三 近空不可见，远空漆黑一片

宇宙和宇宙空间 宇宙（universe）与宇宙空间（space）两词完全不同。前者包括所有的天体，其中有星系、星云、恒星、宇宙尘、不可见的天体等。后者仅指空间（指能容纳一切天体的空间）。这空间不是静止的，与时间混合在一起，叫做“时空”。物质的形态可以互变；光线可以变曲；空间可以分隔，但不能缩小，也不能把它扩大。所谓宇宙膨胀，我的看法是仅指星系膨胀，与宇宙空间无关，因为星系是位于宇宙空间之内，而非固定地镶嵌在宇宙空间之上的。

我认为宇宙空间并不是空的，其中充满了力。我假定它就是上文所述的惰力。这力有传导光、热、电的能力，也是一切物质形成的基础。但我不能抓到这力。

在宇宙空间中，无论向那一方向看，除恒星分布不均匀以外，在视野范围内所看见的都是一个样，无重大区别。这是视力方面的错觉。宇宙空间十分复杂。宇宙空间内大天体有它的大重力场；微粒子也有它的微引力场。我们看不见也觉察不到，并非宇宙空间的空虚。它是充实的，不仅能够传递光、热、电，且能传播力。这空间用什么充实起来？粒子有引力，大小星体各有各的引力场，然而宇宙空间它自身并不具有引力场。如果有的话，这么多的天体及星系，都向宇宙中心引力场集中，岂不凑成一个大蛋？类似往日的“宇宙蛋”。因为宇宙空间不属于物质，不可能有宇宙引力场。各大星系之间都有足够的距离，不致引起互撞。同一星系之内或同一星团之内的恒星，彼此之间远远地隔开，彼此可以独立存在。

宇宙空间无限界 大环境地理学下起地球星中心，上达天球视面，其中拥有无限界的宇宙空间。地面上一望无际，似乎地比天大。事实上地球星是个“小不点”，它在空间内比一个小点还小，如果把它放在 100 亿光年以外，

它比宇宙尘还小。太阳恒星比地球星大 130 万倍。维持人类生存的太阳系位于宇宙空间内何处？在空间上层？下层？内部？边缘？全都不是。因为这宇宙空间无限界，也无中心。

具体来说，空间只有两类：（A）有限界的空间，例如室内空间、都市空间、太阳系行星际空间、银河系恒星际空间；（B）无限界的空间，可容纳上述所有的空间，宇宙空间就是无限界的空间。晴昼望空，天色蔚蓝，那是大气层扩散的蓝光波；夜间望空，有微弱的星光、银河光、黄道光及大气的散光，太空深远处昏暗漆黑，什么都看不清楚。因此，夜空有神秘感。

宇宙空间的区划 由地球星大气层向外的这段空域，叫做“近地空间”。现今各国发射的通讯卫星、气象卫星、军事卫星及航天飞机，全在近地空间以内。地月之间叫做“地月空间”。月球轨道以外，冥王星轨道以内属于“太阳系行星际空间”，太阳系以外就是“恒星际空间”。

宇宙空间中有星的区域可以觉察，无星的区域一片漆黑，但可以通过引力及电磁波来测。

宇宙空间中距离的量测 众所周知，测量月球对于地球星的距离单位，通常用公里，测量日地距的单位也用公里。至于其他大行星对于太阳的距离单位不用公里，而用“天文单位”（Astronomical Unit，简写为 A.U.），即地球到太阳间的平均距离。这个单位比公里大 1.5 亿倍，它比地球赤道长度

大 3750 倍。试想绕赤道 3750 周才等于一个日地距，这数字实在惊人。

用天文单位表示宇宙空间中行星对于太阳的距离是把日地距作为 1 的。水、金两颗行星对太阳的距离均小于 1，其他行星均大于 1。兹列表如下：

行星名称/天文单位（A.U.）/实际距离（公里）

在人们的观念中，1 亿公里不如 59 亿公里远，虽然在数量上是 1∶59， 却在人们脑中作不出实际的比较来。但是，如果测量远近的单位改用天文单位，那末就很容易作比较。冥王星距日大于日地距 39.6 倍，即约为 40 倍， 这样比较给人印象就比较深。

由冥王星中心到太阳恒星中心作一直线，这一条线就是太阳系半径。这颗圆球形太阳系直径长达 118 亿公里，或 80 个天文单位。所有的行星由西向东大致环绕太阳恒星赤道前进，而非周绕太阳南北两极。

也可以用光速来表示宇宙空间中行星间的距离的大小。例如太阳光由太阳表面传到地球星表面，需时 498 秒，或 8 分 18 秒，或 8.3 分。简说是 500 秒。月球距地球星比太阳恒星近得多，月面所反射的太阳光到达地面，需时只有 1.3 秒。火星在绕日公转中当它最接近地球星时，火星反射太阳光到达

地面需时 3.1 分。冥王星距地球星最近时反射太阳光到达地面需时 5.6 小时，

距地球星最远时太阳光到达地面可能需 6.3 小时。如果有人往冥王星上打电

话，时为正午 12 点；一直要等到夜里 11 点以后才能听到冥王星上回话的声音。

地球星直径如同太阳系直径相比，为 1∶1000000，地球星实在太小，太阳系实在够大。如同银河星系作比较，太阳系又嫌太小，不能形成比例。因此，太阳系以外的宇宙空间中距离的测量不能采用天文单位，而只能用“光年”（light year）作单位。1 光年相当于 63240 天文单位。所谓光年，并不表示时间，而是表示距离。光年是指光在一年以内所行进的距离。光速每秒可以走 30 万公里（实际是 298128 公里），一年（指回归年）内光前进 94600 亿公里（9.46×10¹² 公里）。这样大的数字作为距离单位，其实际意义已无法想象。

前文已述，最接近太阳恒星的是半人马座比邻星，相距 4.27 光年。南天球视面上亮星是天狼星，它在北半球地面上低纬度内也可以见到。接近天南极的老人星距地球星只有 98 光年远，比天狼星距离地球星多出 90 光年。北极附近的北极星（Polaris 或 North Star）距地球星为 652 光年。仙女座旋涡星系（M31）距地球星为 220 万光年。这都不算远，前文所述的最远的类星

体为 360 亿光年。

另一种距离单位叫做秒差距（parsec）。如果一个恒星的视差是 1 角秒

（或弧秒），对于地球星的距离就叫做 1 秒差距，相当于 3.262 光年或 206265

天文单位。如远空星体的视差是 1 角秒或大于 1 角秒，可使用这种单位；如

果小于 1 角秒，例如类星体，则使用光年为单位。兹举例如下：半人马座比邻星 1.30 秒差距（4.27 光年）；天狼星是 2.66 秒差距（8.67 光年）。

可以伤人的宇宙线 宇宙空间内常常通过一种高能量带电粒子，叫做“宇宙射线”（cosmic rays），简称宇宙线。宇宙线速度近似光速。事实上这不是“线”而是有电荷的粒子。通常所见的电磁波辐射可视为波的效应或光子的效应。但是高能的粒子不是光子，也不是光波，它是破碎的原子核，其中约有 91%是质子，8%是氦核，其余是碳、氧、氮、铁等重原子核。实际应该叫做“宇宙粒子”，而不宜叫做宇宙线，然而它已是习惯用的名称了。

宇宙线分两种：一种为原生宇宙线，穿透力极强，可深入大气层内，可深入水内，也可穿透地面表层。另一种为次生宇宙线或次生宇宙粒子，由原生宇宙线撞击大气层气体而产生的。原生宇宙线或原生宇宙粒子来自星体爆炸，例如超新星大爆炸，银河星系或其他星系大爆炸；也可能来自星系核心， 例如银河星系中心——银心；也可能来自大激波（shockwave），即超新星附近气体受压缩而出现的大波。由于爆炸力太强或激波力太猛，原子核被炸碎飞往太空，以光的速度前进，即原生宇宙线。太阳表面上耀斑（flare）也能产生原生宇宙线，但能量很低，属于低能宇宙线。由太空深处射出来的原生宇宙线是高能宇宙线，速度很强，能量很高。原生宇宙线由太空内四面八方碰撞地球星大气层，使大气层内一些气体化为次生宇宙粒子或次生宇宙线。在大气层内产生的次生宇宙线也是四面八方地向地面撞击，穿透力很强。这说明我们的大气层内变化很大，不完全只限于氧、氮等类气体。

现今地面上已装置特殊的光学望远镜，可以望见大气层最外层出现的光流。这光流由高能宇宙线撞碰气体原子核而造成。

高能宇宙线即原生的宇宙粒子可以影响地磁场，可以破坏人的细胞，对于地面生物有严重的影响。由银河星系核内射出的宇宙粒子当然很可怕，它可撞出一些伽马射线、中子、质子、介子及其他微粒子，向地面辐射，促使遗传基因出现变异。太空人遇到宇宙线也不好受。因此，太空人必须穿上太空衣。

太空衣的妙用太空衣具有下列五种条件：（A）当太空人离开太空舱走进太空时，太空衣内必须有氧气供应设备；（B）太空衣可以保暖御寒，又可以阻挡太阳辐射。近地太空已无空气调节温度，身后缺乏空气射热，温度可能降低至-70℃；身前面向太阳，温度可能高达 120℃。这样身前身后温度相差190℃。太空衣不仅能防寒，也能隔热；（C）可以抵抗宇宙射线；（D）可以抗拒小陨石撞碰；（E）太空衣不太硬，也不太重，太空人穿上太空衣可作太空漫步。