中微子是一种非常奇特的粒子,它不带电,质量很小,大约只有电子质量的几百分之一。早在20世纪30年代初期,科学家就根据理论推测出,在原子核聚变反应的过程中,不仅会释放出大量的能量,而且还一定会释放出大量的中微子。到了20世纪50年代中期,科学家通过实验证实了中微子的存在。
中微子的发现引起了天文学家的注意,于是他们开始了对太阳中微子的观测和研究。太阳的能量,来自四个氢原子核合成一个氦原子核的聚变反应。在太阳内部,时时刻刻都在进行着大规模的核反应,因此,中微子也时时刻刻从太阳内部大量地产生出来。中微子有一种奇特的性质,就是它的穿透能力极强,任何物质都难以阻挡。中微子从我们身上贯穿而过,我们毫无感觉。中微子不论碰上地球还是月球,都可以轻易地一穿而过。大量的中微子从太阳内部产生以后,就浩浩****、畅行无阻地射向四面八方。地球表面每平方厘米的面积上,每秒钟就要遭受到几百亿个太阳中微子的轰击。
长期以来,人们只能根据观测太阳表层来推测太阳内部的状况。中微子却是直接从太阳内部跑出来的,它们一定会给人们带来有关太阳内部状况的宝贵信息。因此,天文学家对太阳中微子的观测和研究非常重视。最早开始探测太阳中微子的,是美国布鲁黑文实验室的物理学家戴维斯和他的同事们。他们在南达科他州地下深1000多米的一个旧金矿里,安放了一个特制的大钢罐子,里面装着38万升四氯乙烯溶液,用它作为俘获中微子的“陷阱”。当中微子穿过这个大罐子时,就会和罐中的四氯乙烯溶液发生反应,生成氩原子,并放出电子。用计数器测出产生了多少氩原子,就可以知道有多少中微子参加反应了。
戴维斯等人经过多年的努力,到了1968年,终于探测到太阳中微子。然而,出乎人们意料的是,他们所探测到的中微子数目比原先预期的要少得多,仿佛有大量的太阳中微子失踪了。这是为什么呢?难道太**本没有产生这么多的中微子吗?这个问题引起了科学家的极大重视,成为著名的中微子失踪之谜。
关于太阳中微子失踪的原因,目前科学家认为有好几种可能。第一种可能是目前人们对太阳内部状态的认识有差错,很多天文学家对标准太阳模型提出了很多修改方案,但是始终还没有哪一种修改意见能圆满解释这个问题;第二种可能是现有的原子核反应理论尚有问题;第三种可能是人们对中微子本身的认识并不全面。还有一种可能是太阳内部产生的中微子有很大一部分迅速地改变了本来的面目,所以人们没能探测到它们。但是,究竟谁是谁非,科学家们还不能下最后的结论。
为了早日揭开太阳中微子之谜,近年来,科学家正在推进新的中微子探测计划。看来,人们为此还须付出长期的坚持不懈的努力。
绕太阳运行的神秘天体
英美科学家们惊奇地发现,已飞行很久的“先锋10号”宇宙探测器竞给他们带来一个令人振奋的消息:一个新的天体正围绕太阳运行。
观测者们还没有见到这一天体,但他们坚信它的存在,因为“先锋10号”的轨道因它发生了变化!
据悉,如果这一发现属实,那它将成为因重力这一唯一原因而被发现的太阳系中的第二颗行星。第一次是1846年海王星的发现:科学家在1787年发现了天王星,后来发现天王星的轨道十分异常,从而发现了对其具有引力的海王星。
这颗新星是由英美天文学家组成的小组发现的,它很可能就是所谓的“Kuiper带”天体。而“先锋10号”的轨道数据则来自英国宇航局“深度空间”网络,这一网络是由一系列大型射电望远镜构成,目的是为了观测太空深远处的情况。早在1992年12月8日,那时“先锋10号”已飞离地球84亿千米,该天文小组就发现探测器的飞行轨道出现偏差,他们一直在研究这一现象,希望找出原因。直到最近,在经过多种方法分析研究“先锋10号”发回的数据后,他们才肯定了自己的推论:即太阳系又有了新成员。
在近几个星期中,他们力图计算出此天体可能达到的最远距离以及具体位置。他们初步预计,此天体是在撞上一大行星后而被抛到太阳系边际的。该天文小组的一位英国博士称:“我们对这一发现欣喜若狂,它真是天文学上一个极好的标志性事件!”
据称,这一天体可能是在茫茫宇宙中已知的数百个围绕太阳运行的天体中的一个,它们大都是由冰及岩石构成,且远在冥王星之外。这些天体在行星大家族中属于小字辈,直径仅有几百千米,但天文学家相信,有几百万个这种小行星在围绕太阳运行,并形成一条庞大的“星带”。1992年,天文学家发现了第一个这类天体。
1972年3月,“先锋10号”被发射升空,它是第一个要穿过火星及木星间的小行星带,飞向更远太空的探测器。但天文学家无法知道,它是否能安全闯过这一地段。
“先锋10号”也是第一个到达气体行星——木星的探测器。随后,它又成功飞离太阳的行星系统。虽然它还未进入星际领域,但这已开了太空探测器的先河。
在“先锋lO号”飞了25年后,虽然它仍在发回信息,1997年美国宇航局还是暂停了对它的监控。
今年早些时候,科学家突然发现,一股神秘的力量作用于这个“老太空旅客”,但一时又无法找到原因,后来,这股力量竞将它向一个方向推移。
据悉,“先锋10号”将在200万年后到达金牛座星群。
月球之谜种种
&月球起源之谜
对于月球的起源,科学家提出三种理论,它们全都有缺陷,但是“阿波罗”计划却有助于证明。有些科学家认为,月球是和地球一起,于46亿年以前,从一团宇宙尘埃中生成的;另一种理论认为月球是地球的“孩子”,也许是从太平洋地区“抠”出去的。然而“阿波罗”登月探险的结果表明,地球和月球的结构成分差别很大;有一些科学家提出了另一种假说,即“俘获说”。他们认为,月亮是偶然闯入地球引力场,而被锁定在目前的轨道上。可是,要从理论上解释这一过程的机制,难度相当大。因此,上述三种理论全都难以站得住脚。正如罗宾·布列特博士所称:“要解释月球不存在,要比解释月球存在更容易些。”
&月球年龄之谜
令人惊异的是,从月球带回的岩石标本,经分析发现其中99%的年龄要比地球上90%年龄最大的岩石更加年长。阿姆斯特朗在“寂静海”降落后拣起的第一块岩石的年龄是36亿岁。其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45亿岁——这几乎和地球及太阳系本身的年龄一样大,地球上最古老的岩石是37亿岁。1973年,世界月球研讨会上曾测定一块年龄为53亿岁的月球岩石。更令人不解的是,这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域。根据这些证据,有些科学家提出,月球在地球形成之前很久很久便已在星际空间形成了。
&月球土壤的年岁比岩石年岁更大
月球古老的岩石已使科学家束手无策,然而,和这些岩石周围的土壤相比,岩石还算是年轻的。据分析,土壤的年龄至少比岩石大10亿年。乍一听来,这是不可能的,因为科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的。但是,测定了岩石和土壤的化学成份之后,科学家发现,这些土壤与岩石无关,似乎是从别处来的。
当登月人员降落在颜色特别黑的平原上时,他们发现要在月球表面钻孔十分困难。土壤样品经分析后发现,其中含有大量地球上稀有的金属钛(它被用于超音速喷气机和宇宙飞船上);另一些硬金属,如锆、铱、铍的含量也很丰一富。科学家觉得迷惑不解,因为这些金属只有在很高的高温——约华氏4500度下,才会和周围的岩石融为一体。
&月球发声之谜
在“阿波罗”探险过程中,废弃的火箭第三节推进器会轰地一下撞在月球表面。据美国航空航天局的文件记载,“每一次这样的响声,听起来仿佛是一个大铃铛的声音。”
&月球的不锈铁之谜
月面岩石样其中还含有纯铁颗粒,科学家认为它们不是来之陨星。苏联和美国的科学家还发现了一个更加奇怪的现象:这些纯铁颗粒在地球上放了七年还不生锈。在科学世界里,不生锈的纯铁是闻所未闻的。
&月球放射性之谜