宇宙是如何诞生的？

铃儿响叮当

宇宙的奥秘
宇宙是如何诞生的？
千百年来，宇宙的起源问题始终困扰着人类。科学家们认为，宇宙诞生于100亿到200亿年前的宇宙爆炸，即大爆炸，大爆炸将物质投射到四面八方。宇宙最初是一个致密炽热的火球，时空一片混乱。引力在大爆炸后的第一秒内形成。随后，宇宙急剧膨胀，开始被亚原子所淹没，亚原子相互碰撞，形成质子和中子。三分钟之后，宇宙温度达到2800亿摄氏度，质子和中子形成最简单的元素，包括氢、氦和锂。

根据大爆炸理论，宇宙爆炸以后，原子历经50万年才形成，行星和星系历经3亿年才开始出现。无数的恒星进化演变，消失陨落，之后，太阳才在我们的星系——银河系——中诞生。而45亿年之后，太阳系才由气体和尘埃星云形成。

宇宙有多大？
没有人真正知道宇宙到底有多大。宇宙之大，无所不包：行星、卫星、恒星和星系。在可见的宇宙之中，星系——或者说巨大的恒星系统——的数量超过1000亿。每个星系所包含的恒星数量各不相同，但很可能都数以亿计。正是无数的星系和恒星构成了巨大的宇宙！

宇宙如何成为一体？
引力让双脚始终紧贴地面，同样，引力也让整个宇宙成为一体。引力是任意两颗物质微粒或两个物体之间相互吸引的力量。在引力的作用下，行星在各自的轨道上绕太阳运转，月球在自己的轨道上绕地球运转。有了引力，一切物体紧紧依附于地球或者其他任何天体，而不会飞向太空。物体越大，它的引力就越大。

什么是光年？
光年是测量距离的一种方式，天文学家用其测量恒星之间的距离。它指的是光在一年中所传播的距离，差不多相当于9.5万亿千米。想知道一光年有多长，那么设想一下：太阳距离地球大约1亿4900万千米，一个人从地球到太阳，走31,620个来回，才能走完一光年的距离。在宇宙中，距离地球超过150亿光年之外的事物，科学家们都能看到。

宇宙在膨胀吗？
20世纪90年代，澳大利亚和英国的天文学家通过标示出3万多个星系的位置，绘制出了当时最大的宇宙地图。这些星系基本上都在不断远离我们。大部分天文学家认为，宇宙处于膨胀之中——宇宙中的一切物质无时无刻不在远离彼此。这并不是说恒星和星系的体积不断变大，而是说物体之间的距离随着时间的推移不断加大。

因为宇宙膨胀的规模如此之大，所以我们在地球上从未注意到。实际上，1929年，美国天文学家爱德文·哈勃在汇集众多科学家的成果之时，才发现宇宙在膨胀。他对天空展开研究，并创造出“哈勃图表”。“哈勃图表”表明，星系光的偏红程度，即星系远离地球的速度，随星系离地球的距离而递增，这种递增在图表中呈一条直线。星系离地球越远，远离我们的速度也越快。

宇宙有可能反过来坍缩吗？
根据“大挤压理论”，一切物质在某一时刻都会反方向运动，收缩成诞生之初的那个小点。还有一种“高原理论”认为，宇宙膨胀至某一点时，就会慢慢停下。这时，宇宙到达高原状态，不再发生改变。


科学家发现宇宙诞生于大爆炸。微波背景辐射和红外光为宇宙如何形成以及其如今如何膨胀提供了线索［美国国家航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院/A．卡什林斯基（A．Kashlinsky）］

地球是宇宙的中心吗？
古希腊哲学家亚里士多德认为，宇宙以地球为中心，由55个同轴的水晶球组成，天体依附在这些水晶球之上，以不同的速度旋转。这之后的差不多两千年，人们对此深信不疑，直到波兰天文学家尼古拉·哥白尼提出太阳系的中心是太阳而非地球时，情况才发生改变。他的模型也称太阳中心系统，认为地球不过是又一颗行星（太阳向外数的第三颗行星），月球在其轨道绕地球而非太阳运转。虽然太阳系也许就是这样，但是由于天文学家无法用望远镜看到整个宇宙，因此宇宙的“中心”到底位于哪里，无人知晓。

什么是外太空？
外太空，有时简称“太空”，它指的是地球与月球之间、太阳系的行星相互之间以及恒星相互之间的区域。太空并非完全空无一物，它没有空气，但存在一些尘埃和气体原子。

为什么仙女座星系如此特别？

仙女座有一个明亮的圆盘，科学家们认为，圆盘宽约26万光年。外层圆盘很可能是由从附近较小星系中抛离出去的恒星组成的，发出的光约占银河系光总量的10％。

2007年，一个天文学家小组宣布，他们在距仙女座中心50万光年之外的地方发现了金属含量很低的红巨星。这一发现表明，这个星系远远大于科学家们的预想，此外，仙女座的光环很可能与银河系的光环相重叠。

哪个星系离我们的星系最近？
仙女座星系是离我们的星系——银河系——最近的大型螺旋星系。它看起来像仙女座之中的一个小光斑，却差不多有两个银河系那么大。虽然仙女座星系规模庞大，闪闪发亮，肉眼也能看见，但它距离我们约230万光年。实际上，仙女座星系是人们不用望远镜就能看到的离地球最远的物体。

行星与太阳系
什么是太阳系？
太阳系由太阳和绕太阳旋转的一切物体组成，包括八大行星、含月球在内的几十个卫星、几颗已经辨认出来的矮行星以及所有的小行星和彗星。它们都在各自特定的轨道上绕太阳旋转，并在太阳引力的作用下聚集在一起。太阳系是银河系的一部分，银河系如同一个巨大的圆盘，数以千亿的恒星位列其中，并依靠引力形成一体。太阳系差不多位于银河系边缘与其中心点之间正中的位置，所以我们在地球上看到的一切恒星都属于银河系。但是，有了巨型望远镜以后，科学家们能观察到宇宙中许许多多的其他星系；他们认为这些星系的数量多达1000亿。


多年来，太阳系中的行星一直包括冥王星。冥王星现在被看作一颗矮行星而不是真正的行星。这幅图显示了行星的排列方式及其在各自轴线的倾斜程度

太阳系的年龄有多大？
科学家们认为，太阳系诞生了差不多有46亿年之久。地球与太阳系中的其他天体都由一团巨大的气体和尘埃星云形成。在引力和旋转力的作用下，星云逐渐被压扁，形成一个大圆盘，星云的大部分质量漂移到中心位置，这一中心就变成了太阳。剩下的部分形成一些叫作微行星的小天体。微行星相互碰撞，逐渐形成越来越大的天体，其中一部分天体变成行星。据科学估算，这一过程历时2500万年左右。

什么是轨道？
轨道指的是物体在太空中运行的圆形或椭圆形路径。例如，行星在各自的轨道上绕太阳运转，卫星在各自的轨道上绕行星运转。宇宙飞船要想进入绕地球运转的轨道，就必须以至少每小时28,163千米的速度飞向太空。如果达不到这个速度，它就会掉到地球上。

为什么冥王星不再属于行星之列？

冥王星也曾位于行星之列，但现在被看作一颗“矮”行星——一个在轨道上绕太阳运转，并有足够大的质量构成自身引力，从而形成圆形（或近似圆形）的物体。一般来说，矮行星的体积比金星的体积要小。冥王星的组成成分与彗星相似，它的轨道与其他行星的轨道很不相同。冥王星也有自己的卫星——卡戎。卡戎位于太阳系中一块叫作凯伯带的区域。最近，科学家们在太阳系中发现了许许多多天体，但它们都不能被归为行星。大部分被称作小行星，也叫太阳系小天体。其余的被称作海王星外天体（简称海外天体），这是因为它们的位置超出了海王星的轨道范围。2000年10月，天文学家发现了一颗最新的海外天体，将其命名为2000 EB 173。2000 EB 173的直径在300到700千米之间，它的体积在太阳系所有的非行星中排名第二，仅次于谷神星。

什么是行星？
“行星”一词源于希腊语中意为“流浪者”的词语。根据古代天文学家的定义，行星是夜空中围绕恒星运行的物体。今天的天文学家将行星定义为：一个在轨道上绕恒星运转，并有足够大的体积（足够大的质量）来产生自身引力，从而形成圆形或近似圆形的物体。此外，行星在一条干净的轨道上绕恒星运转——这条轨道上没有任何其他的天体，它们都被行星在其围绕恒星运转的过程中“清扫干净”。

宇宙中有多少颗行星？
科学家们并不知道宇宙中到底有多少颗行星。但是，绕太阳运转的行星有八颗，分别是水星（离太阳最近）、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

哪些行星是岩石行星？
行星的大小、组成成分和颜色各不相同。水星、金星、地球和火星是距离太阳最近的行星，通常又称“岩石”或“类地”行星。火星、水星和金星的组成成分与地球相似。太阳热量使得氢和氦等轻元素蒸发到星际空间。大部分岩石与金属就在这一区域中保留下来，相互聚集，形成太阳系内的岩石行星。它们没有行星环，并且，只有地球和火星存在卫星。

哪些行星是气态巨行星？
这四颗外行星——木星、土星、天王星和海王星——被称作气态巨行星。气态巨行星的体积远远大于类地行星的体积，也都有着行星环和多颗卫星。它们主要由氢、氦、冰冻水、氨、甲烷和一氧化碳组成。其中，木星与土星中，氢和氦的含量最大，天王星与海王星中，冰（冰冻水、氨、甲烷与一氧化碳）的含量最大。

什么是X行星？
20世纪30年代，美国数学家和天文学家帕西瓦尔·罗威尔（Percival Lowell）下决心在海王星轨道之外找到一颗行星，他把这颗假设的行星称为“X行星”。这次研究最终导致冥王星被发现，但是多年以来，很多天文学家都认为，海王星的轨道之外一定还存在一颗比冥王星更大的行星。这是因为，海王星的轨道似乎受到一个未知行星的引力的影响。更新的研究表明，大型X行星不太可能存在，但X行星这一术语仍旧用来指代太阳系中尚未发现的行星。

我们的行星是谁命名的？
除了地球以外，其他行星的名字都源于希腊与罗马神话。肉眼易见的五大行星——水星、金星、火星、木星和土星——在不同的文化中有不同的叫法。根据它们的运动和外部特征，罗马人把它们叫作行星，意为“流浪者”。举个例子，他们用众神之王的名字为木星命名，用罗马美丽之神的名字为最明亮的金星命名，用战争之神的名字为泛红的火星命名，用农业之神的名字为土星命名。这些罗马名字被欧洲的语言与文化所采用，并成为标准的科学名称。

在所有行星上，一天都是一样长吗？
不是，不同行星上，一天的长度也不相同。一天是一颗行星绕自己的轴心运转一周所用的时间。金星和天王星与其他行星运转的方向相反，呈反向旋转。地球上的一天为24个小时，土星上的一天则为10.5个小时。

哪些行星有行星环？
木星、土星、天王星和海王星的周围都环绕着行星环或者由岩石组成的细带子。木星的行星环很细很黑，在地球上难以看到。土星的行星环五颜六色，很宽很明亮。天王星周围有九条漆黑的行星环，海王星的行星环也是黑色的，但包含一些明亮的圆弧。曾经，包括地球在内的所有行星都有着行星环。这些行星环很不稳定，它们的组成物质要么消失在太空之中，要么被这些行星的卫星所吸收。


土星的行星环在太阳系中最引人注目，但是包括木星、天王星和海王星在内的其他行星也有行星环（美国航空航天局）

有红色行星吗？
有。火星是距离太阳第四远的行星，被称作红色行星。由于火星表面的岩石含有锈铁，因此它看起来是红色的。火星的大气层由云、风和尘暴组成——它的红色尘土飘浮在大气层中，使天空呈现出一片红色。火星有两个卫星，它绕太阳运转一圈为687天，绕自己的轴心运转一圈为每24小时37分钟。


温室效应指的是地球大气层中的气体防止热量散发到太空中的方式

哪颗行星很可能漂浮在水面上？
土星是太阳系中的第二大行星，密度最小。水的密度是1克/立方厘米。而土星主要由气体和水组成，密度为0.69克/立方厘米。这意味着，如果能获取一大块土星，并把它拖回地球，它能在你的游泳池中漂浮起来。

哪颗行星能熔化金属？
大部分人认为，由于水星距离太阳最近，因此温度也最高。然而，距离太阳第二近的金星却有着最高的温度，这是因为金星含有大气层。金星的大气层主要由二氧化碳组成，如同一个温室。太阳热量进入金星大气层以后，无法折回，使得其表面温度高达482摄氏度。这么高的温度足以熔化包括石墨、锡和锌在内的多种金属。

太空中哪里可以溜冰？
木卫二是木星的一颗卫星，只要穿上宇航服，便有可能在这里溜冰。木卫二比地球的卫星稍小，表面覆盖着光滑的冰。它的引力只有地球引力的八分之一，人在上面可以大步跨越。然而，木卫二上的温度低达零下200摄氏度，这意味着一纳秒之内你就会被冻僵。海卫一是海王星的卫星，也是太阳系中唯一温度比木卫二还低的天体，海卫一上有一个独特的“冰火山”，此外，它的表面温度低达零下235摄氏度。

随着温室气体的不断增加，地球会和金星一样热吗？

随着地球温度缓慢而平稳地上升，它会——在遥远的未来——变得和金星一般炙热。由于地球温度上升，海洋里的水蒸发出来，北极的一部分冰融化掉，大气中的云层随之增多。更加浓密的云层覆盖，阻碍了部分太阳热量进入地球大气层中，但因为其吸收了更多到达地球表面的热量，从而也加剧了温室效应。大气层持续升温，使得地球的构造板块——地壳中自由浮动的部分——停止运动，地壳因而被固定在特定位置上，地球表面也变得更像金星表面，极度干燥。

哪颗行星上的风最猛烈？
虽然在其他行星上，风也很大（比如说天王星），但是在太阳系中，海王星上的风速最快，高达每小时2575千米。海王星上大规模的疾驰风暴可以毁灭整个地球！

哪些行星上有温室效应？
温室效应描述的是一种增暖现象（在温室之中，密闭的玻璃窗使得热量在室内聚集）。行星大气层吸收了太阳热量以后，却阻止其散发出去，于是产生了温室效应。金星上的温室效应就是一个很好的例子。在那里，太阳辐射穿过大气层，照射到地面上以后，又反射到大气层中。反射回来的热量被大气层中丰富的二氧化碳吸收。结果，金星表面灼热无比，高达482摄氏度。地球上存在温室效应，木星、土星、天王星和海王星等巨行星的上层大气中也存在温室效应。

温室效应怎样影响地球？
在地球上，太阳辐射穿过大气层，照射到地面上。它们在反射回去的过程中，一部分被大气中的二氧化氮、甲烷、氯氟化碳和水蒸气等气体吸收，从而导致地球温度缓慢上升。其余的辐射则散发到太空中。

人类活动是引起大气层中温室气体增加的主要因素，地球因而逐渐变暖。举个例子，化石燃料的燃烧（例如煤、汽油和天然气）和森林火灾，使得大气中的二氧化碳含量增加。农业中农药和化肥的使用，使得甲烷含量增加。不同行业排放出大量水蒸气。冰箱和空调中的气溶胶罐与冷却剂排放出氯氟化碳。

火星与地球有什么不同？
地球半径长达6378千米，而火星半径仅为3393千米，它的体积大约是地球的一半。因为体积较小，所以火星内部比地球内部降温快，因而火山活动较少。这一红色行星也没有板块构造，它的地壳固定不变，不像地球地壳，处于不断的运动中。因此，与地球不同，火星上没有广袤的山脉、宽阔的海洋与成行的火山。

火星上有生命吗？
地球是科学家们知道有生命存在的唯一地方。20世纪60年代以来，美国以及其他国家相继把宇宙飞船送入火星轨道或火星表面，每次任务都让科学家们对这个迷人的行星有了进一步的了解。虽然火星是太阳系中与地球最为相似的行星，但它与地球仍然存在很多不同。1976年，美国国家航空航天局派出的无人航天器“海盗1号”与“海盗2号”在火星着陆。海盗1号采集了火星土壤标本，并研究土壤里是否含有生命的痕迹，但一无所获。未来，美国国家航空航天局将致力于寻找活细菌和小化石，这些化石也许能表明，火星在诞生之初可能有生命存在，但是——与地球不同——这些生命没有存活下来，并进化成比较高级的生命形式。2008年，美国国家航空航天局的“凤凰号”火星探测器在火星着陆，负责在其北极地区高含冰量的土壤中寻找复杂的有机分子。

太阳系外的其他行星上有生命吗？
由于距离十分遥远，因此科学家们至今未能确定太阳系外的其他行星上是否存在生命。如果能收集到系外行星的相关数据，我们就有可能推断出其他行星上有无生命。特别是，二氧化碳的存在，表明行星上存在大气层；水蒸气含量丰富——这是太阳系中地球大气层的独特特征——说明行星上存在海洋；臭氧层是保护地球上的生命免受太阳紫外线辐射伤害的气体层，它的存在也许能告诉我们，行星上是否存在生命。

行星和卫星有什么不同？
行星和卫星有一些很基本的区别：行星绕太阳运转，而卫星绕行星运转。严格来说，卫星绕行星运转的同时也绕太阳运转，但是因为它有自己环绕行星的子轨道，所以科学家们将其定义为卫星。除了水星与金星以外，所有行星都有卫星。地球和冥王星分别只有一个卫星，木星有16个卫星。而土星的卫星数量最多，被命名的都已经有18个。

太阳与恒星
行星与恒星有什么不同？
恒星是一个炙热发光的巨型气体球，像太阳，而行星是一个像地球一样的天体。恒星能自身发光；它们产生核聚变，使中心的氢原子燃烧。但是行星在太阳光的照射下呈现出光亮。抬头仰望夜空时，很难区分哪颗是行星，哪颗是恒星。然而，因为太阳系中的行星在天空中有着复杂的运动轨迹，而恒星与此不同，所以早期的天文学家能道明两者之间的区别。它们之间还有一些显而易见的差别：行星几乎从不眨眼睛，恒星则相反。

太阳是由什么组成的？
太阳属于恒星，由包含氢、氦、钙、钠、镁和铁等多种元素在内的炙热气体组成。它的温度极高，看起来如同一片白炽，发出光和热的射线。太阳还有着巨大的体积：如果把太阳比作一个篮球，地球只能是一根大头针的针帽。

太阳的温度有多高？
太阳炙热无比。它的表面（或者外层可见层，也称光球层）温度约为5537摄氏度，差不多相当于水沸腾时所需温度的50倍。太阳核心是产生太阳能量的地方，温度高达1500万摄氏度。它的密度极大，核聚变就在这里进行。

为什么恒星会眨眼睛？

在一个晴朗漆黑的夜晚，你站在院子中，能看到天空中的2000多颗恒星。银河系约有2000多亿颗恒星，它们只是其中很小的一小部分。恒星看起来闪闪发亮，或者变换着亮度。实际上，大部分恒星都发出稳定的光。但是，由于地球大气层中空气的运动（有时又叫湍流），星光从遥远的恒星穿过大气层照射到地面时，会发生些许弯曲。这意味着，有些光直接照到我们，有些则稍微弯曲。因此，在人类看来，恒星就像在眨眼睛。

假如没有太阳会怎样？
没有太阳，地球上就不会有生命。地球将变成一个冰冻漆黑的球体，飘浮在太空中。太阳产生光、热和能量，它们对大气层产生刺激，形成风和雨。有了风和雨，植物生长出来，动物和人类也有了食物。然而，太阳散发出的热量随时间的推移而改变，从而影响着我们的日常生活、天气和卫星通信。

日食期间会发生什么？
月亮在绕地球运转的过程中，有时刚好到达太阳的正前方。它把太阳暂时遮挡住，将一片黑影投射到地球上的一部分区域，而地球此时正处于白天。当太阳被完全遮挡时，就会形成日全食，地球上受黑影影响的地方变成一片漆黑，月亮运转过去以后，才重新恢复光亮。周边地区则出现日偏食，只有一部分太阳被月球暂时遮住。

什么地方日照时间最长？
在美国亚利桑那州的尤马，一年平均有90％的日子都是晴天，或者年日光照射超过4000个小时。佛罗里达州圣彼德斯堡市的日光照射量紧随其后；1967年2月9日到1969年3月17日之间，圣彼德斯堡市连续经历了768个晴天。如果去旅行的话，你会发现，北非撒哈拉沙漠的东端是太阳照射最多的地方——一年中，97％的时间都是晴空万里。


当太阳出现在地球（右边的小圆点）旁边时，你会真真切切地感觉到太阳的硕大无比［美国国家航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院/R．赫特（R．Hurt）］

在地球上，有没有地方太阳不升起？
在北极圈和南极圈，一年之中至少有一天太阳不升起，还有一天太阳不会落下，这是因为它们位于地球两极附近。夏至日（北半球的6月21日和南半球的12月21日）时，太阳不会落下；冬至日（北半球的12月21日和南半球的6月21日）时，太阳不会升起。基于此，到了夏季，北极被称为“午夜阳光的国度”，南极被称为“正午黑暗的国度”；冬季则反之。

什么是超新星？
超新星是大质量恒星——它的质量至少是地球的8倍——由于耗尽自身燃料，随之坍缩而产生的爆炸。如果这颗恒星的质量小于20个地球质量的总和，超新星爆发后会留下一颗中子星或者超新星遗迹。质量较大的恒星则坍塌，形成黑洞。超新星爆发是宇宙中最具能量的事件之一，同时也极为罕见。银河系中最近的一次超新星爆发，发生于1604年。

什么是黑洞？
黑洞是宇宙中的一个无形区域，引力之大，连光也无法逃脱。科学家们认为，黑洞是大质量恒星死亡时自身坍缩而产生的。恒星有燃料燃烧，才能“存活”，燃料的燃烧可与万有引力相抗衡；没有这一过程，恒星引力就会使自身坍缩。所以，当燃料耗尽时，引力重新发挥作用，粉碎了整颗恒星。如果恒星的质量足够大，同时有着巨大的引力，坍塌之后将变成黑洞。科学家们已经在银河系中发现了几处黑洞的证据，他们认为，宇宙中很可能存在着数百万个尚未被发现的黑洞。

什么是类星体？
1960年，天文学家发现了一些神秘的天体，因为它们是无线电波的重要来源，所以被称作类星体。实际上，“类星体”这一叫法源于“类型射电源”一词。类星体和星系一样，是光和无线电波的来源，能放射出大量的能量。它们还是科学家们迄今发现的最遥远的天体。类星体十分明亮（它的明亮程度犹如数百个星系中1万亿个太阳照射下所产生的亮度），但其体积远远小于大部分星系的体积。今天，许多天文学家把它们称作类星体射电源。

恒星的组合叫作什么？
一些恒星组合在一起以后，似乎形成了特殊的形状，有的像一个人，有的像一只动物，还有的像一个物体，这些固定的恒星组合被称作星座。天文学家已经发现了88个星座，其中许多用希腊和罗马神话中的人和物的名称来表示。例如，最大的星座叫作长蛇座，它源于古代神话中被赫拉克勒斯杀死的水蛇精。有些星座的名字则来自于拉丁语，例如，天鹅座表示拉丁语中的天鹅一词，天蝎座表示拉丁语中的蝎子一词。

彗星、流星和小行星
什么是彗星？
彗星是太阳系中的天体，和其他行星一样，也绕太阳运转，但只有一颗彗星除外，它通常在一条非常细长的轨道上运行，轨道的一部分离太阳十分遥远，另一部分则离太阳很近。因为彗星是由不规则的微小岩石块、各种各样的冰和灰尘组成的，所以它也被称为肮脏的“宇宙雪球”。当彗星不断靠近太阳，一部分冰开始融化并随之汽化，之后和尘埃微粒夹杂在一起。这些微粒和气体在彗核周围形成云状物，也称彗发。彗发在太阳照射下闪闪发亮。阳光还把彗发带到彗星明亮的“尾巴”里。


这是一张彗星73P的图片，也称史瓦彗星三号。1995年，它变成碎片，图中看到的就是其中的两片。这颗特殊的彗星每5.5年绕太阳运行一周［美国国家航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院/W．瑞驰（W．Reach）］

什么是小行星？
小行星是绕太阳运转的岩石天体，大部分位于火星和木星之间的小行星带上。科学家们认为，这条小行星带上的小行星数量超过50,000颗，而太空中其他地方则有数百万颗之多。小行星有大有小，直径从近6米到965千米不等（虽然6米比965千米小得多，但是最小的小行星撞击地球以后也会产生巨大的影响）。小行星轨道的细微变化偶尔会让它们互相撞击，导致小行星上的小碎片掉落下来。小碎片有的时候脱离各自的轨道，形成流星，穿过地球大气层。一些科学家表示，正是因为6500万年以前一颗巨型小行星撞击地球以后，造成了巨大破坏，恐龙才会从地球上消失。

流星体和流星有什么不同？
两者并没有什么区别，只是有的时候两个名称有点混乱不清。流星体是太空中的岩石——它们大小各异，小的很小，大的直径长达数米。流星也是这样的岩石，它划过大气层时，与空气发生摩擦，从而产生热量，发出白热的光芒，最后形成一道光。流星的一部分碎片在这一过程中没有燃烧殆尽，于是掉落到地球表面，这些碎片就叫作陨石。地球的一些陨石坑就是陨石造成的，但是最后，这些坑大部分都被风雨侵蚀掉。由于月球上没有空气与流星产生摩擦，因此流星在到达月球表面之前，不会自行烧毁，这也是月球上有许许多多陨石坑的原因。

每年有多少块陨石掉落到地球上？
每年，差不多有26,000块陨石掉落到地球上，重量普遍超过3.5盎司（99.2克）。根据科学家们亲眼所见的火流星数目，其中约3000块超过2.2磅（1千克）重。只有一小部分陨石被人们目击到或者造成了财产损失，大部分都掉落到约占地球表面积70％的海洋之中。

太空探索
望远镜是谁发明的？
1608年，荷兰的眼镜制造商汉斯·利伯希（Hans Lippershey）发明了望远镜，望远镜是天文学家用来放大远处物体景象的装置。利伯希注意到，用两片眼镜镜片观察物体时，物体看起来变近了许多，所以他把两片镜片安装在一根管子上，制造出第一架望远镜来。也许在很久以前，世界上就有了原始的望远镜和小望远镜，但人们认为利伯希最早为他的发明（叫作“荷兰望远镜”）申请了专利，这也让望远镜在1608年得到广泛应用。一年以后，意大利天文学家伽利略·伽利雷制造出一架望远镜，并首次用它对太阳系展开系统的研究。他差不多制造了30架望远镜，但只用了10架用来观察天空。伽利略经过认真观察，找到了能支持哥白尼学说或者太阳中心说的证据。

天文学家的望远镜有多强大？
在利伯希与伽利略之前，放大工具还未被用来研究地球之外的物体。自他们之后，人们发明出更加强大的可见光望远镜，以及其他多种能“看到红外线、紫外线、无线电、X射线和伽马射线等无形放射物”的望远镜。今天，光学望远镜（由玻璃和镜片或者镜面制成）的灵敏度是伽利略望远镜的1亿倍。例如，夏威夷的一对凯克望远镜是世界上最大的光学红外望远镜。这两台望远镜有8层楼那么高，重300吨。哈勃空间望远镜，以天文学家爱德文·哈勃（Edwin Hubble）的名字命名，于1990年送入太空，以每秒8千米的速度绕地球运转，并将拍摄到的图像发回地球。因为哈勃望远镜位于大气层之上（大气层会使到达地球的光发生折射和被遮挡住），所以与地面上的望远镜相比，它能更加全面、清晰地观察宇宙。


这架哈勃太空望远镜正由航天飞机为其提供维护（美国国家航空航天局）

火箭如何发射升空？
爆炸性的化学反应是把宇宙飞船送入太空的推动力。火箭燃烧燃料以后，产生一股高温膨胀气体。燃料种类有多种，但不管同时使用哪几种燃料，都能产生爆炸性的化学反应。因为火箭需要推动力以摆脱地球引力，所以密闭舱内发生爆炸性的化学反应以后，火箭后部喷出气体，进入锥形喷口。在锥形喷口的加速下，气体从发动机内喷射出来的速度高达每小时15,998千米。

第一部航天器是什么时候进入太空的？
1957年10月4日，苏联（现为俄罗斯）卫星“斯普特尼克1号”发射升空，成为第一个进入绕地轨道运行的航天器。“斯普特尼克1号”不载人，也没有动物，但载有多台机器，它们通过无线电把信息送回地球。苏联将“斯普特尼克1号”送入太空的举措大大刺激了美国，美国很快也将其首颗卫星“探险者1号”送入轨道，从而引发了所谓的太空竞赛。这就是苏美两国在与太空探索相关的多个领域展开的竞争。1957年12月，“探险者1号”在地面试验中起火，但它在1958年1月31日被成功送入绕地运行的轨道上。

什么是航天飞机？
美国国家航空航天局的航天飞机也称太空运输系统，它像一艘火箭从地球发射升空，又像一架飞机一样降落到地面上。航天飞机无法进入月球，但它绕地球运行，机组人员便能在这里进行科学工作、把卫星置入地球轨道以及访问正在运行中的太空空间站。通常情况下，航天飞机载有5到7名机组人员，它们都从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射升空。目前已经制造出的航天飞机有6架：“企业号”是第一架，于1974年制造完成，主要用于试验。其他5架都已送入太空：“哥伦比亚号”“挑战者号”“发现号”“亚特兰蒂斯号”和“奋进号”。1986年，“挑战者号”在发射升空73秒后解体，“奋进号”随后作为它的替代者制造完成。2003年，“哥伦比亚号”再次升空，不久即解体。美国国家航空航天局宣布，2010年以后将会弃用“哥伦比亚号”，从2014年开始，以“猎户座号”代替之，“猎户座号”是一种新型宇宙飞船，负责把人类送到月球以及更遥远的太空中。

宇航员在太空中穿什么？
航天飞机的机组人员在起飞和降落过程中需要穿戴航天服。苏联宇航员必须在起飞、降落及对接过程中穿上宇航服——与最初只穿内衣相比，这发生了翻天覆地的变化。航天服有多种尺寸，把袖子、裤腿等不同部分组合在一起，便得到一件合适的定制服。它的内里由一层装满冷却液的管子构成；外层是一种层合结构，每一层由涤纶、尼龙和铝（聚酯薄膜）等材料分别制成。航天服的靴子与裤子相连，包裹躯干的中间部分由刚性玻璃纤维制成。总体而言，现代航天服就像一套现代武器，穿戴时从头上套进去。内置背包里装有维持生命所需的一切物件、一个照相机和其他太空探索必备的有用工具。

什么是航天探测器？
航天探测器是一种飞入外太空的无人驾驶宇宙飞船。它可能降落到月球和其他行星上，可能进入绕行星运行的轨道，也可能从轨道周边飞过。航天探测器主要用于研究工作；它装配有照相机和其他先进设备，能用无线电把照片传回地球。1959年，苏联“月球1号”成为首个成功进入太空的航天探测器，它在飞行83小时以后，从距月球表面3725英里（5995千米）的范围内经过，随后进入地球轨道与火星轨道之间的绕太阳运行的轨道上。1977年，美国利用火箭将“旅行者1号”和“旅行者2号”送入太空。这些航天探测器对太阳系外侧中所有的巨行星（木星、土星、天王星和海王星）、它们的48颗卫星和它们独特的行星环与磁场进行了探测。

哈勃太空望远镜发现了什么？

美国国家航空航天局主要负责美国的太空探索和科学发现，据其报道，哈勃望远镜每周传送大约120千兆字节的科学数据。这相当于书架上总厚度约为1097米的所有书的内容。越来越多的图片和数据用磁光盘储存。在哈勃望远镜的诸多发现中，有一个揭示出宇宙的年龄在130亿到140亿年之间，这比大爆炸理论所说的100亿到200亿年之间要精确得多。哈勃望远镜在发现暗能量方面也发挥着关键作用，暗能量是一种推动宇宙膨胀加速的神秘力量。在哈勃望远镜的帮助下，科学家们了解到正处在“幼儿期”的星系，从而明白了星系的形成。它还发现了年轻恒星周围的原行星盘和气体尘埃云块，这些很可能是新行星诞生的条件。此外它还发现，当遥远星系中的大质量恒星发生坍塌时，那座星系会发生伽马射线爆发——一种奇怪的、极具威力的能量爆炸。

卫星是做什么的？
任何环绕其他天体运转的物体，都叫作卫星。例如，月球是地球的卫星。但是，大多数科学家口中的“卫星”，指的是一种绕地球运转的人造物体，这些人造物体能收集数据，并把它们传回地球。一颗单独的卫星可能有多种用途。有的能从太空中测量云、风和大气的温度，从而提供天气预报。有的可用于军事，例如追踪战区、监控导弹发射和核试验、监视他国、追踪流星体等即将来临的物体。卫星还能把电话和电视节目从一个洲传送到另一个洲。1978年11月22日，第一颗全球定位卫星发射升空。今天，全球定位卫星已经成为军队、科学家和工业中广泛使用的标准定位工具。航天卫星用于宇宙探索，包括太阳与地球间的相互作用以及行星的具体情况等。

谁是第一个进入太空的人？
1961年4月12日，尤里·加加林（Yuri Gagarin）乘坐“东方1号”宇宙飞船绕地球运转一周，成为世界上第一个进入太空的人。虽然他在太空中只停留了不到两个小时的时间，但还是被誉为一名国际英雄。1962年2月20日，美国把一名美国人首次送入太空：宇航员约翰·格伦（John Glenn）乘坐“友谊7号”太空飞船绕地球飞行三周，运行里程约为81,000英里（130,329千米）。


苏联宇航员尤里·加加林是第一个进入外太空的人。他于1961年登上“东方1号”宇宙飞船（美国国家航空航天局）

谁是第一个进入太空的女性？
苏联宇航员瓦莲京娜·弗拉基米罗夫娜·捷列什科娃（Valentina V．Tereshkova-Nikolaeva）是第一个进入太空的女性。1963年6月16日，“东方”六号宇宙飞船发射升空，瓦莲京娜乘坐这艘飞船，完成了为期三天的飞行，共绕地球48周。虽然她没有接受什么宇航员训练，但她是一名专业伞兵。20年以后，美国也将一名女性送入太空：1983年6月18日，宇航员莎莉·赖德（Sally K．Ride）乘坐“挑战者号”航天飞机执行STS-7任务。

谁是第一个登上月球的人？
1969年7月20日，尼尔·阿姆斯特朗成为历史上首位登上月球的宇航员，他说：“这是我个人的一小步，却是人类的一大步。”他当时乘坐的是“阿波罗号”登月飞行器。

动物什么时候被送上了太空？
1957年，一只名为莱卡的雌性小狗，乘坐苏联人造卫星“伴侣2号”成功升空，成为第一只进入太空的动物。莱卡被放在太空舱内的加压室中，太空舱重1103磅（500千克），但它进入轨道几天后就死了。1958年12月12日，在代号为“朱庇特”的飞行任务中，美国把一只名为“老可靠”的松鼠猴送入了太空，但它在地面回收过程中不幸溺亡。一年之后，美国国家航空航天局在另一次“朱庇特”飞行任务中把两只母猴送入了太空，它们都顺利地返回了地球。

宇航员可以在太空中喝汽水吗？

可以！1985年乘坐“挑战者号”航天飞机的美国宇航员喝到了特殊罐装的可口可乐和百事可乐。其他宇航员还享用了咸牛肉三明治、热狗、全麦饼干和救生圈牌糖果。1988年，法国宇航员让·卢·克雷蒂安（Jean-Loup Chretien）在米尔空间站上用23道法国大厨亲手烹制的美味招待了和他一道的宇航员们，包括红枣葡萄干蜜饯乳鸽、洋蓟鸭肉、西红柿泡菜牛尾芝士火锅和红酒炖牛肉。就算在今天这也算得上是大餐啦！

什么是“天空实验室”太空站？
太空站是一种轨道卫星，能让宇航员一次在太空中待上几周或者几个月。美国第一个太空站叫作“天空实验室”，于1973年5月14日发射升空，当时并未载有人员。继“天空实验室”之后，另外三个载人太空站在1973年和1974年也被送入太空，这期间，宇航员对地球、太阳耀斑和科胡特克彗星进行了观察。“天空实验室”上有一个太阳天文台、一个用来研究微重力的实验室和一个冰箱，冰箱里装有上等牛排、德国土豆沙拉和冰淇淋。“天空实验室”在171天13个小时的时间内，完成了三次载人任务，共绕地球飞行2476圈。

什么是“挑战者号”灾难？
1986年1月28日，7名宇航员乘坐“挑战者号”航天飞机，执行编号为STS-51L的任务，航天飞机在升空过程中爆炸。克里斯塔·麦考利夫（Christa McAuliffe）是新罕布什尔州康科德市的一名高中社会学老师，她和其他6名宇航员不幸遇难。当时，“挑战者号”从发射台发射升空，固体燃料助推器发生泄漏，导致大油箱爆炸。1988年9月2日，美国国家航空航天局的另一架航天飞机“发现号”发射升空。“挑战者号”灾难之后，美国国家航空航天局对另外三架航天飞机——“亚特兰提斯号”“发现号”和“哥伦比亚号”——进行了重建，分别修改了250多处，以提高安全与性能。


宇航员凯瑟琳·苏利文（左）和萨莉·赖德利用维可牢尼龙搭扣和弹力绳，防止自己在航天飞机上飘浮得太厉害。太空中的生活很艰苦，但也很刺激（美国国家航空航天局）

有一天，人们会生活在太空中吗？
很多电影和科幻书籍中都描绘了人类在月球或者火星上的生活，但就目前来看，这还只是一个遥远的梦想。20世纪60年代以来，美国国家航空航天局一直计划建立一座月球基地，供科学研究或航天员登陆火星训练之用。太空站如今已设计得尽可能舒适，温度始终保持21摄氏度，里面还有各种各样的冷冻食品、健身器材以及其他在太空短住所需的便利设施。

然而，只有一部分人能真正适应太空生活，适应这种失重的环境，住在封闭的空间中，并使用开展日常活动必备的技术。虽然到2020年，一个科学社区将有可能在太空落成启用，但在短时间内，普通公民还难以迁至太空定居。