內容簡介
本書共包括“可怕的科學世界”、“精彩紛呈的科學異想”和“離奇的科學未解之謎”三大部分,總計90餘萬字,300多幅精美插圖,涉及宇宙、地球、數學、物理、化學、動物、植物、微生物、人體、機器人、生物技術、戰爭、網際網路、密碼、破案術、魔術、電腦特技等多個領域,立足於21世紀的最新科技發展成果,緊跟時代步伐,以獨特的視角、生動的文字、豐富的想像力、直觀的圖片,全面闡述科學知識,揭秘可怕的科學現象,洞悉自然科學規律,讓你領略到“可怕”的科學其實最精彩、最有趣。
科學包含了世界的全部奧妙,其不斷進步給世界帶來了翻天覆地的變化。科學無處不在,它存在於我們的日常生活中,與我們形影相隨。,然而,科學絕不僅僅是我們所熟悉的數理化知識那么簡單,它有著可怕而神秘的一面,例如深不可測、無所不吞的黑洞,神秘的UFO,來歷不明的外星人,從地下升起的死神——地震,橫空出世、掃蕩一切的龍捲風,讓人抓狂的數學難題,駭人聽聞的生化武器,動物世界裡的兇殘捕食者,蟲子家族裡醜陋而邪惡的“吸血鬼”,曾奪去無數人生命的黑色恐怖的傳染病,殺傷力巨大的機器人戰爭……然而
目錄
第一篇可怕的科學世界
第一章神秘的天與地
第一節宇宙秘密無限
廣闊無邊的宇宙
銀河系是如何被發現的
銀河系究竟有多大
尋找銀河系的中心
河外星系的外形和結構
夢幻般的星座
獵戶座
金牛座
雙子座
大熊座
小熊座
獅子座
精彩書摘
銀河系是如何被發現的在古希臘、古羅馬的神話故事裡解釋了銀河的起源:萬神的主宰宙斯即大神朱比特是一個風流的帝王,他和一位凡間女子生了一個名為赫拉克勒斯的兒子。為了讓兒子健康成長,朱比特把私生子悄悄送到熟睡的妻子赫拉身旁,因為赫拉擁有無邊的神力,據說吃了她的奶水,孩子的身體就會非常健壯。赫拉克勒斯剛剛吸吮了幾口奶水,赫拉就被驚醒了,身體一時失去平衡,乳汁噴射而出,灑向太空,就形成了茫茫銀河。
後來,人們通過天文觀測知道了銀河其實是無數顆星星組成的光帶。
那么銀河系又是怎樣被發現的呢?原來,銀河系是由天王星的發現者赫歇耳通過數星星數出的一個偉大發現。
英國天文學家威廉·赫歇耳是一位業餘天文愛好者。他一生最大的願望,就是弄明白“宇宙的結構”。為了能數清星星的數目,他熱情而又認真地投入了觀測。
赫歇耳觀測了1086次,共數出117600顆恆星。在數星星的過程中,他發現愈是靠近銀河的地方,恆星分布就愈密集,在銀河平面方向上恆星數達到最大值,而恆星數目在銀河垂直方向上最少。由此赫歇耳提出,銀河系是“透鏡”或“鐵餅”狀的龐大天體系統,由恆星連同銀河一起構成。
其直徑與厚度比大約在5:l左右。
赫歇耳構想,太陽大約位於銀河中心的地方。地球人朝銀河系的直徑方向看去,可以看到一些流星以及許多較遠、較暗的星星,當人們用肉眼看銀河時,只能看到白茫茫的光帶,像是天上的河流。如果地球人向銀河系的平面垂直方向看,恆星就顯得很稀薄,而人們的肉眼只能看到比較近的、很亮的恆星。
隨著科技的發展,人們逐漸發現:銀河系薄薄的中間凸起的銀盤中分布了多數物質,它們主要是恆星,也有部分氣體和塵埃。銀盤的中心平面稱為“銀道面”,銀盤中心凸起的部分稱為銀河系的“核球”,核球呈橢圓形,其中心很小的緻密區叫“銀核”。分布在銀盤外面的是一個範圍廣大、近似球狀的系統,叫做“銀暈”。相對於銀盤來說,銀暈中的物質密度低得多,外面還有銀暈,其物質密度更低,大致呈球形。
從銀盤上面俯視的銀河系頗似水中的鏇渦,銀河系核球就是鏇渦的中心,它向外伸展出幾條鏇臂,它們是銀盤內年輕恆星、氣體和塵埃集中的地方,也是一些氣體塵埃凝聚形成年輕恆星的地方。迄今為止,已經發現英仙臂、獵戶臂、人馬臂等存在於銀河系中。太陽就在獵戶臂的內側。一般說來,鏇臂內的物質密度比鏇臂大約高出10倍。恆星約占鏇臂內的一半質量,氣體和塵埃占另一半。
除了自轉外,太陽還攜帶著太陽系天體以每秒約250千米的速度圍繞著銀心公轉,軌道半徑約3萬光年,公轉一周約26億年之久。銀河系也存在自轉,它的鏇臂也是繞著銀河系的中心鏇轉。通過觀測,人們還發現銀河系整體也在朝著麒麟座方向運動著,速度達214千米/秒。
假如從銀河系外很遠的地方觀察太陽,並將它與別的恆星相比較,會發現,太陽在千億顆繁星中一點兒也不突出,只是一顆大小中等、亮度一般的恆星。從側面觀察銀河系像是一個凸透鏡狀的、直徑很大的圓盤。光線從它的一側走到另一側,大約需要8萬~10萬年。
人類對銀河系的輪廓、結構、運行等方面的發現,是認識宇宙的又一次飛躍。
銀河系究竟有多大銀河系究竟有多大?這個問題一直困擾著人類。根據現代的科學研究表明,銀河系主要由銀盤(包括鏇臂)、核球、銀暈,以及外圍的銀冕等部分構成。
銀河系的主體為銀盤,它的外形呈扁盤狀,銀河系內的大多數星雲和恆星都集中在這個扁盤內,銀盤的直徑大約達到8萬~10萬光年,中間部分較厚,厚度約6000多光年,周圍漸漸變薄,到太陽系附近便只剩一半厚度了。由於巨大的銀河系本身也要進行自轉,所以銀盤中的億萬顆星球環繞銀河系中心做著鏇轉運動,四條鏇臂從銀盤中心向外彎曲伸展出來,看上去就像急流中的鏇渦。這裡所說的鏇臂實際上是恆星、塵埃和星際氣體的集中區域,但這物質密集的鏇臂並不是固定不變的,恆星一直在鏇臂上進進出出,只是它們能夠在運動中基本做到“收支平衡”,所以,鏇臂的形狀看上去始終保持不變。
銀河系的中央部分是一個核球,核球內密集著恆星,核球的直徑在1.2萬~1.5萬光年之間,略呈橢圓形。由於大量的星雲和氣體塵埃阻擋住了觀測的視線,因而科學家們對核球方向的天文觀測十分困難,所以,人們至今對它的了解還比較少,但確信無疑的是,核球內的恆星分布是十分密集的。
銀暈是在銀盤外圍的一個巨大包層,由稀疏的恆星和星際介質組成。
它的體積至少要比銀盤大50多倍,但質量卻只占銀河系的1/10,由此可見其物質密度非常稀薄。事實上,除了那些極其稀薄的星際氣體外,球狀星團是銀暈中的主要物質。
直到20世紀70年代中期,科學家們才發現了銀冕,銀冕處於銀河系的最外圍,它的範圍可遠及50多萬光年以外,比銀河系的主體部分還要大。
但銀冕內基本上沒有恆星,而是由極稀薄的氣體組成,所以很難準確地測出銀冕的真正範圍。
尋找銀河系的中心20世紀初,威爾遜天文台有世界上最大的反射式天文望遠鏡,即“胡克望遠鏡”,其口徑為2.54米。美國著名的天文學家沙普利用它進行探尋球狀星團,並且以一種被稱為“造父變星”的脈動變星作為研究對象。
沙普利先後對大約100個球狀星團進行了觀測。他的統計顯示,人馬座以內有1/3的球狀星團;以人馬座為中心的半個天球分布了90%以上的球狀星團。沙普利根據這一結果推測,在銀河系內,球狀星團與恆星一樣對稱分布。但如果太陽是銀河系的中心,那么,地球上人們看到的天空中的球狀星團就應該是對稱分布的,可是觀測結果並不與之一致。沙普利猜想可能存在另一種可能,即太陽實際上處於遠離銀河系中心的地方,這樣,地球上人們看到的球狀星團才呈現出不對稱分布的現象。
沙普利依據上述想法,大膽地把太陽放在偏離銀河系中心的地方,那么由球狀星團組成的天體系統的中心就是銀河系的中心,此中心距太陽約15000秒差距(1秒差距等於3.26光年),位於人馬座方向。
沙普利利用周光關係推測,距離太陽較近的球狀星團為12000秒差距,由它組成的天體系統範圍實際上就是銀河系的範圍,而著名的武仙座球狀星團距太陽30000秒差距。隨後50多年的天文觀測大體上印證了沙普利的銀河系模型的正確性。