几年来，少数科学家的发现和见解引起许多科学家的兴趣和重视。1989年，美国首先提出载人登上火星的计划。但是真正实现这个计划又谈何容易呢？各国科学家都认识到，只有各国联合起来，让航天员共乘一艘飞船，联合飞往火星，才能揭开火星的奥秘。
(《图解当代科技》作者：比尔·李)
窥探早期的宇宙
数月来，宇宙学家们一直期盼着由一只南极探测气球收集到的、有关宇宙边缘的数据。终于，在4月27日《自然》杂志上发表了一幅图，该图给出目前为至最详细的原始宇宙观测结果，揭示出大爆炸后不久宇宙的形状和物质的分布情况。这些数据支持当前流行的观点，即宇宙是"扁平"的，但也对有关早期宇宙的另一重要假说提出了质疑。
那只体积为80万立米的气球上有一套灵敏的、名为BOOMERANG的微波探测器。1998年年末，气球在南极上空盘旋了10天，然后在气流的作用下，回到了施放地点。BOOMERANG在空中控测了宇宙微波背景（CMB）下扰动的大量样本，其中，CMB是从各个方向袭击地球的持续的电磁声波。这些遥远的声音是大爆炸之后的遗留辐射。
CMB能够揭示宇宙的形状。依据相对论，我们生活的、包括时间和空间在内的四维"薄片"可以被弯曲。多年来，天体物理学家一直在寻找弯曲的空间-时间可能扭曲遥远物体形状的方式，天文学家有望因此说出我们生活的空间的形状：是球状的？还是鞍状的？或者都不是？BOOMERANG和其它CMB的实验则说明，扰动并未出现在弯曲空间之中应当发生的扭曲。
尽管天文学家将这作为扁平宇宙的证据，BOOMERANG别的一些数据却让他们感到惊讶。理论计算表明，微波背景下的扰动在许多不同的尺度下都会发生，每一种对应着数据上的一个"峰值"。BOOMERAN看到了对应着约1度大小扰动的峰，按理还应该出现一个半度的峰，但是没有。宾夕法尼亚大学的物理学家MaxTegmark说："这很有趣，我心理恶作剧的一面也希望发生这种事情。
缺失的峰意味着天体物理学家必须拧动，或者说修改他们的有关宇宙形成的模型。如何准确地做到这一点大大依赖于将来的数据结果。BOOMERANG的许多数据有待处理。今年秋天，美国宇航局将发射一颗名为MAP的微波探测卫星，届时会有更多的数据。新的CMB峰将告诉科学家，宇宙中有多少不可见的暗物质和普通的物质，并有助于阐明宇宙初始30万年的细节。Tegmark说："在我看来，这个实验确实意味着一个新时代的开始。"
（科学时报）
流星和陨石
在晴朗而幽静的夜空中，有时会突然出现一道亮光划破夜空，这种飞流而逝的天象叫流星。民间也叫贼星，意思就是不正常的星。
太阳系行星际空间游荡着一些碎小的固体物质，叫流星体。在地球绕太阳运动的过程中，它们有时以每秒十几千米到几十千米的速度撞入地球大气层，与大气发生剧烈的摩擦，形成生热发光的现象。绝大多数的流星体质量都很小，固体碎块很快就摩擦完，化为气体和灰尘飘浮在离地面80千米～120千米的大气高层。就同一个地点来说，每夜都能看到一些单个的流星。当地球穿过许多流星体时，这时夜空中就会出现较多的流星，它们似乎都从天空同一点射出。这种现象叫流星雨。比如，每年10月底11月初有狮子座流星雨。每年8月上旬有英仙座流星雨等。
如果流星体没有在大气中全部燃烧气化，剩下的可以陨落或飘落到地球上来，这些来自行星际空间的“贵客”就叫陨石，也叫陨星，民间还称之为“天落石”。陨石根据其成分，又可分为石陨石、铁陨石和石铁陨石3类。陨石身上有丰富的太阳系演化、物质结构和太阳系早期生命起源的信息。中国吉林陨石雨中的一号陨石是现知世界上最重的石陨石，重约1770千克。中国新疆铁陨石重约30吨，是世界第三大铁陨石。
日食和月食日食趣闻
在过往漫长的历史长河中，由于对日食认识的局限，曾经出现过无数神话与传说，而不同时期的统治者也曾出于需要，散布和渲染过种种恐惧。如今，科学的发展已经使人们对日食这一天文现象有了更真切的了解。以下所录，是数则与日食有关的传说和趣闻。
▲全球大部分地区对日食最流行的古老传说———妖怪吃掉太阳。
▲阿斯特克人（墨西哥印第安人）每见日食，女人都歇斯底里地惊叫，因为他们认为这是魔鬼即将降临世间吃掉人类的信号。
▲斯堪的纳维亚人部族认为日食是天狼食日；越南人说那大妖怪是只大青蛙；阿根廷人说那是只美洲虎；西伯利亚人说是个吸血僵尸；印度人则说是怪兽。
▲美国的奥吉布瓦印第安人在日食发生时会向天发射带火焰的箭，意图是“再度点燃”太阳。
▲日本历史上曾有规定：在日食当天可停止工作，囚犯可获大赦。
▲日食甚至曾令一次古代战役以和解告终。古希腊历史学家希罗多德如此著述：公元前585年吕底亚人和米提亚人交战，决战当天战场上空突然发生日食，双方见状，马上宣布休战，重建太平盛世。
古人看到圆圆的太阳或圆圆的月亮产生逐渐亏缺现象的时候，以为是天狗来吃太阳或月亮了。他们感到惊慌失措，于是便敲锣打鼓企图吓跑天狗，实际上，这种日亏月缺的现象就是日食或月食。
地球是绕太阳运动的，月亮是绕地球运动的。在太阳、地球和月亮这3个天体中，只有太阳是自己发光的，月光是反射的太阳光。在这3个天体相对位置发生变化的过程中，当月亮走到太阳和地球之间，且这3个天体差不多在一条直线上时，月亮被太阳照射形成的影子就会投到地球上来，月亮本影扫过的地区人们就会看到月亮把太阳完全遮住的现象，这就是日全食。月亮半影扫过的地区，人们会看到月亮遮住太阳的一部分，这是日偏食。有时，月亮的本影不能到达地面，而在月亮本影尖端延长线扫过的地区，人们就会看到太阳中间被月亮遮住了，太阳边缘还留下一圈明亮的日面，这叫日环食。
当地球走到太阳和月亮中间，且三者差不多成一条直线时，月亮就会走入地球在背着太阳方向形成的影锥里。月亮一部分进入地球的本影，发生月偏食；月亮全部进入地球本影，发生月全食。不过，月全食的时候仍然能看到月亮，这时月亮呈现非常壮美的铜红色，这是由于太阳光通过地球低层大气时，阳光中的红光被折射到地球本影内，投到月面而形成的。
就同一个地点来说，不是每年都可以看到日食和月食。但是，就整个地球上来说，每年都要发生几次日食和月食。每年最多是5次日食和2次月食，或4次日食3次月食，最少是2次日食，没有月食。最少见而又最壮丽的要数日全食现象。当月亮把太阳全部遮住时，天空突然变暗，亮星出现，远处天边可见微微的亮光，最引人注意的是太阳周围出现美丽的银白色光芒，它是太阳最外层大气，叫日冕，一般人平时是见不到它的。日全食刚一发生或将要结束的一瞬间，还可以看到从太阳上射出一道光芒，叫贝利珠现象。因此，每当出现一次日全食，天文工作者和广大天文爱好者都要不远万里前往日全食带进行观测，从而研究太阳和近地空间的地球物理现象。百闻不如一见，日全食会给每位观测者留下终生难忘的印象。
现在，天文学家还可以准确地预告日食和月食发生的时刻、见食地区和见到的食相。
神秘的飞碟
1947年6月24日，美国爱达荷州一位名叫阿诺德的企业家，驾驶着私人飞机飞近雷尼尔山时，发现在起伏的山峰间忽隐忽现地飞着9个连成一串的碟状物体。它们高速掠过空中，跳跃前进，并像镜子一样在阳光下闪闪发光。阿诺德一着陆，马上报告了这一情况。这一事件经报纸传开后，飞碟成了人们的热门话题。飞碟是指未经查明来历的空中飞行物，国际上通称UFO，UFO是不明飞行物的英文缩写。
飞碟并非近代才出现，在中国内蒙古狼山峡谷中，史前期的人类岩画上就有近似于今天所说飞碟的图案。在新石器时代仰韶文化的出土文物中，已发现有酷似宇航员的塑像和图形。中国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中还详细地记述了一次飞碟出现的经过。20世纪40年代以来，有关飞碟的目击报告急剧增多，对飞碟的描述也越来越详细。报纸、杂志、电台和电视台相继发表发现飞碟的报道，有人拍摄了飞碟的照片，有人拾到了飞碟的碎片，甚至还有人声称看见过“外星人”。
据目击者们记述，飞碟的形状有上百种，大多数呈碟形、椭圆形、圆柱形、球形、雪茄形或三角形等。飞碟的大小也不一样，大的直径有200米，小的只有几十厘米。它们在夜空中能够发出十分耀眼的光亮，并改变光的颜色，光束还会转弯和伸缩。光的颜色有白色、红色、橘红色、绿色、蓝色、紫色等。飞碟在空中高速和缓慢移动，有“倏然”加速的能力，以难以置信的速度迅速上升或消逝。
面对纷繁无比的飞碟目击事件，持肯定态度的人认为，飞碟是一真实现象，它是宇宙中高度文明生命造访地球的航行工具；持否定态度的人认为，飞碟并不存在，它只不过是人的幻觉或是目击者对自然现象的曲解，可以用天文学、气象学、生物学、心理学、物理学和其他科学知识来加以说明。1952年和1966年美国曾两次成立科学家小组，对飞碟进行专门研究，科学家认为约有90%的飞碟事件，可用天文、大气现象，或用飞机、飞鸟、气球、探照灯、热气体，甚至海市蜃楼来解释。1969年美国公开发表37位科学家对59起飞碟事件详细研究后撰写的报告《不明飞行物的科学研究》，否认了“天外来客说”。但飞碟并没有从此消失，报纸、杂志上经常有飞碟出现的最新报导。全世界仍有许多科学家和普通人深信“天外来客”说。世界各国仍在对飞碟进行追踪、调查和研究，中国的飞碟爱好者也于20世纪80年代初成立了中国UFO研究会。

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