四、未来展望

月球离地球而去怎么办

月球是地球惟一的卫星。亿万年来，月球沿着自己的轨道绕着地球旋转，日复一日，年复一年。人们对此已习以为常。但你知道吗？其实，月球正悄悄地试图从地球身边溜走！

天文学家说，地球上的潮汐现象多数是由月亮的这一运动引起的（太阳的作用稍小一点）。潮汐的形成是这样的：由于月亮绕着地球旋转，地球上的海洋受到月球的引力牵引，由于月球对地球本身的引力牵引作用大于对其水体的作用，面对月亮的那一面就出现高潮，地球上远离月球的另一面也同时出现另一个高潮。

在满月和新月时，太阳、月球和地球都在一条线上，这时形成的潮异乎寻常的大，人类称之为朔望大潮。而当月亮在最初和最后的1／4月牙时，较小的潮就形成了。当月球到达离地球最近处（我们称之为近地点）时，朔望大潮就比平时还要更大，这时的大潮被称为近地点朔望大潮。

所有这些牵引现象还产生了另外一个有趣的作用，通过牵引，地球自转的能量被月球一点一点地“偷”走了，由于能量损失，地球越转越慢，因此每100年地球的自转周期就延长了1.5毫秒，我们地球自转的一天也从最初的4—5个小时变成了今天的24小时。

1978年10月，英国《自然》杂志报道美国地理学家——普林斯顿大学的卡姆和科罗拉多州立大学的普姆庇对鹦鹉螺进行研究，在解剖了千百只鹦鹉螺后，他发现它们是一种奇异的“时钟”，外壁的生长纹清楚地记载着月亮在地质年代中的变化历程。

原来，太平洋南部水域里生活着一种鹦鹉螺，它被视为地球的“活化石”。鹦鹉螺是一种古怪的软体动物，身上背着一个很大的贝壳，外貌同蜗牛有点相似。壳内呈灰白色，腹部洁白，背部有棕黄色的横条纹。壳内由隔膜分隔许多“小室”，最外的一个小室最大，是它居住的地方，称“住室”。其他小室，体积较小，可贮存空气，称为“气室”。隔板中央有细管将室与肉体相联系。鹦鹉螺通过调节气室里空气的数量，使自身沉浮海中，夜间到洋面吸取氧气，白天则转移到海洋深处，改为厌氧呼吸。在吸取氧气的时候，鹦鹉螺要分泌出一种碳酸钙，并储存在它的贝壳出口处。白天，在厌氧呼吸过程中，碳酸钙会慢慢溶解，并留下一条条小槽，即生长纹。

有趣的是，鹦鹉螺的气室之间的生长纹同现代的朔望月非常接近。生长纹每天长一圈，气室则每个月长一隔。两位美国学者在考察、研究了新生代、中生代和古生代的鹦鹉螺化石后，发现同一地质年代的化石生长纹相同，而不同的地质年代化石的生长纹则不同：新生代渐新世的螺壳上有26条；中生代白垩纪的螺壳上是22条；侏罗纪的螺壳上为18条；古生代石炭纪的螺壳上是15条；奥陶纪的螺壳上共有9条。人们由此就推想到，在4亿多年前，月亮绕地球一周是9天，而随着时间的变迁，月亮的公转周期，逐渐变成15天、18天、22天、26天，而到今天则有29天多。他们还根据此法则作了进一步的推算，结论是，4亿年前，月亮和地球之间的距离仅为现在的43％左右，7000万年来，月亮渐渐离地球而去。另一些科学家通过对日食进行观察，并根据3000年间的天文记录的测算，发现月亮正在以每年5．8厘米的平均速度，在慢慢地离地球远去。

月球利用巨大的潮汐从地球身上吸取自转的能量，并且利用这个能量让自己从轨道上每年向外偏离3．8厘米。地球与月球之间的距离刚开始时是2．2万多千米，现在已拉大到了38万多千米，有科学家说是45万千米。随着时间的推移，月球还将会逃得越来越远。

虽然科学家得出的月亮脱离地球的速度不尽相同，但是其一致之处在于，月亮正缓慢地离地球而去。久而久之，总有一天它会飞离地球，一去不回。不过我们倒不用杞人忧天，因为那将是千百万年、几亿年甚至几十亿年以后的事了。那时候，随着科学的进步，人类或许有可能用自己的智慧和劳动来挽留月亮，让这颗美丽的星球永远成为地球的伴侣。

有月球相伴的日子，我们没有感到它有多么重要，可一旦它消失了，问题就很严重了。科学家们预测，没有了月球这个稳定器的作用，地轴再也不可能保持稳定的倾斜角绕太阳转动了，地轴来回摆动，地球就会失去平衡，气候也将出现剧烈变化，风将以每小时数百千米的速度掠过，沙尘暴肆虐，气温将在零下100℃到零上100℃之间跳跃，冰川融化，陆地淹没。那将是一幅多么可怕的景象啊！

每年，月球都从地球上吸取一点自转能量，并利用这能量来使自己在轨道上向外偏离3.8厘米。天文学家告诉我们，当月亮形成的时候，它与地球的距离仅仅是22530千米，而现在的距离已经拉大到了450000千米，而且随着时间的推移，月亮会走得越来越远。为了阻止月球的后退，有的科学家提出用在海中筑坝的方法来降低海洋潮汐的巨大威力，以减缓地球的能量被月球偷走。但在海中筑坝目前只是一件天方夜谭的幻想。最近一位美国科学家提出一个更为大胆的想法：既然挡不住月球的后退，就另辟蹊径。由于木星的卫星众多，不妨“借”一颗来用一用。捕获一颗木星的卫星，将它停放在月球的轨道上，来充当月球的替身，以帮助地球扶正因月球后退和消失而造成的混乱。

计划是否可行，另当别论，但月球的后退是事实，它的消失尽管遥远，却也不是无稽之谈。就像关心人类的命运一样，月球和地球的未来也需要人类去关注。相信总有一天，人类会想出更好的办法。

宇宙中的星球会相撞吗

如果地球同其他星球靠得很近，同时又是面对面运动的话，也许有可能互相碰撞。

靠地球最近的星球当然是月亮，但是它同地球的平均距离就有38万多千米。月球有规则地绕地球运转，不会同地球相撞。

太阳离地球更远，平均距离约为1.5亿千米，如果你步行到太阳去，得走3400多年。地球又是规规矩矩地绕太阳公转的，因此根本撞不到太阳上去。

至于太阳系的其他行星，太阳的引力迫使它们各就各位，在自己的轨道上运行，相互之间也是不会碰撞的。

如果还谈到其他恒星，那就离得更远了。与地球最近的恒星，离我们有4．22光年，这就是说，每秒钟跑30万千米的光线，从那里射到地球上来，也得花4年零3个月。

太阳系附近的宇宙空间里，恒星之间的平均距离在10光年以上。所有的恒星运行也都是有规律的，太阳和所有银河系的恒星都围绕银河系中心在旋转，而不是没有规律地横冲直撞。因此在银河系内，恒星之间碰撞的可能性很小。科学家计算过，在银河系里，平均说来，恒星的相碰大约每100亿亿年才会发生一次。

太阳系中倒是会发生彗星和行星的相遇、流星的陨落等现象。例如，1910年5月，地球从哈雷彗星尾巴中间穿过；1976年3月8日，吉林地区降落了世界罕见的陨星雨；1994年7月中旬，“苏梅克—列维9号”彗星撞击木星等。这些都是天体与天体的相撞，其中，陨星下落则是经常发生的碰撞现象。

什么是宇宙飞行中的时间膨胀效应

现在我们已经知道，最快的速度是光和电磁波的速度：每秒299792.5千米。没有比这更快的速度了。

光从月球达到地球只需1．25秒。当一个地球上的人用无线电与月面上的宇航员通话时，即使宇航员一听到声音就作出回答，地球上的人也要在2．5秒之后才能听到声音。

冥王星是太阳系中距离太阳最远的一颗行星。它的轨道直径也可以看作是太阳系的直径。光线从冥王星的一侧运行到另一侧，约需要11小时。

除太阳外，半人马座是离我们最近的恒星，距离为4．3光年。如果从地球上向它发出无线电信号，对方一收到就回答，那么地球上的人也要在发出讯号的8．6年之后才能听到对方的回答。

这样看起来，以光速飞行在宇宙空间还不够快，难道不能用超光速进行星际飞行吗？

人类现有的物理知识对此作出的回答是否定的。因为爱因斯坦的狭义相对论中指出，任何有质量的物质都不可能超过光速。而且，光速极限也多次被试验和观测证明是正确的。

不能以超光速进行飞行，人类能以光速或接近光速的速度进行太空飞行吗？

我们知道，当我们飞离地球时，必须使飞船逐步加速。而要让加速度保持在人体能承受的范围，加速到光速就需要很长的时间。同理，当到达目标星准备降落时，也需要很长的时间减速。

如果加速和减速的时间为1年，在目标星上探索的时间为3年，而飞船飞行的速度为光速，则寻访完一颗恒星返回地球到地球的总共时间为光速往返的时间再加上3年。

我们可能感到，这时间太长了，飞船上的“乘客”怎么能受得了！

其实不然，因为爱因斯坦的狭义相对论告诉我们，当飞行器的速度接近光速时，时间的流逝要比“正常”的时间慢，这便是时间膨胀效应。

在高速飞行的宇宙飞船上，一切东西的运动，如原子运动、钟的行进、人体的新陈代谢都会变慢。由于飞船上的一切都以相同的速度在变慢，所以飞船上的人感觉不到这种变化。他们只是发现飞船以外的一切都在加快。这好比坐在火车上的人感觉不到自己在运动，而发觉窗外的景物在动一样。

飞船相对于宇宙运行越快，飞船内部的时间流逝得越慢，当速度达到光速的98％时，时间流速仅为地面流速的五分之一，即在飞船内度过1年，而地球上却度过了5年。

人类能建造第二个地球吗

自从有了望远镜开始瞭望星空以来，人类一直在想：地球之外有没有人居住？目前的地球是宇宙中有生命的“惟一”球体吗？人类一方面担心有高于人类智慧的“外星人”入侵地球，一方面又希望有外星智慧生命来打破人类在宇宙中的“孤独”。进入宇宙时代之后，人类面临越来越多的全球性问题，也就更希望能找到另一个适合生命存在，尤其是适合人类生存的星球。寻找“另一个地球”，已成为当前和今后天文学探索的新热点。

1997年7月4日，美国“旅居者”探测车搭乘“火星探路者”飞船在火星成功着陆。此举再次激起人们探索火星的兴趣和热情。在许多人眼里，火星就是“另一个地球”的最佳候选者。因为火星是离地球最近的一颗行星，其自然条件与地球非常相似：两者都有相似的一年四季，火星的一昼夜只比地球的一昼夜长约40分钟；两者都有大气层，大气层中均含有二氧化碳、氮、氧，不同的是大气成分含量不同，火星大气中二氧化碳占多数，为95％，氮气占2．7％，氧气占0．1％；两者都存在水的形态，不同的是地球上的是液态水，它是地球生命的源泉，而火星上尽管发现在大气中存在着含量甚微的水蒸汽，但至今尚未发现液态水存在的迹象；两者都有一层土壤，不同的是地球土壤中有着一个生机盎然的世界，而火星土壤上则是一片荒凉。尽管看起来火星上自然条件恶劣一些，但人类探测火星的步伐还在继续：2005年派遣宇宙飞船到火星上去搜集实物样品（比如土壤、岩石等）并带回地球，供科学家进一步分析研究；21世纪前半叶，宇航员将驾驶飞船登上火星，实现人类拜访地球之外另一个行星的梦想；这之后，人类可望进入对火星的大规模开发阶段，把火星建成人类的另一片家园，但是具体时日实难预料。

火星能成为人类想要寻找的“第二个地球”吗？若是能，那么人类只有下功夫建设才行，因为目前条件下人类是无法在火星上生存的。但是，要把火星建成“第二个地球”谈何容易。

20世纪的人们曾探索“人造地球”。1989年，美国人为进一步认识地球的生态循环，验证人类采用高科技手段在与世隔绝的密封生物圈中获得食物和空气的可能性，希望创造一个模拟地球生态环境系统的奇迹，进而还设想在地球之外的星球上建造一个全新的生存空间，所以不惜耗资2亿美元建成被称为人类“小地球”的“生物圈2号”实验工程。该工程位于一个沙漠原野上，其外观是一个巨型钢架玻璃建筑物，内部是模拟大自然的人工生态环境系统。8名实验人员作为居民进驻生物圈内；居民们在与世隔绝的生态环境中从事环保研究和科学实验，探求生物圈内生态环境的变化过程，期望创造出一个“人间天堂”。但是这个美好的憧憬在“小地球”运行两年多之后就破灭了。“生物圈2号”发生了一场生态大灾难，圈内动物死亡近五分之四，昆虫灭绝大半，居民体重普遍下降。“天堂”变成了“地狱”。今天，“生物圈2号”已无人居住，变成一个游览胜地。当初美国人把这个生态实验工程定名为“生物圈2号”，意思是人类现在居住的地球是“生物圈1号”，“生物圈2号”是地球这个庞大生物圈的缩影。“生物圈2号”实质是人类重建地球的一次模拟实验。它的失败在警示人们：地球这个“生物圈1号”是经过长期演变而成的，人类在地球上已生生息息几百万年。但“生物圈2号”的失败似乎并没有吓倒人们，人们继续在寻找和确定“地球第二”。正如美国天文学家麦亨利所说，即使火星上最终证明没有生命存在过，即使在太阳系中未能找到地球之外存在生命的星球，我们也还可以寻找第二个、第三个……太阳系，进而发现类似地球的行星。麦亨利的信心是有根据的，1995年和1997年，天文学家已先后在观测中发现太阳系外可能存在生命的新行星，也即太阳系外可能存在“第二个地球”。

目前，伴随着“火星探索热”的形成，对通往火星的中继站——月球的探索也在迅速升温，美国“月球勘探者”号探测器已于1998年1月6日升空，它标志着人类新一轮”重返月球计划”开始。但这次人们的设想与以前不同，人类也许先建立月球基地，建造人类太空别墅，然后再以月球为“跳板”亲临火星实地考察，最后确定在火星上能否重建一个“地球”。但是多数科学家认为，从技术上讲少数宇航员登陆火星进行探测是可能的，但火星能不能成为“第二个地球”仍是个未知数。因为即使今后能证明火星上曾经有生命，那么火星现在有生命吗？即便现在火星上有生命（不会是很高级的生命），那么它的环境适合人类生存吗？人类在地球上失败过的“生物圈2号”能在比地球条件更恶劣的火星上建成吗？这些问题现在看来都不是21世纪的科学家能够回答的。

太阳毁灭了怎么办

万物生长靠太阳，地球上的一切生命都离不开太阳。

虽然太阳只不过是银河中的一颗普通恒星，但它对我们地球是极为重要的。太阳的辐射带给我们光和热，它使海洋的洋流流动，使植物完成光合作用，为整个地球提供能量……没有太阳，人类的生存就成了问题。

但是，事物总是有生有灭，太阳也不能例外。科学家估计，太阳现在正处于中壮年时期，50亿年以后，它将进入老年时期，那时，太阳核心的氢将会燃烧完，核心部分将会收缩，太阳会变成一个大的红巨星，这时它放出的大量热和紫外线会使地球成为蒸汽。最后，太阳也将进入自己的死期，逐渐死亡。

而对太阳的衰亡，人类如果能生存到50亿年之后的话，该用什么办法来挽救自己呢？现在，科学家们初步有三个构想。

首先是移居外星球。根据目前的观测结果，发现在木星的两个卫星——木卫三和木卫四表面覆盖着一层厚厚的冰。如果太阳在变为红巨星时期能适当利用它放出的巨大能量，木卫三和木四或许能变得适合人类居住。

但是，有科学家提出，人类的生理机能是在地球上形成的，移居到外星球上很可能会因为环境差别过大而导致人种灭绝。所以，这个方案仍然是一个有争论的问题。

第二个方案是改变地球运行轨道，使地球和太阳之间保持一定的距离。科学家认为太阳在红巨星时期会膨胀，可以用人力将地球轨道改变，躲开处于红巨星时期的太阳。

第三种方法是延长太阳寿命，用人力抢救太阳。当太阳核心的氢燃烧快完了时，可以把太阳外部的氢送入核心，使其继续燃烧。科学家们设想了两种方案来实现这个目的：一是在太阳附近引爆超当量级氢弹；二是将集中强大能量的激光束射向太阳表面。

这几个方案是今天的人类对50亿年后的情况的设想，究竟50亿年后的人类文明将发展到什么程度，现在还无从想像。

宇宙量天尺——光年

我们日常生活中，一般都用厘米、米、千米来作为计算长度的单位。比如，一块玻璃厚度是1厘米，一个人的身高为1.8米，两个城市之间的距离有1000千米，等等。我们可以看出，在表示较小距离时，一般用小一点的单位；在表示较大距离时，一般用大一点的单位。

天文学上也有用千米作单位的。例如，我们经常说，地球的赤道半径是6378千米，月亮的直径是3476千米，月亮离地球是38万千米，等等。但是，如果拿千米来表示恒星与恒星之间距离的话，这个单位就显得太小太小了，使用起来很不方便。如离我们最近的恒星——比邻星，与我们相距就有40000000000000千米左右。你看，写起来多麻烦，读也不好读，何况这还是离我们最近的一颗恒星呢！其他的恒星离我们还要远得多啦！

人们发现光的速度最快，1秒钟可以走30万千米（精确数是299792.458千米），光在1年里差不多走10万亿千米，说得精确些，就是94605亿千米。能不能用光在1年里所走的路程——光年，来作为计算天体之间距离的单位呢？这倒是个不错的主意。现在，天文学家就是用光年来计算天体之间距离的，光年已经成为天文学上的一个基本单位。

如果用光年来表示比邻星离我们的距离，就是4．22光年。再如，牛郎星离我们是16光年，织女星是26．3光年，银河系以外的仙女座星系离我们约220万光年，目前已观测到的离我们最远的天体距离在100亿光年以上，银河系的直径是10万光年，等等。这些都是很难用千米来表示的。

天文学上还有别的计算距离的单位。有的比光年小，如天文单位，1天文单位就是地球到太阳的平均距离（14960万千米），主要用于计量太阳系范围内天体间的距离；也有比光年大的，如秒差距（1秒差距相当3．26光年）、千秒差距、兆秒差距等。

什么是“地球名片”

拜访或跟人联系，初次见面时，呈上自己的名片显得很自然，也很有礼貌。地球的“名片”是送给谁的呢？上面又写些什么呢？

“地球名片”是送给“外星人”的。科学家认为，“外星人”是可能存在的，或者把他们叫做高等智慧生物吧。茫茫宇宙中有那么多的星球，只要某颗星球上具备了像地球这样的环境和条件，以及有利于生物发展的其他条件，生命就会产生和发展起来。地球上的人类不是也决不可能是宇宙间的孤独者。尽管直到今天，我们还没有找到“外星人”的可靠线索，我们不妨在继续寻找的同时，对外发布消息，宣告人类的存在。也许“外星人”也正在宇宙的某个“角落”，向周围张望，寻找我们呢！

1972年3月和1973年4月，美国先后成功发射了“先驱者10号”和“先驱者11号”探测器，它们携带着两张完全一样的“地球名片”，飞离太阳系，在茫茫宇宙中寻找“外星人”。

“地球名片”上写着什么呢？它是一块22.5厘米长、15厘米宽的镀金铝板。“名片”的左半部从上到下是：氢原子的结构，氢是宇宙间最丰富的化学元素，哪儿的科学家都懂得这一点；放射线代表离地球最近的一些脉冲星的位置；最下面的一个大圆圈和九个小圆圈分别代表太阳和九大行星，探测器则是从第三颗行星——地球发射出去的。名片的右半部分主要是一男一女的画像，代表地球上的人类。尽管“外星人”的形态可能与我们有很大差别，科学家们相信人类的形象不大可能被误解，尤其的男的，正举手致意。

地球人自我介绍的这两张“名片”，究竟会在何年何月到达哪个天体上哪位“外星人”的手中，谁都无法说清楚了。

“地球之音”是怎么回事

1977年8月和9月，人类成功发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”探测器，再次向“外星人”作了更详细的“自我介绍”。这次，它们各自携带了一张称为“地球之音”的唱片，上面录制了丰富的地球信息。这两张唱片都是镀金铜质的，直径为30．5厘米。唱片上录有115幅照片和图表，35种各类声音，近60种语言的问候语和27首世界著名乐曲等。

115幅照片中包括我国八达岭长城，以及中国人围坐在圆桌旁吃筵席的情景。此外还有太阳系、太阳在银河系中的位置和银河系大小等示意图，卫星、火箭、望远镜等仪器设备和各种交通工具的图片，等等；35种声音包括风、雨、雷电声，火箭起飞和交通工具行驶时的声音，以及成人的脚步声和婴幼儿的哭笑声；60种问候语中有3种是我国南方的方言，即广东话、厦门话和客家话；27首著名乐曲中有贝多芬的交响曲，脍炙人口的圆舞曲，以及用古琴演奏的中国乐曲《流水》，等等。

两张唱片将在何时、被哪颗星球上的智慧生物捡拾到呢？我们不得而知。从它们现在飞行的方向来看，公元4万年时，“旅行者1号”将从一颗很暗的星（AC+793888）附近飞过，而“旅行者2号”将在公元35．8万年时飞越天狼星。如果在这些星及其附近空间存在智慧生物的话，它们有可能被截获。

那些肩负重任的探测器，在宇宙中与“外星人”相遇的机会少得可怜，它们有可能要在茫茫宇宙中遨游几十万年、几百万年甚至上亿年。为了保护这些地球信息不受损坏，完好地到达宇宙深处可能存在的智慧生物手里，唱片外面还包了一层特制的铝套，可使唱片保存10亿年而不毁坏。

“飞碟”是天外来客吗

1947年6月的一天，一位美国人正驾驶着飞机在天空飞行。突然，他发现有几个巨大的圆盘形的东西向华盛顿州的莱尼尔山峰飞去。事后他估计这几个“怪物”的直径有30多米。这消息一下成了轰动一时的世界新闻。因为这种“怪物”是圆盘形的，所以人们称它为“飞碟”。

从1947年发现“飞碟”以来，有成千上万的人自称亲眼目睹过“飞碟”。“飞碟”究竟是什么东西？是从什么地方飞来的？人们对此众说不一，其中最激动人心的说法是：“飞碟”是其他星球上高等智慧生物发射来的飞船。

“飞碟”果真是天外来客吗？

生命应该是宇宙间的普遍现象，在无限的宇宙中，除了地球上有人类存在以外，在其他星球上，只要有适当的条件，同样可能存在着生命，甚至存在高度智慧的生物——“外星人”。但是，为使生命得以在一颗星球上发生和发展，并且不致半途夭折，不仅这颗星球必须具备生命存在和发展的条件，而且它所属的恒星也必须在数十亿年内处于一个大体上是稳定的状态和合适的宇宙环境。有人估计，在我们银河系1000多亿颗恒星中，具备这种条件的星球不超过100万颗。即使这100万颗星球都存在生命，并都发展成为高等智慧生物，掌握了高超的航天技术，他们每年各派一艘飞船在银河系内进行考察，那么一艘太空船进入我们太阳系的机会也是万载难逢的。

从上面的分析看来，“飞碟”是天外来客的可能性实际上可以排除，而这样多的关于“飞碟”的报道，更是不可能有这么多天外来客的。

那么“飞碟”究竟是什么呢？1969年，美国一个由专家组成的小组，对1．2万多起“飞碟”案例作了调查。结果表明，绝大多数所谓“飞碟”都是由多种因素引起的误会。其中有的是人造卫星重返大气层后焚烧的碎片；有的是飞机或气球；有的是云块、球状闪电和海市蜃楼一类的大气现象；有的是鸟群或昆虫群，例如蝴蝶群；有的是流星、彗星；有的是雷达假目标；还有的是人们的心理和生理因素造成的错觉和幻觉；更有一些则是故意编造的恶作剧。因此，尽管“飞碟”是天外来客的说法非常令人激动，但这种说法的真凭实据至今却一个也没有找到。

为什么要在月球上建立永久基地

21世纪初，人类将重返月球，并在那里建立永久基地。人要到月球上去干什么？

首先要建立月球发电站。地球上的能源日渐枯竭，自然就想到在月球上建立太阳能电站为地球所用。科学家设想，在月面上安装数以千计的太阳能电池阵，收集太阳能转化成电能，并以微波形式送回地球。月球发电有许多优点，它不受天气和季节变化的影响，而且费用低，安全可靠，几乎是取之不尽、用之不竭。

其次要建立月球天文台。月球上引力小，加上没有大气的遮挡，十分有利于架设巨型望远镜，帮助人类更好地研究遥远星系的秘密。

建立月球工业和开采无公害的核原料，是月球永久基地的重要工作。高真空和低重力，使月球工厂能生产出许多地球上不能或难以制造出的高性能材料。月球土壤里有大量的核原料——氦3，它是一种核聚变最理想的燃料，用它发电，不会造成环境的污染。

最后要把月球变成宇宙航行的中转站。从月球上向其他星球发射探测器和宇宙飞船，要比地球上容易得多。近来月球上又发现了水，这不仅可供航天员生活之用，而且用水制造出的液氢和液氧，正是火箭所用的燃料。未来人类远征宇宙之时，月球必然会成为不可多得的跳板和中转站。

现代天体物理学研究中有哪七大难题

大千世界，五光十色；漫漫宇宙，更充满了许多奇迹。自古以来，人类就有飞出地球、探知宇宙奥秘的愿望。可是直到今天，人们对宇宙仍然知之甚少。随着对宇宙探索的深入，越来越多的新问题等着我们去解答。

在现代天体物理学中，有如下一些重大课题亟待有志者去探索。

第一大难题，宇宙的起源和演化的问题。特别是对于宇宙的起源，应当如何进行描述。

第二大难题，宇宙的开放抑或封闭性的问题。这是一个很重要又很基本的问题，至今仍未解决。

第三大难题，星系和星系团的起源和演化问题。大爆炸宇宙学要求宇宙是均匀的、各向同性的。这在比较大的尺度上是对的，但科学探测发现在比星系团更小的层次中出现了不均匀。这也是一大科学之谜。

第四大难题，各类星系之间的物理联系和演化联系问题。在已经发现的各类星系之间到底在物理和演化上怎么联系，至今人们知之极少。

第五大难题，关于黑洞的问题。这在前面已有所提及。对黑洞的存在与否的证明，科学家们还没有比较完美的解释。

第六大难题，超高密度物态和晚期恒星问题。除了中子星以外，还有没有其他类型的高密度的晚期恒星，如夸克星和反常中子星等。

第七大难题，异常的天体或天象问题。比如，1973年发现的宇宙γ射线爆发至今尚未清楚。

宇宙空间是人类的巨大财富，对上面的难题，每解答一个，就标志着人类向宇宙深处又迈出了新的一步。

进入人类的第四环境要克服哪些难关

第四环境是指太空，陆地、海洋、大气层是人类的第一、第二、第三环境。这是科学家们在1981年召开的国际宇航联合大会上所取得的共识。

一般而言，第四环境通常指距地球表面100千米以上的空间，也就是地球稠密大气层之外的空间区域。

进入第四环境是人类千百年来为之奋斗的梦想，现在人类通过先进的航天技术，进入一定范围内的太空去探幽揽胜已不是什么难事。然而，你千万不要把太空之旅看成有如从北京坐飞机飞往广州一样容易。

你知道吗？人类要进入第四环境，必须闯过四道难关。

首先遇到的难关是克服地球的引力。我们知道，在地球表面附近运动的物体，只有达到7.9千米／秒的第一宇宙速度，才能成为地球的卫星；达到11.2千米／秒的第二宇宙速度，才能像地球一样成为太阳系的一颗新行星；达到16.7千米／秒的第三宇宙速度，才可以飞出太阳系。

其次，我们通常的衣食住行都是在地球的大气层中完成的，长期的进化使人类已经适应了大气环境，但宇宙展现给我们的却是真空环境。在进行太空飞行时，人们必须想法克服宇宙真空所带来的一切不便。

第三，人们必须适应剧烈变化的温度环境。地球上最大的温差一般都在几十度的范围之内；而在空间，如果离地球不远，向阳面和背阴面的温差可达好几百度；在远离恒星的空间，环境温度接近于零下270℃，而在恒星附近，温度则会高达几百至几千摄氏度。

第四，有害辐射是人类奔向太空的又一大拦路虎。就目前而言，地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线对人体带来的影响最为巨大。

以上列举的种种难关，曾一度使充满梦想的人类仰望着神秘莫测的宇宙星空一筹莫展。不过，在高科技高速发展的今天，上述所谓难关都已经为聪慧的地球人所一一克服。从1957年以来，人类总共耗费上万亿美元用于航天技术研究，总共发射了5000多个各类航天器。

可以说，随着人类对第四环境的突破，人类文明又产生了一次巨大的飞跃。今天，在人类一步紧跟一步的深入探索面前，无限的宇宙似乎也正在变得越来越小。

人能在地球外长期生存吗

人类得以在地球上生存、发展，是因为地球具有得天独厚的优越条件。这些优越条件包括：稳定的大气压力，适度的氧气浓度，适宜的温度、湿度和充足的洁净淡水。在这样一个物理环境和化学环境中，动物和植物的相互依存构成了一个十分复杂而又完善的生态系统，既为人类提供了丰富多样的食物，又保证了大气和水环境的动态平衡。

地球周围的大气层是人类安全的头号保护伞，主要是由氮、氧和水汽组成，厚度达100千米。大气极大地减弱了来自太阳的辐射危害，并使大量撞击地球的流星在摩擦中化为乌有。

同时，地球的磁场又可以将来自银河系及太阳的高能带电粒子俘获，将其集中在远离地球表面的区域。磁场是地球的又一把保护伞。

因此，地球不仅是人类的摇篮，也是人类的安乐乡。一旦离开地球，进入茫茫太空，人还能生存吗？

1961年，前苏联航天员加加林乘“东方一号”宇宙飞船在太空飞行了108分钟，开创了人类探索太空的新纪元。

1966年，美国宇航员乘“阿波罗”飞船首次登上月球。此后，俄罗斯宇航员在“和平”号空间站飞行428天。这都是人类探索宇宙的重要里程碑，也是人类进行地球外生存的尝试。

虽然进行太空飞行的宇航员几乎都安全地回到了地球，但这些初步尝试是否表明人类可以在地球外长期生存呢？

在这些尝试中，宇航员的生存靠的是载人航天器中的人工环境，宇航员离开座舱在太空中行走也是在舱外宇宙服所提供的人工环境的保护下实现的。

在地外生存所需的条件方面，有氧、水、食品和能源的供给问题。而在现有的技术条件下，除了能源可以依靠太阳能之外，其余几项都得从地球补给，这就严重束缚了人的活动范围。

除此之外，太空生活中还存在着诸如失重、辐射等许多威胁人的安全和健康的基本因素，这些因素不靠特殊的方法是难以克服的。而目前人类所掌握的技术离解决这些问题还有很大差距，短期内恐怕无法有突破性进展。

未来的宇宙服是什么样的

人类飞出地球，跨入太空时代早已来到了。进行太空活动时，宇航员必须穿上特制的衣服——宇宙服或太空服。到目前为止，人类已经使用了好几代的宇宙服了。

最早的宇宙服于1961年在美国问世，它是由当时美国空军的飞行服改进而来，由氯丁橡胶涂在布上的防护层和经过氧化铝处理的强化尼龙的内绝热层叠合而成。

20世纪60年代中期实验双子星座计划时，美国又开发了第二代宇宙服，这种宇宙服在空气压力囊外面蒙上了一层用特氟纶混纺材料织成的网，具有很好的运动性。

第三代宇宙服是实施阿波罗计划时使用的，由内绝层、压力层和限制层几层重叠，外面还有保护层，与前几代宇宙服相比，第三代宇宙服的根本性进步是采用了便携式生命保障系统。

目前宇航员使用的宇宙服可以说是第四代了。此前的宇宙服是定做的，一件宇宙服只能用一次，已不能适应频繁的太空飞行的要求了。

第四代宇宙服根据人体造型和宇宙服分为几个部分，分别规格化为特大到特小几种尺寸，然后成批生产，加工成现成服装。宇航员只需从中选择合身的各个部分，重新加以组合就可得到一套满意的宇宙服了。

使用后，先把宇宙服分解为几个部分，各部分清扫后收藏，以备再次使用，计划使用寿命为15年。

第四代宇宙服内的生命保障系统可以在7个小时内向激烈消耗体力的宇航员提供必要的氧、冷却水、电力。不仅如此，头盔内侧还可供给500毫升的饮料和少量的宇宙食品。

为了迎接21世纪太空站时代的到来，美国航空航天局正致力于开发新型宇宙服。与过去的宇宙服相比，它在外观上是不同的，其全身都将是金属铠甲那样的刚性结构，仅关节部分是可折皱的软结构，宇宙服的内压也比以前的0．3个大气压高，达到0．5个大气压，宇航员穿上后不必像以前那样，在太空行走前要有准备过程。不过，这种新宇宙服的运动性能比较差，重达90千克，看上去很笨拙。

宇宙服的制造和发展时间非常短，未来的宇宙服将会怎样？读者可以尽情地去想像。

人造卫星可用来发电吗

太阳是太阳系中热能的供应者，地球上的一切生命都依靠太阳。但是，目前人们对太阳能量的利用非常少，大多数太阳能未得到利用。

为了更充分地利用太阳能量，美国科学家提出利用人造卫星吸收太阳能来发电，以供地球人使用的设想。这种可以发电的人造卫星被称为“盗日者”——从太阳中“盗取”光和热。“盗日者”卫星将被安置在距地球约3.6万千米的轨道上，其运行速度与地球自转速度相同，所以它能相对固定在一个位置上。

卫星上有巨型太阳能电池组，面积和纽约的曼哈顿岛一样大。它几乎每天24小时都能高效率地获取太阳能，惟一不能“盗日”的时间是当月亮遮蔽卫星时，但时间很短，约15分钟左右。

太阳能电池组能够直接把太阳能转换成电能，再通过一个转换器，将电能转换为微波，然后发射到地面上的接收天线场上。天线场的面积有几个足球场那么大。由于微波穿过大气层时不会被吸收，因此地面天线场可以接收82％以上的能量。

这种装有太阳能电池的人造卫星体积太庞大了，所以在地球上建造好再发射升空是不太可能的，惟一的可行办法是在太空轨道上建造。这项庞大的工程需要数百名太空工作人员，每天，他们要往返地球和卫星轨道之间，进行卫星建造工作。

那么，这样巨大的工程是否合算呢？答案是肯定的。因为卫星发电有许多优点，如发电量大，每年50亿瓦的发电量与一座大型发电厂相比，是一个相当可观的发电量。其次，它几乎可以日夜不停地发电，不受日照、云雾、大气的影响，又不需要任何能量储存装置。就安全性而言，不会威胁地球上的居民。

不过，也有科学家对此表示担心，惟恐发射回地球的微波束会对大气层产生热效应，从而干扰飞机的航行和通信的通畅；微波辐射是否会影响到人和生物的生存，等等。

目前，这方面的技术已没有多大问题。不久的将来，地球上的居民就可用上“太空电”了。

谁在监视太空垃圾

1957年，人类向太空发射了第一颗人造地球卫星，开始了人类探索太空的新时代。

令人始料不及的是，在太空探索进展的同时，人类也制造出了许多太空垃圾。这些太空垃圾不同于地球上的垃圾，它们是人类高科技的产物。

迄今为止，人类已经向太空发射了3万多个飞行器，其中的大部分已解体成为碎片或小颗粒，总重量超过400吨。这么多的细小颗粒飘浮在太空中，会不会给太空飞行带来麻烦呢？当然会。1983年，“挑战者号”航天飞机就碰到过太空垃圾，当时只不过是一颗盐粒大小的漆片，但它把前舱玻璃撞出了一个豆大的洞。人们十分后怕：如果撞上的是一颗螺栓的话，很可能会酿成大祸。

另外，令人担忧的是，太空垃圾正在不断增加，并都集聚在近地轨道上，而这正是太空飞行物频繁往来之地。

美国出于太空安全上的考虑，于1990年建立了摩依太空监视基地，作为消除太空垃圾的第一步。

太空监视基地由三部分组成：一是空军摩依光学站，主要任务是测量轨道上运行的垃圾；二是摩依光学跟踪、识别实验室，专门从事控制、跟踪太空中的人造物体，并对其进行分类；三是地面光电学外层空间监视系统，基本任务是跟踪外层空间的人造物体。

监视基地装有世界一流的设备，主要设施是一台1．6米望远镜、激光导向和跟踪装置以及多种红外传感器、一台双筒望远镜以及一组配有激光电视摄像仪的望远镜。

摩依基地的运行，使人类对太空的掌握更进了一步，太空飞行的安全性也大大提高了。

人能飞出太阳系吗

人们常说“天外有天”，那么，“天外”的“天”究竟是什么样的呢？

当人们借助登月飞船踏上了月球之后，已经不满足于太阳系内的飞行了，而是把目光投到了更遥远的地方。

人们想知道，太阳系外有与我们人类相似的生命吗？那里的环境又是怎样的？是不是也有美丽的银河呢？

人的好奇心永无止境，为了满足这种好奇心，我们有必要了解：目前的星际探测工具——宇宙飞船能飞出太阳系吗？

同火箭上天一样，宇宙飞船、空间探测器能否飞出太阳系的关键之处就在于其速度。不过，这个速度已经不再是“飞上天”的速度了，因为这时的宇宙飞船和空间探测器不仅要挣脱地球对它施加的引力，还要进一步挣脱太阳以及飞行途中受到太阳系的其他行星、天体的引力。

科学家们计算出了三个宇宙速度，其中第三宇宙速度为每秒16.7千米，是飞出太阳系进入恒星际空间必须达到的速度，只有达到了这个速度，宇宙飞船、空间探测器才能飞出太阳系。

不过，这里还有个需要注意的问题，即第三宇宙速度还有个前提，那就是在发射时，必须使宇宙飞船、空间探测器相对太阳的飞行方向与地球绕太阳公转的方向一致，从而借助地球绕太阳公转时每秒30千米的速度，才能使飞船进入到茫茫的太空之中。

从20世纪70年代开始，人类开始了征服太阳系外空间的活动。

美国于1972年发射了“先驱者”10号，1973年发射了“先驱者”11号，1977年发射了“旅行者”1号和“旅行者”2号，这些空间探测器正先后飞出太阳系跨进茫茫宇宙之中，为人类翻开了恒星际探索的新篇章。

人类能移居月球吗

中国古代有吴刚、嫦娥等居住在月亮上的传说，月亮上还有他们居住的月宫等建筑物。那么，月亮实际上是怎样的呢？

1967年，“阿波罗”11号载人飞船首次登上了月球，宇航员从38万千米之外向我们描绘了月球的面貌：一片寂静，没有水，没有空气，没有生物，只有沙砾、岩石；向阳处阳光灿烂，天空中繁星点点，而背阴处一片黑暗；白天高温达100℃，夜里又降到-20℃；其引力只有地球的1／6，在月面上走路只能像兔子一样蹦蹦跳跳；根本没有什么月宫，更不用提人了。

那么，这样荒凉的地方能住人吗？

太空时代的到来使人类掌握了前人想都想不到的科学技术，同时，人类自身的大繁衍也使地球变得越来越拥挤，资源也逐渐匮乏，这一切都使人们在思考该向何处寻找出路。

由于月球是地球最近的邻居，科学家们很自然地就选择了向月球移民。不过，月球上的环境十分恶劣，没有水没有空气，要移民只能创造适合人居住的地球环境。

从技术上看，移民月球的主要问题是需花费大量的研究经费来研究制取水和氧的方法，这一过程大约需要5～26年时间。

至于居民点的建设，科学家们早已思考了十来年。他们认为，应尽可能减少从地球上运送建筑材料去月球，同时还要保持月球上的生态环境，所以他们采用压缩空气装拆的方法来建造居民点。为了让地球居民在飞回地球前恢复地球生活上的习惯，科学家们还建议建造一个适应和恢复中心。

在现阶段，人们的近期目标是先解决运载工具的问题，必须研制出一种比登月火箭更为便宜的运载系统。可以考虑先建立空间站，从空间站向月球输送人员会大大降低费用，而且很多必需的产品也可以在空间站里制造和生产。

目前，美国正计划建造空间站，目的是为2010年重返月球建立前哨阵地。

日本已经准备在2050年前在月球上建设一座可供10万人居住的城市。

为什么天文学家要观测日食和月食

太阳是地球上生命的源泉，太阳上发生的一切变化，都和我们的日常生活有着非常密切的关系。例如，太阳大气发生爆炸时，对地球上的天气变化、短波无线电通信等都有剧烈的影响。因此，弄清楚太阳的本质，摸清太阳的脾气是很有意义的。

要了解它，就要观测它。但是，观测太阳并不是毫无阻碍的。通常我们见到的强烈的太阳光，绝大部分是太阳大气最底层发出的，这一层叫做光球层。太阳大气外层的光很微弱，在地面上观测太阳时，由于地球大气散射太阳光，使天空变得很亮，它完全掩盖了太阳外层大气的光，使我们看不见那里的各种现象。用一般的仪器只能看清楚光球层。

日全食时，月球遮住了太阳的光球，天空变暗了，太阳外层大气的光才显露出来，露出了“庐山真面目”，使我们能看到平时看不见或者看不清楚的现象。

色球层、日珥、日冕都是太阳外层大气的组成部分。前面谈到的地球上的天气变化、短波无线电通信受干扰，都和它们的活动有密切关系。因此，色球层、日珥、日冕都是天文学家感兴趣的对象。虽然平时在一定条件下也可以观测到色球层、日珥、日冕，但在日全食时，这些现象可以看得特别清楚。这时，进行研究得到的结果非常有价值。所以，每逢发生日全食的时候，科学家们总要千里迢迢地带上许多笨重的仪器，赶到可以见到日全食的地方去进行观测。

那么为什么要观测月食？天文学家在月全食时，通过研究月球的亮度和颜色，可以判断地球大气上层的成分。月食时测定月面温度的变化，可以帮助研究月球表面的构造。此外，还可以从月食的过程，仔细研究地球和月球的运动规律。相比起来，日食观测要比月食观测更有科学意义。

怎样才能飞出地球

在地球上我们无论向上抛什么物体，物体总是会落回地面，抛扔的力量无论有多大，物体最多只是在地面的上空画出一条长长的弧线，最后还是回到地球。比如，用力踢出足球和射向高空的炮弹，都无一例外。

这是因为地球对物体的万有引力作用。地球上的任何物体都逃脱不了地球引力的束缚。

人造卫星是怎么飞出地球，逃脱地球引力的束缚的呢？这是因为科学家赋予了它巨大的速度。

为了回答逃脱地球的速度该有多大，我们得讲一讲离心力。大家知道，月球和地球之间也有万有引力，为什么月球掉不下来呢？原因在于月球不断地绕地球旋转，在月球旋转的时候，它产生了离心力，这股离心力足以抗衡地球引力对它的束缚。所以它高高地悬挂在天上而不会掉下来。

因此，要让发射的人造卫星绕地球旋转而不掉下来，就需要使它具有能抗衡地球引力的离心力。

科学家算出，离心力的大小与圆周运动速度的平方成正比。据此我们可以算出，要使物体不落回地面的速度是7.9千米／秒，也就是说，物体如果达到7.9千米／秒的速度，它就会永远地绕地球运行而不会从天上掉下来。我们称之为第一宇宙速度，也叫环绕速度。

7.9千米／秒是个很大的速度。我们知道，声音在空气中的传播速度为334米／秒；风驰电掣般前进的火车，每秒钟只能跑20米。正是因为这个第一宇宙速度非常之大，所以在现代火箭发明之前，人类无法实现送人造卫星上天这一壮举。

如果物体的速度超过7.9千米／秒又会是什么样呢？通过计算和实验我们知道，这时物体的运动轨道将不是圆形而成了椭圆。速度越大，椭圆就压得越扁。当速度达到11.2千米／秒的时候，这个椭圆就合不拢来了。也就是说，物体将会逃离地球的束缚，飞向行星际空间。所以，11.2千米／秒，我们称它为第二宇宙速度，也叫脱离速度。人们若想要飞到月球或别的行星上去，就要达到这样的速度。

但是，物体达到第二宇宙速度，还不能摆脱太阳的控制。若是要到太阳系外去旅行，那就需要达到16.7千米／秒的第三宇宙速度。那么，脱离银河系的速度究竟要多大？科学家估算出在110～120千米／秒之间，我们就叫它为第四宇宙速度吧！它将是我们实现未来太空漫游的梦想和目标。

为什么人类要多次探测火星

在太阳系的九大行星中，火星和地球在许多地方十分相似：火星自转一周是24.66小时，昼夜只比地球上的一天多40分钟；火星自转倾斜角也和地球相近，所以火星上也有春夏秋冬四季的气候变化；火星上还有大气层。

1877年，意大利天文学家斯基帕雷用望远镜发现火星上有许多细长的暗线和暗区，他把暗线称为“水道”。有人干脆把“水道”翻译成英语的“运河”，暗区就成了“湖泊”。有运河就有智慧生命的大规模活动。于是，一个世纪以来，有关这颗红色星球上的火星人和火星生命的传说、猜测和探测不断出现。眼见为实，只有对火星进行逼近观测，才能彻底解开这些谜。20世纪50年代后，人类就开始了利用航天技术探测火星的努力。

早在1962年11月1日，前苏联发射了“火星1号”探测器，开始了人类对火星的逼近探测。

1965年，美国发射的“水手4号”探测器，在距离火星9280千米的高处，首次拍摄了22张火星照片。

1969年，“水手6号”和“水手7号”探测器观测了火星南极，并且发现火星大气中的二氧化氮含量高达95％。

1972年，“水手9号”探测器拍摄了7000多张火星照片，这些照片显示了火星表面70％区域中的峡谷、火山和干涸的河床。

1974年，前苏联发射的“火星5号”首次拍摄了火星的彩色照片。

“水手”系列探测器拍摄的大量照片表明，火星上根本没有什么运河。

那么，火星上究竟有没有生命呢？这必须对火星作进一步的了解，除了逼近观测外，还必须作着陆探测。

1976年，美国发射的“海盗1号”和“海盗2号”探测器携带的两个着陆器，在火星表面成功软着陆。它们测量了火星上的温度、风速、大气压，分析了火星大气和土壤的成分。“海盗号”还在空中拍得4500多张火星照片。令人失望的是，土壤分析结果没有发现生命物质，甚至没有找到有机化合物。但是，这两个着陆器只是随机降落在火星表面的两个点，能不能让探测器在火星上行走，去“寻找”人类感兴趣的目标呢？21年后，这个愿望实现了。

1996年12月，美国发射“火星探路者”探测器。1997年7月4日，“火星探路者”经过7个月的旅行，行程4.94亿千米，终于来到火星，并成功地在火星上的阿瑞斯平原着陆。这是自“海盗号”以后，人类再次把航天器送入火星表面，也是美国航天局跨世纪的一连串火星轨道和着陆探测计划的开始。

“火星探路者”携带了一辆六轮小跑车，称为“漫游者”。“漫游者”在着陆器着陆后的第二天走下着陆器，开始对选定的目标进行研究。在以后的90天里，“火星探路者”共向人类发回了1.6万张照片。

1996年11月，美国发射“火星全球勘探者”飞船。“火星全球勘探者”在1997年9月进入火星轨道，这是人类成功地送入火星的第一个轨道器。

“火星探路者”终于找到了一些支持“火星生命说”的证据，从它发回的1.6万张照片中科学家发现，几十亿年前，火星的阿瑞斯平原曾发生过大洪水，而现在的火星可能与地球一样有晨雾，说明火星上有水，有水就可能有生命。而“漫游者”的研究结果，证实地球上的一块编号为“ALH84001”的陨星，可能来自火星，而美国航天局的科学家宣布，他们在这块陨星中发现了可能存在原始生命的证据。

为了全面了解火星，寻找火星生命的证据，美国计划在1999年以后到21世纪初的10年中，再发射10颗火星探测器，并在2008年，把多达1千克的火星岩石样本带回地球的实验室进行研究。

“月球勘探者”是怎样找到月球水的

20世纪末，“月球勘探者”在月球上发现了水，这一消息对人类来说就像当年哥伦布发现美洲大陆那样惊喜。

早在1996年，科学家在分析研究1994年“克莱门汀1号”探测器拍摄的1500张月面照片后，产生了争议，因为有一张照片被某些科学家怀疑是月球南极的冰湖照片。

于是，“月球勘探者”探测器带着证实月球是否有水的任务，于1998年1月6日发射升空，并于1月12日顺利进入月球轨道，开始了它的找水探测。在月球上空，“月球勘探者”是怎样找水的呢？

原来，“月球勘探者”携带了一种先进的找水仪器——中子光谱仪。我们知道，水分子是由氢原子和氧原子组成的。中子光谱仪对氢原子特别敏感，再加上月球上几乎没有大气，所以，如果中子光谱仪在空中发现月面有过量氢原子存在，就可以找到水。中子光谱仪找水的本领非常高，它高高在上就可以在1立方米的月球土壤里测出一小杯水的含量。

“月球勘探者”经过7个星期的月面扫描探测后发现，月球两极的盆地的底部存在水。由于那里终年照不到阳光，温度极低，常年在-150℃以下，水都是以固态形态——冰存在。冰的上面还盖有一层几十厘米厚的土层。

那么，月球水是从哪儿来的呢？科学家们认为，月球经常受到彗星的撞击，而彗星的含水量约为30％～80％，彗尾中水蒸气的含水量高达90％。这些外来的水分在月面受到阳光照射而蒸发，而一部分水蒸气在月球两极那些温度极低的盆地底部凝结起来。所以，这些冰不是集中在一起的，而是与尘土混合的冰渣。

人类是怎样首次登上月球的

美国东部时间1969年7月16日，星期三，一个万里无云的好日子。上午9点半，庞大的“土星5号”运载火箭一声巨响，载着“阿波罗11号”宇宙飞船徐徐升上太空。150多万激动无比的人们赶到肯尼迪航天中心来观看发射，光是新闻记者就达3500人。随着飞船的升空，帽子、手杖、眼镜、钢笔都被抛上了天空，人们发狂般地跳跃喊叫，“上去了！上去了！”的声音震耳欲聋。远在华盛顿电视机旁的尼克松总统高兴地宣布：四天之后为月球探险的全国共庆日。并提议那天全国放假一天。

三天后的7月19日下午，飞船到达月球上空，驾驶长柯林斯完成了最后的不允许出现丝毫偏差的轨道调整，使飞船在月球上空15千米处绕月飞行。7月20日，另外两名航天员阿姆斯特朗和奥尔德林登上了名叫“鹰”的登月舱，从飞船出发，随着制动减速火箭，“鹰”沿曲线轨道徐徐下滑，平稳地降落在月面上一个名叫“静海”的平原。经过6个半小时的准备后，身穿航天服的飞船船长阿姆斯特朗打开了飞船舱门，爬出舱口，在5米高的进出口台上呆上了几分钟，仿佛藉以安定一下十分激动的心情似的。然后，他慢慢地沿着登月舱着陆架上的扶梯走向月面。为了使身体能适应只有地球1／6的月球重力环境，他在扶梯的每一个台阶上都要稍微停留一下，仅仅9级扶梯竟花费了3分钟！

通过电视，地球上亿万人看到了阿姆斯特朗先是小心翼翼地把左脚踏上月面，然后鼓足勇气将右脚也踏在月面上。

航天员驾驶着月球车在月球表面行驶人类终于首次在另一个星球上留下了自己的脚印。此时，阿姆斯特朗手腕上的欧米茄手表指针正好指向晚上10点56分。当他向月面迈出第一步时，通过无线电向整个地球上的人类说出：“对于一个人来说，这只是一小步；但对人类来说，这是巨大的一步。”

多么朴素而又激动人心的言语啊！

19分钟后，奥尔德林也下到月面上来了。他们两人先是在月面上插上了一面美国国旗，然后留下一块金属纪念碑，上面写道：“公元1969年7月，来自行星地球上的人首次登上月球。我们是全人类的代表，我们为和平而来。”在月面停留的2小时21分钟里，他们完成了好几项科学试验，比如用铝箔捕捉从太阳射出的稀有气体，设置测量月面震动的月震仪，安放一块0.186平方米的激光反射镜，用来测量地球与月球的精确距离，他们还采集了23千克的月球岩石和土壤。

7月21日，阿姆斯特朗和奥尔德林完成考察任务后，进入登月舱的上升段，与在月球轨道上停留的柯林斯会合后，平安返回了地球。

人类首次登月的壮举，将永载史册。

什么是航天遥感技术

任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特性。航天遥感技术就是利用安装在航天器上的遥感器，来感测地物目标的电磁辐射特点，并将其记录下来，进行识别和判读。遥感器主要有两种，一种是胶片型的，一种是传输型的。

胶片型遥感的资料需要将航天器（如返回式卫星）回收下来，再对胶片进行冲洗判读，破译各种信息资料；而传输型遥感则不同，它不需要回收航天器，而是将遥感资料通过电波不间断地传到地面，当装有遥感器的航天器经过有接收站的上空时，地面接收站对航天器发射的电波信号加以捕捉和接收。航天遥感分辨率已由最初的几十米、十几米发展到现在的1米以内。据说，美国发射的遥感卫星已经可以辨别出八开报纸的报头了。

航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多光谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物的资料，因此航天遥感技术在国民经济建设和军事抗争等很多方面，都获得了广泛的应用。例如应用于气象观测（气象卫星）、资源考察（资源卫星）、地图测绘（测地卫星）和军事侦察（侦察卫星）等等。

时空隧道存在吗

爱看科幻小说的人对“时空隧道”一定非常熟悉：通过时空隧道，老人能亲眼回顾自己的童年；现代人也能步入未来世界去领略种种新事物；人们还可能回到更古老的年代去与恐龙一起漫步……这样的故事吸引着我们。

那么，时空隧道真的存在吗？

有位著名的科学家提出了一种理论，那就是令人惊奇无比的“虫洞”理论。

什么是虫洞呢？科学家们作了个“望文生义”的比喻，虫洞正是“虫咬的洞”。你可以想像眼前有一只大苹果，上面有一只苍蝇，如果这只苍蝇想到苹果的另一面去，它能采取的办法只能是飞过苹果的表面绕到另一面去。换个角度，如果不是苍蝇而是有尖牙的虫子呢？它的最短途径还是绕苹果表面爬过去吗？它可以选一条最短的路径，用它的牙齿在苹果上咬个洞爬过去，这个虫咬的洞就是虫洞。当然，虫洞在苹果这样的三维空间上是毫无奇特之处的，如果把三维曲面扩展到我们生活的这个四维曲面的世界，虫洞就成为四维空间中可能存在的多连通结构了。

这样一来，虫洞概念在四维空间中就容易理解了：它是空间的“短路”现象，是时间与空间整体结构上的一个洞，是通向宇宙更遥远地方的通道，它把原来相距很远的点联结在一起了。时空隧道的想法虽然近乎于“幻想”，但它不乏科学依据。

早在相对论提出之时，爱因斯坦就曾经预言，在密度极大的物质周围，空间和时间将会受到影响而发生“畸变”，结果可能在宇宙中发现一条通道，它可能会通向宇宙中的任何一个地方，甚至是几十亿光年之远。

如果虫洞真的存在的话，人类可能克服时间的限制，穿越时间隧道，回到过去，走进未来，去领略美好惊奇的非现在世界了。

那么，人们能否找到或制造这种能穿越时空的虫洞呢？目前科学家们还不能肯定。

即使虫洞理论成立，我们也不得不承认，以人类现有的技术水平，别说制造虫洞，就连寻找虫洞也不可能。或许，地球外的某种智慧生命已经掌握这种技术了吧！