宇宙之大,天体之微弱与繁多,使天文观测手段的发展举足轻重。但是历史上天文学科的前进总是靠观测和理论“两条腿走路”的。20世纪天文学的理论进展得益于它的前沿研究与同时代物理学前沿的交叉和融合。最重要的是恒星演化理论形成时与当时的原子物理和核物理的结合以及“大爆炸宇宙学”(一种说明宇宙起源于一次“大爆炸”的理论)与广义相对论和高能物理的结合。这些理论解释了观测结果,提出预测、向观测挑战并接受观测的挑战。
问:“宇宙起源于大爆炸”已经被世界公认了吗?现在对于宇宙到底有多少有定论吗?
王绶琯:“大爆炸宇宙学”的实测根据是哈勃1929年发现的远方的星系都在退行(朝离开我们的方向飞驰),而距离我们越远的退行越快的现象。这可以用宇宙在膨胀来解释。理论上,“膨胀宇宙”得到爱因斯坦的广义相对论的支持。认定了宇宙在膨胀,就可以认定它在开始膨胀时是一个密集的小点,并可以认定是一次“大爆炸”启动了膨胀。
问:有外国的媒体报道说,美国科学家的研究成果表明微生物的生命力极强,远远超出了人们的想象,它们完全有可能在外太空恶劣的环境中生存,因此,我们能不能做出一个大胆的猜测,在地球之外有所谓的“外星人”的存在,或是更高级的太空生命的存在?
王绶琯:在科学界有这样一个合理的思想,就是说在地球之外还有许多和地球类似的行星,拥有和地球类似的环境,有生命体的存在并慢慢滋生,慢慢演化。一个老问题是,最原始的生命物质究竟是地球上自己产生的还是从外界掉下来的流星或彗星上携带来的,天文学上几十年来一直在观测宇宙空间中云块和一些星体的外层来寻找复杂的分子,这方面的进展使科学家期望能够发现更复杂的、比如说氨基酸之类的分子,虽然现在还没有找到。另一方面,20个世纪50年代就已经有人做过这样的实验,在实验室中模拟一个早期地球的环境,把一些“原料”放在一起,在紫外线照射下形成一些可能用作生命的原材料物质。这样种种类型的课题都值得探索。目前对于在空间中形成低级的生命原材料的探讨当然是值得注意的。
至于地球之外的外星人问题,我们现在能想象的高级生命最好是在和地球相似的行星上找。我们的银河系范围大约在10万光年,含数以千亿计的恒星。如果我们设想若干万个恒星中有一个带有一颗与地球相似的行星,而上万个这样的行星中有一个存在着高度文明的生命,这种假设应当说不算离奇!不过所有的恒星离我们都很远,最近的也有4光年,要想和它们周围的行星上的智慧生物沟通是很困难的。假设我们向一颗离我们1000光年的行星发一封电报,电报的往返就要2000年!如果从那边派一个飞行物到地球访问我们,即使用5倍光速的推进器也需要2000年才能到达。何况从那边看我们是我们这里1000年前的情况,只不过是无数个极暗的天体中的一个。
问:报纸上常常说哪儿又发现了什么不明飞行物之类的东西,你是怎样看待这些事件的?
王绶琯:这些东西人们看到了我都可以肯定。但是方才说过,说它们是从外星来是不可能的,我个人甚至不主张把这种设想放进科幻小说里边,提得太多了往往会误导人们以为真的有这样的东西。我觉得给它们这个“不明飞行物”的名字起得非常好,“不明飞行物”完全可以存在,因为“不明”,就应当研究,研究出来了再下结论。过去有的“不明飞行物”其实是气球之类常见的东西。我们鼓励大家在看到这样的东西的时候尽量把它记录下来,然后来研究到底是什么。
问:人类的登月计划的实现起到了什么作用?
王绶琯:很早以前人类就有这样的愿望,幻想能登上月球看一看。美国“阿波罗”登月实现以后,人类第一次到月球上走了走,并采了一些样本回来。下一步的计划当是较大规模地在月球上逗留。我想,既然现在科学技术把人送到太空去生活个一两百天都可以,那我们也可以想象将来能在月球上搭一个大舱,去那儿工作。当然,说到更远一些,还可以到那里度长假,休息几天。目前的登月计划主要是做科学探索,你要是等到几百年以后,可能就会变成经常去月球旅游了。去年一项研究认为月球上有可能有大量的水,这是很关键的,解决了水的问题,人类在月球上的生活是可以想象的。我们国家也在进行非常认真的研究,也有一个非常扎实的研究队伍在做努力。
问:世界上的登月计划进行到哪一步了?
王绶琯:世界上到目前为止已经实现过在月球上的着陆。现在难的是做成一些大项目,比如需要搬家什么的,成本非常高昂。如果想在月亮上做一个天文观测台,放一个大的望远镜上去就得去一次,如果这个天文台需要放五架望远镜的话就得上去5次,没有巨大的投资是做不成的。每个国家都可以有登月球计划,做各种研究。当然这也表现了一个国家航天技术上的水平。知识点“和平”号空间站
“和平”号空间站是前苏联的第3代空间站,亦为世界上第一个长久性空间站,站上长期有人工作。“和平”号空间站的轨道倾角为516度,轨道高度300~400千米。自发射后除3次短期无人外,站上一直有航天员生活和工作。
“和平”号空间站原设计寿命5年,到1999年它已在轨工作了12年多,除俄罗斯的航天员外,还接待了其他国家和组织的航天员,他们在“和平”号空间站上取得了丰硕的研究成果。但由于“和平”号设备老化,加之前苏联资金匮乏,从1999年8月28日起,和平号进入无人自动飞行状态,准备最终坠入大气层焚毁,完成其历史使命。
月球基地的交通运输工具
建设月球基地时,人员在月面的流动和物质的运送工作将是大量的,例如:需要把来自地球的物资从月球着陆场运送到月球基地,或是将月面开采的矿物运送到月球加工厂;还需要到采矿点维修设备,外出查看天文观测仪器,进行远距离采样活动:对发生事故的航天员进行营救活动,或是将准备离开月球的航天员送往月球发射场等。
如何解决月面上大量的人员和物质运送呢?专家们提出了各种月面交通工具的设想。
月球车
开放式月球车想象图月球车有开放式和加压式两种。开放式载人月球车很像我们熟悉的电瓶车,其驾驶舱是敞开的,乘坐时需要穿月球航天服,由人员驾驶,其结构简单,制作容易。
其是一种密封式、舱内加压的电动月球车。月球车内装备了环境控制和生命保障系统,提供氧气、水、食物以及二氧化碳处理和保持温度、湿度的设备。就像是一个能移动的小型居住舱。加压式月球车还设有一个供航天员出入的气闸舱,与开放式月球车相比,其行驶距离更远,工作时间更长。
美国研制全新概念月球车,具有极强的移动能力
月面火箭
月面火箭是可以在两个发射点之间飞行的载人运输工具,当航天员从月球表面一点到遥远的另外一点时,可以使用这种快捷的交通工具。由于月球重力只有地球重力的1/6,火箭起飞比在地球上容易得多,消耗燃料也少。