我們所處的太陽系,以及未來的時間旅行!
太陽系
太陽系是被太陽的引力繫結在一起的系統,包括軌道直接或間接繞行它的天體。當然,軌道直接繞著太陽的天體,最大的就是8顆行星,其餘顯然都是較小的天體。能成為行星的天體有8個:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
水星
水星中國古稱辰星,是太陽系的八大行星中最小和最靠近太陽的行星,從地球上看,它大約116天左右與地球會合一次,公轉速度遠遠超過太陽系的其它星球。水星表面晝夜溫差極大,為太陽系行星之最。白天時赤道地區溫度可達430°C,夜間可降至-170°C。
金星
金星在太陽系的八大行星中,是從太陽向外的第二顆行星。它在夜空中的亮度僅次於月球,是第二亮的天然天體。金星表面的80%被光滑的火山平原覆蓋著,70%的平原有著皺褶脊和10%是平滑或有著碎裂的平原。
地球
距離太陽約1.5億千米。是宇宙中唯一已知存在生命的天體,也是人類所居住的星球,共有74.9億人口。
火星
火星在太陽系的八大行星中,第二小的行星,其質量、體積僅比水星略大。火星大氣以二氧化碳為主,既稀薄又寒冷。火星在視覺上呈現為橘紅色是由其地表所廣泛分布的氧化鐵造成的。火星地表遍布著流水的遺迹,有些是洪水刻畫而成,有些則是降雨或地下水流動而形成,但多半年代久遠。關於成因有兩派說法,一派認為是由流動的水造成,另一方則認為是凹處累積的乾冰促使了鬆軟物質滑動。由於火星的適宜條件(同其他行星相比,火星最像地球,而且距離相對較近),它將是人類的首選地點。
木星
木星是太陽系從太陽向外的第五顆行星,並且是最大的行星。太陽系的行星中,木星和土星是氣體巨星。木星大氣層上層的成分以氣體分子的體積百分比大約88-92%是氫,8-12%是氦。木星的直徑是地球的11倍,非常巨大,但是它的密度很低,所以木星的體積是地球的1,321倍,但質量只是地球的318倍。木星最著名的特徵是大紅斑,這是比地球大的一個持久性反氣旋風暴,位置在赤道南方22°,至少在1831年以來,就已經知道它的存在,並且可能更提早至1665年。它的直徑大到可以容得下2至3顆地球。這個風暴的最大高度比周圍的雲層高出約8 km。
土星
土星,為太陽系八大行星之一,至太陽距離(由近到遠)位於第六、體積則僅次於木星。並與木星、天王星及海王星同屬氣體(類木)巨星。土星有一個顯著的環系統,主要的成分是冰的微粒和較少數的岩石殘骸以及塵土。已經確認的土星的衛星有62顆。土星的質量是地球的95倍。土星因為它美麗的行星環而出名,它也是最早被發現具有光環的行星。在1655年,克里斯蒂安·惠更斯觀測到完整的土星環,他使用了一個比在伽利略時代能得到強大得多的望遠鏡。惠更斯觀測土星並寫道:「它(土星)被一個薄且平坦的環環繞著,環與土星沒有接觸,並且相對黃道傾斜。
天王星
天王星是從太陽系由內向外的第七顆行星,其體積在太陽系排名第三(比海王星大),質量排名第四(比海王星輕)。在1986年,來自太空探測器旅行者2號的影像資料顯示天王星實際上是一顆平平無奇的行星,在其可見光的影像中沒有出現像在其他巨行星所擁有的雲彩或風暴。然而,近年內,隨著天王星接近晝夜平分點,地球上的觀測者發現天王星有季節變化的跡象和漸增的天氣活動。天王星上的風速可以達到每秒250米。
天王星在被發現是行星之前,已經被觀測了很多次,但都把它當作恆星看待。在1783年,法國科學家拉普拉斯證實赫歇爾發現的是一顆行星。赫歇爾本人也向皇家天文學會的主席約瑟夫·班克斯承認這個事實:「經由歐洲最傑出的天文學家觀察,顯示這顆新的星星,我很榮耀地在1781年3月指認出的,是太陽系內主要的行星之一。」
海王星
海王星是太陽系八大行星中距離太陽最遠的,體積是太陽系第四大,但質量排名是第三。海王星的質量大約是地球的17倍。作為一個冰巨行星,海王星的大氣層以氫和氦為主,還有微量的甲烷。在大氣層中的甲烷,只是使行星呈現藍色的一部分原因。因為海王星的藍色比有同樣分量的天王星更為鮮艷,因此應該還有其他成分對海王星明顯的顏色有所貢獻。因為距離太陽最遠,海王星可能有一個固態的核,其表面可能覆蓋有一層冰。外面的大氣層可能分層。海王星表面溫度為攝氏-218度,是太陽系最冷的地區之一。
冥王星
冥王星是柯伊伯帶中的矮行星。冥王星是第一顆被發現的柯伊伯帶天體。冥王星是太陽系內已知體積最大、質量第二大的矮行星。在直接圍繞太陽運行的天體中,冥王星體積排名第九。在冥王星距太陽的平均距離上陽光需要5.5小時到達冥王星。冥王星的自轉周期約為6.39地球日,軌道周期為248地球。
冥王星目前已知的衛星總共有五顆:冥衛一、冥衛二、冥衛三、冥衛四、冥衛五。2015年7月14日新視野號探測器成為首架飛掠冥王星的宇宙飛船。在飛掠的過程中,新視野號對冥王星及其衛星進行細緻的觀測。
冥王星與海王星之間的2:3共振非常穩定。該機制防止兩顆天體改變相對位置,使其無法靠近對方。即便冥王星軌道與海王星軌道共面,兩顆天體也不會相撞。
銀河系
銀河系的大部分質量似乎是暗物質,一種未知的和看不見的物質形式與重力與普通物質相互作用。 暗物質暈相對均勻地散布到銀河中心超過一百千帕的距離。 銀河系的質量的估計根據所使用的方法和數據而變化。在最低的估計範圍內,銀河系的質量為5.8×1011太陽質量。雖然從非常久遠的古代,人們就認識銀河。但是對銀河系的真正認識還是從近代才開始。
蟲洞
英國著名的物理學家斯蒂芬霍金撰寫了一篇關於「時間機器」的文章,在文章中,他詳細分析了如何利用自然規律讓人類自主的把握時間,儘管現在看起來有些荒誕,但人類終歸有一天會實現這一夢想。
在解析來,霍金先生詳細論述了關於他對時間以及思維空間等的思想,他認為時間旅行是絕對可行的:「時間旅行一直在科學界被認為是歪理學說,但我認為不應該因為時間是永恆的這一規律被打破,而讓我們感到恐慌,我非常痴迷於關於時間的探討,想見到瑪麗蓮夢露,想見到伽利略如何利用望遠鏡觀察太空,也許我還能見到宇宙的開始以及結束。」
霍金隨後描述了第四維空間的概念,這一概念在愛因斯坦的相對論中已經做過描述,長度、寬度、高度和時間構成了四維空間的概念。不過雖然這一理論目前被多數科學家接受,但如何到達第四維空間卻是一個難題,因為目前人類的極限速度距離光的速度相差太多太多,多到可以忽略不計。
對於如何解決這一難題,霍金認為蟲洞是最有可能實現的。他說道:「其實蟲洞就在我們的周圍,只是因為他們太小我們根本無法看到,它存在於空間的任何角落中,儘管你可能覺得難以理解。」「任何物質都是存在洞口的,不管他多麼大或者多麼小,這是一個基本的物理原理,它也是適用於時間的,即使時間如何的流逝,他也是存在縫隙、皺紋和空隙的。也許將這些縫隙放大,放大再放大,那麼它就會變得讓我們所能觀察到。時間的裂縫就是蟲洞。它能夠連接兩個不同的地方以及兩個不同的時代。」
在承認無法回到過去的即成事實後,霍金開始描述他對時間旅行的確切理解:「回到過去是不可能,但人類做時間的旅行者卻是非常有肯能,目前世界上最快的載人車輛是阿波羅10號,他可以達到11.08千米/秒,但將這種速度加大到2000倍,才達到光的速度,這樣才會使宇宙的旅行成為可能。」
「我們可以按照這樣的方式來理解,我們先製造一個巨大的飛船,裡面裝載著巨大的燃料,我們先讓它加速脫離地球引力的束縛,然後到達外行星,助推兩年後,它的速度可能到光速的一半,進而脫離太陽系的束縛,再過兩年它可能會已經達到光速的百分之九十,這意味著飛船已經開始了時間旅行,屆時它的速度接近光速,在船上一天,那就意味著在地球上一年的時間。」
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