从地球到火星(中国青少年科普分级阅读书系)
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第3章 解读宇宙(2)

小强张大眼睛盯着火星,红色的光刺得他眼睛发痛。唉,能落下去看看该多好啊……他听见姐姐在电话里跟第二号火箭船的爷爷说话了:

“到火星北极去吗?好……秀贞,把火箭船往左拐。”

小强一把拖住珍珍:“姐姐,告诉爷爷,我们落下去!”

关于火星的话

现在,火箭船来到火星北极的上空了。下面是一片白色的冰雪世界,白得耀眼。整个北极笼罩着一层轻纱似的薄雾。仿佛有一阵阵寒气向两架火箭船卷过来似的。

第二号火箭船里的爷爷叫珍珍把听筒插在扩音器上,三个孩子便都能听到爷爷说话了。

“孩子们,我们现在都来到火星北极啦,下面是一片冰雪,现在,火星正是春天,瞧,冰已经有些融化了。那些细细的条条道道就是火星的裂缝,水就沿着裂缝流过去,再说那蓝绿色的暗斑吧,那不是大森林,只是些矮小的、趴在地上的小植物,像地球上的青苔、地衣……”

孩子们打断了他的话,他们夹七夹八地挤到话筒边上问:“那么,火星上有没有人呢?”

爷爷笑了一笑:“不要忙,我还没讲到呢。刚才我说到,火星上也有四季变化,它最热的时候跟地球上秋天差不多,最冷的时候就比地球上北极还要冷。火星上也有空气,但是很少,大概不到地球上空气的百分之一。水呢,火星上也很少。你们想,火星表面那么红是因为什么,这就是沙漠啊。这就是说,火星的气候是寒冷、干燥、空气稀薄的,人在上面住当然不好受,但是总可以生存下去。可是火星上到底有没有人,还不能下结论。”

孩子们又嚷嚷开了,小强尖着嗓子喊:“爷爷,咱们下火星去瞧瞧,到底有没有人?”

可是,爷爷坚决地回答:“不能下去,火箭船受了伤,再说我们带的燃料、粮食、空气也都不够,下去以后,就不能回地球了。”

听见这么说,珍珍和秀贞也嚷起来了:“那么,火星探险……”

爷爷还是没有让步:“火星探险下回来吧。现在可不能白冒这个险……好了,我们就绕着火星转一周吧!”

小强急得简直要哭了,珍珍和秀贞相对看了一下,她们咬咬嘴唇,拼命抑制自己。

爷爷继续说下去:“据我看,火星不会有人的,因为如果火星有人,那么现在我们该可以看到人活动的痕迹了。比如说,就该有马路、有房子、有开垦的田地、有庄稼,可是我们什么都看不见……现在,你们瞧,我们的火箭船驶到黑暗的一面来了,我们将要游览美丽的火星之夜哩。”

下面的亮闪闪的火星逐渐暗了。在暗黑的那半边土地上,一切都是朦朦胧胧的,看不到暗斑、线条,只有一片奇异的天蓝色。

爷爷的声音又在扩音器中响起来:“瞧,多美丽的天蓝色呀,最天才的画家也调不出这颜色来。火星上的自然条件就像地球上高山的自然条件一样,这里缺乏阳光,空气稀薄,寒冷,植物都是天蓝色的……”

火箭船在火星上空绕了一周,继续向前飞。不多久,火星已经留在后面了。

故事的结尾和开始

他们终于平安地回到了地球。

你要问:故事就这么平淡地结尾么?那多不像一篇有趣的小说的结尾呀。是的,亲爱的读者,这不是结尾。实实在在,我们这故事还没有开头呢。我谈的,只是未来的事情,三位小英雄也许现在还没有出世哩。不要紧,火星探险这样的事情也许会有的,当然,不会让三个少先队员去干这事,而让科学家、探险家去干。

亲爱的读者,愿你们当中真的有人,能够成为将来第一批到火星去的人。

太阳系的哨兵(节选)

卞德培

在海王星被发现之后约半个世纪,天文学家就注意到了它的理论位置与实测位置不相符合的情况。20世纪初,一种比较普遍的意见是希望在海王星的外面能找到一颗足够大的海外行星,这样,前两颗行星的位置偏差问题就都可以迎刃而解了。好几位研究者对这颗还不知道在哪里的海外行星发生了兴趣,其中以美国天文学家洛韦尔最积极。

洛韦尔是位业余天文爱好者,他受意大利天文学家斯基帕雷利的影响很深。1877年火星大冲时,也就是斯基帕雷利发现火星表面上有沟渠状条纹而后来被说成是“运河”的那一年,他刚从大学毕业。洛韦尔深信斯基帕雷利在火星上看到的那些线条和暗区以及它们的变化,是由于火星上居住着高度文明的“火星人”的缘故。

1894年,洛韦尔在亚利桑那州旗杆镇以西的一处高地上,建立了私人性质的天文台,主要从事观测火星的工作。那里邻近沙漠地区,气候干燥,离大城市较远,对天文观测来说很讨厌的灯光干扰——光污染不严重,是个比较理想的天文台台址,所配备的主要仪器——口径60厘米的反射望远镜,能够发挥良好的作用。

洛韦尔有系统、有计划地做了大量的火星观测工作,编绘了很大的火星图,并详细记录了火星表面各个明暗区域的位置及其细微的变化。他的目的只有一个,那就是不遗余力地证明自己的观点是对的,“火星人”是确实存在的。

20世纪60年代以后,好几个探测器先后对火星作了探测,尤其是两艘在1975年发射成功的“海盗号”飞船,它们在火星表面软着陆成功之后,根据预定计划在火星上进行了三项很有意思的实验,目的在于探测和寻找火星上过去和现在是否存在生命现象。探测的结果认为:火星上不存在高级生命的结论已确凿无疑,找到生命的可能性已更加渺茫。可见,当年洛韦尔关于火星上有“火星人”等观点是不正确的。但是,洛韦尔对行星研究工作的特殊兴趣,不仅留下了大量的火星观测资料,在客观上也极大地推动了行星研究的发展。

寻找新行星的遗愿

1906年前后,洛韦尔把一部分精力转移到了搜寻海外行星的计划中去,他认为有待去发现的那颗新行星是存在的。开始时,他用比较小的望远镜,对准他认为新行星可能在那里的那些天区,拍了好几百张成对的底片,每对底片中的两张底片的拍摄日期不同,一般是相隔几天或者再稍微长一些。随后是把两张底片叠放在一起,用放大镜那样的东西仔细地一颗星一颗星地检查。我们可以这样理解,如果这对底片中没有行星之类的天体,两张底片中的星都是恒星,它们的位置就不会有什么变化,那么两张底片中的星应该重叠得很好,简直就像是一张底片。如果底片中有一颗行星,它就会移动,就会出现在两张底片上的不同地方,天文学家就能通过检查把它找出来。话虽是这么说,检查底片可是个十分仔细和艰巨的工作,因为底片上有成千上万颗星,需要一颗一颗星、一片一片星空地去检查,哪颗星、哪片星空都疏忽不得。检查工作可以说是很单调的,但却要求检查者的精神高度集中,不然的话,就有可能将正在找的新行星忽略过去,甚至“视而不见”,时间被浪费了,这是一方面,也有可能像前面提到的天王星和海王星的情况那样,由于一时的疏忽,真正的发现将被推迟若干年。

1914年之后的一两年时间里,洛韦尔天文台主要用一架从别处借来的望远镜拍摄底片,望远镜的口径是23厘米,总共拍了约3000张底片。这时洛韦尔等人主要用一种叫做闪视比较镜的仪器,来检查成对的底片,检查的速度当然要比手工检查快多了,而且检查的质量是相当高的,即便是如此,还是没有找到期待着的新行星。

1915年,洛韦尔发表了一篇长达125页的重要论文,题目是“关于海外行星的报告”。他详细地阐述了自己的观点和研究,并给出了自己的研究结果:海外行星的质量是地球的7倍左右,与太阳的平均距离约43天文单位,亮度在12~13星等之间,就是说它的亮度只及我们凭肉眼看到的最暗星亮度的几百分之一。

到哪里去找洛韦尔所说的这颗新行星呢?他指出了个大致方向,用天文学家的话来说,叫做黄经84°,也就是金牛星座中偏东的那部分天区。人们希望洛韦尔预报的准确度能与当年勒威耶预报海王星媲美,可是,几经搜寻,杳如黄鹤,人们没有在洛韦尔指出的那部分天区找到新行星。他本人也对自己多年的研究成果没有带来胜利的消息而非常失望。过分的劳累,再加情绪上的沮丧,洛韦尔不久就病倒了。一年之后,即1916年,他突然去世,留下了寻找新行星未果的遗憾。

那时正值第一次世界大战期间,在远离欧洲战场的美国,即使是天文领域内,影响还是不小的,包括寻找海外行星的计划在内,也都受到了不同程度的影响。星移斗转,洛韦尔的遗愿一搁就是13年,直到20世纪20年代末,一位年轻的农村小伙子来到洛韦尔天文台,天文台寻找海外行星的活动才又比较有序地开展起来,并很快取得成果。这位年轻人就是汤博。

海外行星发现了

在汤博来到洛韦尔天文台之前,关于寻找新行星的事,得再提一下。从1916年到1929年期间,寻找新行星的工作在洛韦尔天文台基本上是停止下来了。1919年,第一次世界大战刚结束,一位叫皮克林的美国天文学家,根据对海王星位置偏差的研究,觉得就在海王星的同一天区,似乎另外有行星存在的迹象。他估计这个怀疑对象比洛韦尔说的12~13星等要更暗些。为了能用威力更大的望远镜进行搜索,皮克林请当时拥有世界上最大的、口径达2.54米的反射望远镜的威尔逊山天文台,对准假定行星所在的天区,拍了4张底片。底片经过非常仔细的检查,但是,什么也没有发现。事情也就这样不了了之。

1930年,被定名为冥王星的海外行星被发现之后,人们重新把皮克林的一些老底片拿来检查,这才真相大白。在一张底片上,冥王星的像在仔细检查的区域之外,刚好落在一处底片药膜有缺陷的地方。在另外一张底片上,暗淡的冥王星像被挨得很近的一颗亮星的光芒完全掩盖住了。真是运气太不好了!实际上,洛韦尔在他自己拍的那几千张底片中,也曾有过两次海外行星的记录,都是在1915年,第一张是在3月19日,另一张在4月7日。

当然,这些都是在事后才知道的。在拍摄这些底片时,谁也不清楚海外行星究竟是否存在,究竟在哪里,这些底片上有没有它。特别是,可能由于当初的检查不仔细,或者由于种种原因,对刚拍摄的底片根本没做检查,就这么放在一边,寄希望于将来有空时集中检查。而就在这样那样的似乎很有道理的情况中,海外行星的发现被推迟了,或者别的什么事被延误了。这样的事还少吗?光是在我们这本小书里,前面已说了好几件。

我们还是回到海外行星被发现的这件事情上来。

20世纪20年代末,洛韦尔天文台好不容易弄到了一笔经费,决定用来建造一架口径33厘米的折射望远镜。同时,将跟天文台有联系并在业余观测中显露出才能的青年人汤博,请到了天文台来,专门负责用33厘米口径的望远镜寻找海外行星。汤博的工作是艰苦和单调的,他的任务主要是用望远镜拍摄指定天区的星像,再将所得到的大量底片,用闪视比较镜一点一点地认真检查。要知道,每张底片上都有成千上万颗星,像双子星座等一些比较靠近银河的星座和天区,一张底片上就有好几十万颗星,尽管有效率比较高的检查仪器,然而根据汤博等人的体会,有时一看到密密麻麻都是星星的底片,就使人头晕目眩。对这样的底片,要一颗不遗漏地逐颗检查,得花多少时间呀!而且还必须精神集中,一丝儿都疏忽不得。这样的检查工作不是一天、一个星期,而是成年累月,星星比较密集的那些天区,一张底片就得花好几天时间去核查!

拍摄哪些天区的星像,都是按计划进行的。1930年1月份,汤博分别在21日、23日和29日三次拍摄了双子星座δ星及其附近的天区。

在海外行星的发现史上,1930年2月18日这一天有着重要的历史意义。就在这天的下午,汤博在检查1月份拍摄的那些底片时,发现了一颗使他格外注意的星像。从它的亮度、清晰程度以及它在几天内位置移动的速度和特征,汤博相信它既不是彗星,也不是小行星,应该是颗比海王星更远的行星。他还估计出当时这颗海外行星比海王星远约16亿千米,即离太阳约46亿千米左右。

汤博对自己的发现和估计充满信心,也异乎寻常地激动,因为,不管怎么说,这是他辛勤寻找了一年,从好几千万颗星像中挑出来的最有希望的一颗呀!第二天、第三天,天气好极了,再次的观测证明汤博的估计完全是对的,海外行星被发现了!它,就是太阳系第九大行星(2006年8月24日,该行星经在布拉格举行的国际天文联合会的讨论,从九大行星行列中排除,正式降为矮行星——编辑注)。