火星驚現(xiàn)神秘薄霧 NASA：生命潛伏在冰層下(圖)
神秘的“火星霧氣”
“古代天文學(xué)，以天體測(cè)量為主，主要研究天體在空間的位置及其運(yùn)動(dòng)；至牛頓時(shí)代，牛頓創(chuàng)立牛頓力學(xué)，使天文學(xué)出現(xiàn)了一個(gè)新的分支——天體力學(xué)，這是天文學(xué)發(fā)展歷史上的一個(gè)巨大飛躍；以愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論為標(biāo)志，天體物理學(xué)自此誕生并一躍成為天文學(xué)研究的主流……”
“2009國(guó)際天文年”來(lái)臨之際，中國(guó)天文學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中科院國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)趙剛博士，就現(xiàn)代天文學(xué)前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，應(yīng)邀接受本報(bào)記者采訪。
本世紀(jì)天文學(xué)“兩朵烏云”：暗物質(zhì)與暗能量
上個(gè)世紀(jì)30年代，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者密立根，曾致力于將位于美國(guó)加利福尼亞州南部城市帕薩迪納的加州理工學(xué)院，建成世界一流的研究機(jī)構(gòu)。他聘用的第一位從事天體物理研究的學(xué)者，是瑞士籍科學(xué)家弗里茲·茲威基。1934年，茲威基研究了星系團(tuán)內(nèi)星系的運(yùn)動(dòng)，首次提出暗物質(zhì)存在的可能性。
星系在宇宙中有一種成團(tuán)傾向，彼此之間有引力聯(lián)系，由其構(gòu)成的體系稱為星系群；若受引力束縛在一起的星系群不止幾十個(gè)，而是幾百個(gè)、上千個(gè)、幾千個(gè)，那么就稱為星系團(tuán)。星系團(tuán)中成百上千的星系，因被自身引力束縛，運(yùn)動(dòng)速度與引力必須達(dá)成平衡才不致出軌；而且引力越強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)速度越快。然而，茲威基發(fā)現(xiàn)，星系團(tuán)內(nèi)星系遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以產(chǎn)生如此大的引力，一定還存在人類看不見(jiàn)的其他物質(zhì)，他稱之為暗物質(zhì)。
暗物質(zhì)存在的直觀證據(jù)，是引力透鏡現(xiàn)象：當(dāng)遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的光途經(jīng)某個(gè)星系團(tuán)附近時(shí)，光線就會(huì)因星系團(tuán)引力偏折，這時(shí)的星系團(tuán)就好似一個(gè)透鏡，朝這個(gè)方向望去就會(huì)看到巨大的光弧甚至同一個(gè)星系的幾個(gè)不同鏡像。
1990年，美國(guó)航天飛機(jī)將哈勃太空望遠(yuǎn)鏡送上太空。根據(jù)哈勃望遠(yuǎn)鏡獲取的觀測(cè)資料，人們計(jì)算出宇宙年齡大約為120億年～140億年；然而天文學(xué)家已知有些古老的球狀星團(tuán)，它們的年齡約為140億年～160億年左右。這便顯現(xiàn)出一種矛盾，即宇宙年齡居然比某些球狀星團(tuán)年齡小。
后來(lái)，一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)震動(dòng)了科學(xué)界。天文學(xué)家稱為Ia型的超新星，因其爆炸時(shí)發(fā)出光的亮度是固定的，故可作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燭光。知道了標(biāo)準(zhǔn)燭光，再用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)其亮度，就可確定其距離。十幾年前，由利斯等人和帕爾莫特等人組成的兩個(gè)獨(dú)立天文研究小組幾乎同時(shí)宣布：利用Ia型超新星作標(biāo)準(zhǔn)燭光，他們發(fā)現(xiàn)宇宙正在加速膨脹。此前，幾乎所有人都認(rèn)為宇宙膨脹一定是減速的，因?yàn)槿f(wàn)有引力對(duì)膨脹只起減速作用。
宇宙加速膨脹這一發(fā)現(xiàn)表明：宇宙年齡比人們?cè)瓉?lái)想象的要長(zhǎng)，而且其中要么存在斥力，要么存在科學(xué)家稱之為暗能量的負(fù)壓強(qiáng)。
“了解暗物質(zhì)和暗能量，是21世紀(jì)科學(xué)史的大挑戰(zhàn)?！?008年10月12日，“隆重紀(jì)念望遠(yuǎn)鏡發(fā)明400周年——科學(xué)大師演講會(huì)”在北京人民大會(huì)堂舉行，1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)哥倫比亞大學(xué)教授李政道在演講中提出上述觀點(diǎn)。他指出：“宇宙總能量約5%是已知物質(zhì)的能量；約25%是暗物質(zhì)的能量，約70%是暗能量。但什么是暗物質(zhì)、暗能量，我們不知道。”
本世紀(jì)一項(xiàng)方興未艾探索：地外智慧生命
火星被認(rèn)為是太陽(yáng)系中最有可能存在地外生命的行星。
早在19世紀(jì)末，“火星運(yùn)河”的“發(fā)現(xiàn)”曾熱遍全球。人們推測(cè)，火星上既然有人工運(yùn)河，就一定會(huì)有火星人。此后于20世紀(jì)初掀起的認(rèn)識(shí)火星人的熱潮，便不曾中斷。
火星具有與地球非常相近的特征：公轉(zhuǎn)周期只有1．9回歸年，同地球相差不大；自轉(zhuǎn)周期即一天的變化同地球幾乎相同：只比地球長(zhǎng)140分鐘，近2．5小時(shí)；火星劃分5個(gè)帶：中間的熱帶，溫度在20攝氏度～80攝氏度左右，南北的溫帶以及兩端的極冠。
火星上是否真曾存在生命？
1975年8月20日和同年9月9日，美國(guó)航空航天局先后發(fā)射兩艘無(wú)人飛船海盜一號(hào)、海盜二號(hào)，在火星表面開(kāi)展3項(xiàng)尋找生命實(shí)驗(yàn)即放射性同位素示蹤、光合作用和呼吸作用生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。3個(gè)實(shí)驗(yàn)均未找到生命存在證據(jù)。然而，人類仍然懷有兩種希望：如果火星現(xiàn)在沒(méi)有生命，是否在很久以前曾有生命存在；現(xiàn)在火星上或許存在一些低級(jí)生命，只是對(duì)人類精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有反應(yīng)。
太陽(yáng)系中大行星即木星、土星及天王星、海王星又呈現(xiàn)何種狀態(tài)？
從現(xiàn)今探索結(jié)果看，這些大行星的大氣主要由液態(tài)的甲烷、氫和氨構(gòu)成，其存在生命的可能性非常小。
太陽(yáng)系外，銀河系其他類似太陽(yáng)系的恒星-行星系統(tǒng)，又有多大可能有理性生命存在？
惟有類似太陽(yáng)大小的恒星－行星系統(tǒng)，才有可能存在生命。大質(zhì)量恒星演化非?？?，從生到死僅約幾百萬(wàn)年時(shí)間，而生命很難在如此短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生；小質(zhì)量恒星的光度太暗，其行星必須距它們很近，才能獲取足夠能量使生命過(guò)程發(fā)生。然而，繞恒星運(yùn)動(dòng)太近的天體將被引力場(chǎng)俘獲，在自轉(zhuǎn)制動(dòng)下，它們總是以一側(cè)相對(duì)恒星，這樣便使其一側(cè)太熱而另一側(cè)太冷。即使行星盡力保存大氣，其強(qiáng)烈的星風(fēng)亦難使兩側(cè)溫度達(dá)到平衡。
到目前為止，人類僅尋找到300余顆系外行星候選體，顯然尚需在太陽(yáng)系其他區(qū)域、銀河系其他區(qū)域以及不同星族的恒星周圍，繼續(xù)尋找系外行星。只有擁有更大樣本的候選體，才能從統(tǒng)計(jì)學(xué)視角研究行星形成機(jī)制及其在銀河系演化中所起作用。
人類即使探測(cè)到類地行星，與尋找到地外生命的目標(biāo)仍相距甚遠(yuǎn)。為此，天文學(xué)家研究的下一個(gè)目標(biāo)將是某些系外行星候選體大氣成分，以尋找系外生命存在的跡象。
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