宇宙-第13部分

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的雪球。”我回答说。这次，这个打电话的人停顿的时间更长。后来，他请求说：“请找个真正的天文学家跟我谈吧。”1986年哈雷彗星再现时，我不知道什么样的政界领导人会对此感到恐惧，我们不知道我们到时候还会干出别的什么蠢事来。

　　虽然行星是在椭圆形的轨道上绕太阳运转，其实它们的轨道的椭率并不很大。乍看起来，它们的轨道倒像是圆形的。彗星——特别是周期长的彗星——才有显著的椭圆形轨道。行星是内太阳系的老前辈，彗星则是新客。为什么行星的轨道基本上是圆形的而且整齐地分隔开来？因为如果行星轨道的椭率很大的话，它们就会交叉在一起，那么行星迟早会相撞。在太阳系的早期历史里，可能有许多行星正处在形成的过程中，那些在椭圆交叉轨道上的行星很容易相互碰撞而毁灭，而在圆形轨道上的行星则容易成长而生存下来。现在这些行星的轨道是在这种碰撞自然选择中幸存者的轨道，我们的太阳系已经由充满灾难性的撞击的少年进人稳定的中年。

　　在太阳系的最外层，在行星以远的黑暗空间里，有一个由1万亿个彗核构成的巨大的球云，它绕太阳运转的速度不会比印第安纳波利斯首届500英里车赛的速度更快①。一个典型的彗星看上去像一个直径约1公里的巨大的滚动的雪球。大多数彗星从来没有穿越过冥王星轨道这条边界，但是，偶而会有一颗行星从它们旁边经过，打乱它们的引力关系，使一群彗星进入椭率很大的轨道，向太阳猛冲。当它们的轨道由于木星和土星的引力作用而继续变化时，它们就（大约每100年左右一次）往内太阳系猛冲。在木星和火星轨道之间的某个地方，它们开始发热和蒸发。从太阳的大气层吹出来的物质——太阳风，将尘埃和冰块推向彗星的背部，使它们有了短尾。假如木星的直径是1米的话，我们的彗星就会比尘埃颗粒还要小。但是如果它们发展壮大的话，它们的尾巴会有从一个星球到另一个星球那么长。当它们接近地球的时候，它们会在地球上的人类当中激起迷信的狂热。但是人类最终会懂得，彗星不是生在在他们的大气层里，而是生存在大气层外的行星之间。人类将会计算彗星的轨迹，也许在不久的将来，人类还会发射一个小宇宙飞船，专门用来探测这个来自恒星王国的客人②。

　　彗星迟早是要跟行星碰撞的。地球及其伙伴月亮势必受到彗星和小行星——太阳系在形成过程中残余下来的碎片——的轰炸。既然小的物体比大的物体多，受小物体撞击的可能性也就比受大物体撞击的可能性大。彗星碎片撞击地球的事件（例如通古斯事件），每1千年就可能发生一次左右，但是大彗星（例如哈雷彗星，它的核可能有20公里的直径）撞击地球的事件只可能每10亿年左右发生一次。

　　当一个小的冰冻物体跟一个行星或一个卫星碰撞时，行星或卫星上还不会有很大的伤痕，但是如果撞击物比较大或撞击物主要是由岩石构成的，那么撞击的时候就会引起爆炸，形成一个半球形的坑，我们把它叫做撞击环形山。如果环形山没有被破坏掉或被填满，它可能几十亿年之后都还会存在。月球上几乎没有侵蚀现象，当我们考察月球的表面时，我们发现它布满了环形山，这些环形山的数量远不是现在太阳系内寥寥无几的彗星碎片和小行星碎片所能解释的，月球的表面雄辩地证明宇宙曾经经历过毁灭性的年代，那是几十亿年前的事了。

　　撞击环形山并不只是月球上才有的，我们在整个内太阳系都会发现它们——从最靠近太阳的水星，到云雾迷漫的金星，到火星及其小卫星（火卫一和火卫二）。这些行星叫类地行星，在宇宙中跟我们是一家人，它们的性质可以拿地球作代表。它们的表层是固体，内部主要是岩石和铁。大气层的气压不尽相同，从几乎是真空状态到比地球的气压高叨倍都有。它们像野营者围着营火一样紧紧地围着太阳——光源和热源。所有的行星大约都有46亿年的历史了，跟月球一样，它们都是太阳早期历史的撞击灾变岁月的见证人。

　　越过火星之后，我们就来到了一个非常不同的“社会制度”里——木星和其他大行星（即类木行星）的王国。这些行星都是大行星，它们的主要成分是氢和氦，还有少量的富氢气体（例如甲烷、氨气）和水。在这里，我们看不到坚实的表面，看到的只是大气和五彩缤纷的云层。这些行星都是举足轻重的，而不像地球那样是微不足道的。木星可以装得下1000个地球。假如彗星或小行星落到木星的大气层里的话，我们不可能看到环形山，我们只能看到云层暂时断裂的现象。然而，我们知道，外太阳系的碰撞史也已经有几十亿年了，因为木星的体系更庞大，有十几个卫星，“旅行者”宇宙飞船曾经对其中的5个卫星进行过详细的考察。在这里，我们也找到了过去灾变的证据。整个太阳系都探索过之后，我们可能就会找到所有9个星球（从水星到冥王星）和所有小卫星、彗星和小行星都经历过撞击灾变的证据。

　　月球正面大约有1万个环形山，在地球上用望远镜可以看得见。大多数环形山是在月球的古代高地上，从月球的行星际碎片最后吸积时期起就有了。在maria（拉丁语“海”）里约有1000个直径超过1公里的环形山。所谓的“海”，是指月球的平原地区，在月球形成后不久，这里可能是个熔岩涌流的地方，先前的环形山都被遮没了。因此，粗略地计算，现在月球上环形山的形成率应该是：109年／104环形山=105年／环形山，即每10万年形成一个环形山。因为行星际碎片在几十亿年前可能比现在多，所以我们可能要等10万年以上才能看到在月球上形成一个环形山。因为地球的面积比月球大，所以我们可能要等大约1万年才能看到我们的行星被撞击出一个1公里宽的环形山。据研究，亚利桑那的陨星坑（大约1公里宽的撞击环形山）已经有2万到3万年的历史了，因此，地球上的观测与上述的估算是一致的。

　　彗星或小行星与月球的实际撞击可能会引起瞬息爆炸，我们从地球上可以看到爆炸所发出的光。我们可以想象，在10万年前的某一个晚上，当我们的祖先悠闲地举目望着天空的时候，突然看到一股奇特的白烟从月球的背光部分升起来，并且被太阳光把它照亮了。但是，我们并不认为历史上可能发生过这种事情，因为发生这种事情的可能性是很小的。然而，在地球上用肉眼看到的月球遭受撞击的事实是有案可查的。1178年6月25日夜晚，5个英国修道士报告了一件奇怪的事情，后来这件事情被坎特伯雷的杰维斯收录在他的编年史里。人们普遍认为，该书所记述的关于杰维斯时代的政治和文化事件是可靠的。作者收录这个事件之前曾经采访过目击者，他们都发誓说他们所看到的是事实。杰维斯的编年史里有这么一段话：

　　一弯明亮的新月，月相如旧，钩尖朝东。忽然间，上钩一分为二，火焰从分裂处中部腾空而起，将火炬、火焰、火红的煤和火星洒向天空。

　　天文学家德罗·马尔霍兰和奥戴尔·卡莱姆认为，月球遭到撞击时，月面上会升起一股尘云，形状很像坎特伯雷的修道士所报告的那样。

　　假如撞击是在800年前才发生的话，它所形成的环形山现在应该还看得到。月球上几乎不可能发生侵蚀现象，因为那里没有空气，也没有水。因此，即使是几十亿年前形成的小环形山现在还会比较好地保留下来。根据杰维斯的记载，准确地测定那次月球上的撞击地点是可能的。撞击会产生射线（即爆炸时喷射出来的粉末线迹），这样的射线跟月球上最年轻的环形山是联系在一起的——例如是那些根据阿里斯塔恰斯、哥白尼和开普勒的名字而命名的环形山。但是，虽然环形山可能经受得住月球上的侵蚀，这种非常微弱的射线却不行。随着时间的推移，即使微陨星——宇宙空间微尘——的到来也会搅乱和遮没这些射线，使这些射线慢慢地消失掉。由此可见，射线是新近发生撞击的信号。

　　陨星学家杰克·哈通曾经指出，月球上，正好在坎特伯雷修道士所说的那个地区，有一个最近刚刚形成的、样子还很新鲜的小环形山，同时还有很明显的辐射系。这个环形山是根据16世纪罗马天主教的一个学者的名字命名的，叫做“乔达诺·布鲁诺”。布鲁诺认为，宇宙中有无数的星球，而且许多星球上都有生命。由于这个原因和其他“罪行”，他于1600年被烧死在火刑柱上。

　　卡拉姆和马尔霍兰提出了跟上述的解释相吻合的另一个证据。当一个物体以很高的速度撞击月球时，它会使月球晃动起来，虽然这种震动最终会消失，但不会在800年这样的短时期内消失。这种震动可以用激光反射技术进行研究。“阿波罗”飞船的宇航员曾经在月球的好几个地方设置了激光反光镜。当地球上发射的激光束照射在镜子上并反射回来的时候，我们可以很准确地测量出往返的时间。用这个时间乘以光速，我们可以准确地算出这个时刻地球与月球之间的距离。用这种方法测量几年之后，我们知道了月球的天平动周期（即颤动周期大约3年）和振幅（大约3米），这个数据跟“乔达诺·布鲁诺环形山形成还不到1000年”　的见解是一致的。

　　所有这些证据都是推论的和间接的。我前面已经说过，在历史时期里，发生这种事情的可能性很小，但是这样的证据至少会给我们一些启示。通古斯事件和亚利桑那的陨星坑也使我们注意到，并不是所有的撞击灾变都是在太阳系的早期历史里发生的。但是，月球上只有几个环形山有广延的辐射纹，这个事实同样使我们注意到，即使在月球上多少有一点侵蚀③，只要了解一下那些环形山和地层学的其他迹象，我们就能够设想出撞击事件和遮没事件的序列（布鲁诺环形山的形成可能是这种事件的最近的例子）。

　　地球离月球很近，如果月球那么严重地受到过撞击而形成许多环形山，地球怎么可能幸免呢？为什么陨星坑如此罕见？彗星和小行星会以为撞击一个有人居住的星球是不妥当的吗？这种克制的态度是不可能的，惟一可能的解释是，在地球和月球上形成撞击环形山的频率是很接近的，但在没有空气和水的月球上，它们可以长久地保留下来，而在地上，缓慢的侵蚀过程会把它们销蚀掉或遮没掉。流水、风沙和造山运动的过程虽然很缓慢，但是经过几百万年或几十亿年之后，它们甚至会把非常大的撞击伤痕完全消除掉。

　　在任何卫星或行星的表面上都会有外作用（譬如来自宇宙空间的撞击）和内作用（譬如地震），都会有急速的灾变（譬如火山爆发）和极度缓慢的作用（譬如微小的空间沙粒使表面凹陷下去）。什么样的作用占主导地位呢？外作用还是内作用？是罕见的而又激烈的事件，还是普通而又不显著的事件？这个问题是不能笼统回答的。在月球上，外灾变作用占主导地位；在地球上，内部的缓慢作用占主导地位。火星的情况则介于两者之间。

　　在火星和木星的轨道之间有无数的小行星——微小的类地行星，最大的小行星直径有几百公里。许多小行星呈椭圆形，它们在空中不停地翻滚。有时候在交互轨道上似乎有两个或两个以上的小行星。小行星经常互相碰撞，偶然间其中一个会被削出一片来，偶尔还会拦截地球，最后落到地面上成为陨石。我们博物馆架子上的展品就是遥远行星的碎片。小行星带是一个大磨坊，不断地磨出越来越小的碎片，直至尘埃微粒。比较大的小行星碎片和彗星是形成行星表面新环形山的主要因素。在小行星带里，由于附近的大行星——木星——的引力潮作用，行星的组成可能曾经受到阻碍，小行星带也可能是自我爆炸的行星的残片。这似乎是不可能的，因为地球上的科学家都不知道行星怎么会自我爆炸的，不过这也完全可能。

　　土星的光环是几十亿个绕着土星旋转的微小的冰冻小卫星，这跟小行星带有点相似。它们可能就是那些由于土星的引力作用而没有被附近的卫星吸积的碎片，它们也可能是因为靠得太近而被引力潮扯碎的卫星的残片。要不然，它们可能就是土星的某一个卫星（譬如土卫六）所抛射出来的物质和落到行星的大气层里的物质之间稳定的物态平衡。木星和天王星也有光环，是最近才发现的，在地球上几乎看不见。海王星是否也有一个光环？这是行星科学家亟待解决的问�