第一章 緒論與歷史
晴朗無雲的夜晚,深邃靜謐的夜空中偶爾閃過一道微弱的光。不知從哪裡冒出來,它突然出現,倏地一下劃過,瞬間點亮夜空,隨後無聲無息地消失了,彷彿有一隻無形的大手在天堂之門上劃了根火柴。我們稱之為流星,但流星是什麼?回答此疑問時,在這些神祕的事物中,或許就有一種實實在在的物體降落到地球上,但這次不再是寂靜沉默,而是震耳欲聾,像轟隆隆在打雷,伴隨著嘶嘶聲,又像閃電一樣照亮天空,然後突然平息下來。然而,我們再次追問,落下來的流星又是什麼?
在仔細思考這個問題同時,為了理清事情的來龍去脈,我們還是先談一談關於地球及其周圍環境的一些常見問題吧。
白天我們仰望天空時,它給人一種虛無縹緲的感覺。只有在太陽下山之後,特別是當我們看向銀河系時,才意識到有這麼多像太陽一樣的天體,叫做恆星,我們和它們有著種種連繫。透過望遠鏡拍攝的照片,看到這些景象更讓人印象深刻,但即使如此,也不能完完全全地說清楚真實情況。如前所述,星星就是恆星。毫無疑問,像我們地球一樣,其中一些星球也有行星,它們本身不發光,肉眼完全看不見。只有當一顆行星碰巧穿過正在觀測的恆星表面時,光線迅速變暗,用望遠鏡才能捕捉到它們。就像木星有自己的衛星一樣,這些行星也可能有更小的天體,在已發現的規則軌道上運行。它們並非靜止的,而是有規律、有秩序地在太空運行著。天文學家能夠相當準確地說出它們在一千年前的相對位置,以及一千年後的相對位置。
此外,還有數以百萬計數不清的小天體,對於恰巧觀察到的人來說,其存在是毋庸置疑的。它們在太空沿著看似不穩定的軌跡,向某個方向飛行,快得令人難以相信。這些天體本身不發光,體積又太小,不能產生明顯的反射光,只有飛行時,與地球及大氣層接觸,才會瞬間閃耀,讓人們得知它們的存在。
現在的學生都知道,扔出的球,只有當傳遞給它的速度大於地心引力時,球才會停留在空中。當球漸漸慢下來時,就會落在地上。我們討論的天體也是遵循同樣的道理。它們都以不同的速度在太空中穿梭,即使最近掌握了超音速飛機和高功率炮的相關知識,這些天體的速度之快也是我們無法想像的。有一次,我站在輪船的甲板上,就在波多馬克河印第安角的對面,觀看大型戰爭裝備中的一個演練。那時一道強光閃過,騰起一團煙雲,隨後爆炸的轟鳴聲傳入耳中。我從容地轉過身,向下游望去,不一會,就看見了砲彈濺起的水花,這是因為砲彈的推動力耗盡了,在地心引力的作用下停了下來。這個砲彈初速約為每秒800公尺,或者大約2秒飛行1.6公里。這樣的速度看起來可能令人吃驚,但與我們周圍的天體相比,它是緩慢的。我們一直從地球的角度觀察這些天體。圓形的地球正以每秒32公里的速度穿過看似貧瘠的太空。月亮繞著地球轉,地球繞著太陽轉,而太陽又繞著一個更大的恆星轉。由於速度和引力的巧妙調節,它們能保持相對距離。正是引力、速度和質量,使整個可見宇宙保持目前看似穩定的形態。但是,有人可能會問,速度從何而來?
晴朗無雲的夜晚,深邃靜謐的夜空中偶爾閃過一道微弱的光。不知從哪裡冒出來,它突然出現,倏地一下劃過,瞬間點亮夜空,隨後無聲無息地消失了,彷彿有一隻無形的大手在天堂之門上劃了根火柴。我們稱之為流星,但流星是什麼?回答此疑問時,在這些神祕的事物中,或許就有一種實實在在的物體降落到地球上,但這次不再是寂靜沉默,而是震耳欲聾,像轟隆隆在打雷,伴隨著嘶嘶聲,又像閃電一樣照亮天空,然後突然平息下來。然而,我們再次追問,落下來的流星又是什麼?
在仔細思考這個問題同時,為了理清事情的來龍去脈,我們還是先談一談關於地球及其周圍環境的一些常見問題吧。
白天我們仰望天空時,它給人一種虛無縹緲的感覺。只有在太陽下山之後,特別是當我們看向銀河系時,才意識到有這麼多像太陽一樣的天體,叫做恆星,我們和它們有著種種連繫。透過望遠鏡拍攝的照片,看到這些景象更讓人印象深刻,但即使如此,也不能完完全全地說清楚真實情況。如前所述,星星就是恆星。毫無疑問,像我們地球一樣,其中一些星球也有行星,它們本身不發光,肉眼完全看不見。只有當一顆行星碰巧穿過正在觀測的恆星表面時,光線迅速變暗,用望遠鏡才能捕捉到它們。就像木星有自己的衛星一樣,這些行星也可能有更小的天體,在已發現的規則軌道上運行。它們並非靜止的,而是有規律、有秩序地在太空運行著。天文學家能夠相當準確地說出它們在一千年前的相對位置,以及一千年後的相對位置。
此外,還有數以百萬計數不清的小天體,對於恰巧觀察到的人來說,其存在是毋庸置疑的。它們在太空沿著看似不穩定的軌跡,向某個方向飛行,快得令人難以相信。這些天體本身不發光,體積又太小,不能產生明顯的反射光,只有飛行時,與地球及大氣層接觸,才會瞬間閃耀,讓人們得知它們的存在。
現在的學生都知道,扔出的球,只有當傳遞給它的速度大於地心引力時,球才會停留在空中。當球漸漸慢下來時,就會落在地上。我們討論的天體也是遵循同樣的道理。它們都以不同的速度在太空中穿梭,即使最近掌握了超音速飛機和高功率炮的相關知識,這些天體的速度之快也是我們無法想像的。有一次,我站在輪船的甲板上,就在波多馬克河印第安角的對面,觀看大型戰爭裝備中的一個演練。那時一道強光閃過,騰起一團煙雲,隨後爆炸的轟鳴聲傳入耳中。我從容地轉過身,向下游望去,不一會,就看見了砲彈濺起的水花,這是因為砲彈的推動力耗盡了,在地心引力的作用下停了下來。這個砲彈初速約為每秒800公尺,或者大約2秒飛行1.6公里。這樣的速度看起來可能令人吃驚,但與我們周圍的天體相比,它是緩慢的。我們一直從地球的角度觀察這些天體。圓形的地球正以每秒32公里的速度穿過看似貧瘠的太空。月亮繞著地球轉,地球繞著太陽轉,而太陽又繞著一個更大的恆星轉。由於速度和引力的巧妙調節,它們能保持相對距離。正是引力、速度和質量,使整個可見宇宙保持目前看似穩定的形態。但是,有人可能會問,速度從何而來?