■为什么会出现宇宙？

很多科学家坚信宇宙起源于130亿～180亿年前，然而无人能确定宇宙出现的准确时间，这至今还是一个谜。有些科学家认为宇宙最初就像从另外一个宇宙上分离出来的一个“气泡”。其他科学家则认为宇宙中的万事万物都被挤压在一个狭小但温度却奇高的大球内，当球体开始变大，就像气球被充了气一样，宇宙中的万事万物于是开始向外爆发。

■太空中的事物为什么能停留在原位？

宇宙中的万事万物——恒星、行星、星云和细小的尘埃颗粒，都是被4种无形的力量聚集在一起的。这些力量分别为重力、电磁力以及两种形式的核力（即弱核力和强核力），正是这些力量将原子的粒子聚集在一起。重力是宇宙中万事万物之间存在的引力，它使月球沿着一定的轨道绕地球转动，也使地球沿着一定的轨道绕太阳转动。物体的质量越大，对其他物体的引力就越大。

■为什么说光在太空中速度最快？

宇宙中速度最快的当属光。光是由天体发出的，例如太阳光，它能以大约300000千米/秒的速度在太空中穿行。然而，即使以这样的速度，光线从太阳到达地球也要花费8分多钟的时间。

■宇宙为什么在逐渐变大？

科学家能够辨认出很多星系，而且它们似乎离我们越来越远。星系整体并没有移动，只是星系之间的空间在增大。通过测量这个距离增大的速度，科学家们能够计算出万事万物运动到现在所在位置需要花费的时间，因此能够粗略地估计出宇宙大爆炸发生的时间。

■为什么太空不空？

物质几乎是与宇宙一同产生的。空间内散布着恒星和星云，它们几乎全是由两种元素构成的：氢和氦。太空中还有其他元素，例如铁、碳和氧，但是只有极少的数量。恒星和行星之间的空间满是太空碎片，这其中包括微小的尘埃和大块的岩石。有些太空尘埃会形成星云，这些巨大的星云便是“星工厂”，新的恒星和行星就是在这里产生的。

■太空为什么是黑的？

地球上，白天的天空是亮的，这是因为空气分子能够反射阳光，就像一面面小镜子。但是在月球上没有大气层，所以天空一片漆黑，连星光也消失了。同样的道理，宇宙空间本身也是空荡的，几乎没有能够将光线反射进我们眼睛里的物质，所以我们看到的空间就是黑暗的——即使太阳周围也是漆黑一片。

但是关于宇宙的黑暗仍然存在着疑团：宇宙中所有的天体发出的光为什么不能合在一起形成明亮的光？天空为什么会在晚上变黑？

托玛斯·迪奇斯是16世纪的天文学家，他当时也研究了这些问题，他认为宇宙是无限的，宇宙在各个方向上拓展，在这个无尽的空间里，有无数颗恒星。但是按照他的推理，如果宇宙里充满了恒星，天空被星光笼罩，那么夜空将和白天一样明亮。然而事实并不是这样。迪奇斯终其一生都没能解开这个难题。

威尔海姆·奥伯斯（一位19世纪的天文学家）也花了许多年来思考同样的问题，并且关于天空为什么是黑暗的问题被称为“奥伯斯佯缪”。奥伯斯考虑了很多种可能，最后认为原因是宇宙空间里的尘埃：或许我们看不见远处恒星发出的光，是因为宇宙中的尘埃吸收了这些光。

但奥伯斯死后，天文学家们计算了所有恒星发光的总和，结果发现，这个能量足以让挡在半路的所有尘埃升温发光。也就是说，夜空在闪亮的尘埃的照耀下也变得一片光明。于是，问题又回到了起点。

美国马萨诸塞大学的爱德华·哈里森在他《夜的黑：宇宙之谜》一书中写道：宇宙中的恒星数量并不足以覆盖整个天空，所以夜空是黑的。

借助于强大的太空望远镜，我们可以看到离我们很远的恒星。光从遥远的恒星传播到地球上需要几百万年，所以当我们遥望夜空深处时，就是在回顾历史。最强大的天文望远镜能帮助我们看到某颗在100亿年前发出的光的恒星。

宇宙的历史只有150亿年，天文望远镜越发达，我们就能看见越远的恒星。埃德加· 爱伦·坡受到这个理论的启发，写下了许多带有恐怖和超自然色彩的小说、诗歌，其中有《渡鸦》、《告密的心脏》等。1848年，爱伦·坡在《我得之矣：一首散文诗》中写道：在漆黑的夜空深处，我们看到了宇宙诞生前的虚无。

按照哈里森的理论，爱伦·坡的诗刻画了一个真实的宇宙。就像他诗中写的“穿过群星，我们看到了宇宙的源头”。

■为什么天体都是球形的？

天体并不都是标准的球形，它们只是看上去像是球形，或者说几乎是球形的罢了。

地球就是一个两极稍扁的扁球形；木星和土星由于其密度极高的大气，因而它们的两极看上去更扁。

恒星、行星和其他天体之所以都是球形，而不是正方形或是别的什么奇形怪状的样子，完全是万有引力作用的结果。

任何物体都会对其他物体产生吸引力。依据牛顿定律，万有引力的大小与两个物体间距离的平方成反比，而与物体相互间的位置无关。因而，有限多个不均匀分布的、一样的粒子总是倾向于聚在一起形成球状的团。在行星和恒星形成的过程中，同时还有许多其他力的作用。

假设在宇宙大爆炸后一段时间里，有大量不同的粒子不均匀地分布于宇宙空间中，由此形成了一大片分布不均的物质云，在这片物质云中，粒子彼此吸引，但整体的万有引力却没有达到平衡，就仍有某种扰动力使其旋转。特别地，可能因此而得到一颗伴星，那么两个天体间就有引力相互作用。当然，这其中还涉及电磁学、摩擦和热学等等各方面的复杂问题。

这时，分散的物质云在引力的作用下逐渐聚合在了一起，同时由于其本身的非均一性和某些外力的作用而开始自转，于是便形成了一个大致的（不是完美球形的）旋转天体。它的形状将取决于其自转速度的大小，自转速度越快，其形状就越趋近于扁圆形。此外，这个天体的形状也与其组成物质的密度相关。

如果假设有一个呈标准球形的台球，在旋转中它会保持自己的外形近乎为球形；但若是一个旋转着的充水气球，则会呈两头扁、中间凸出的扁球形。事实上，天体大都有很大的质量和很高的自转速度，赤道附近的物质很可能会因此被甩离该天体，给它来一次“瘦身运动”。被甩脱的“赘肉”可能会四处分散开来，在某些情况下也可能会通过类似的过程形成一颗球状的卫星。

■宇宙中最大的天体是什么？

迄今为止人类观测到的最大天体是一个“星系长城”，它绵延5亿光年，直径达1600万光年。然而，在宇宙中像这样大小的天体可能还有数不胜数。

■为什么有的天体被称为“双子星”？

有些天体，例如太阳，在太空中孤单无依，而其他天体（被称为双子星），却往往有颗与之“做伴”的恒星或“双胞胎”恒星，两颗星因重力聚集在一起。双子星似乎在太空中相互围绕着“翩翩起舞”，离得越近，移动的速度越快。然而，有些双子星之间的距离太过遥远，以至于一方绕另一方一周需要花费数百万年的时间。

■为什么星星会有明暗的不同？

日落之后，浩渺的夜空就成了星星们的乐园，它们闪闪烁烁，忽明忽暗，将整个夜空装扮得异常美丽。可是，如果你细心观察一下就会发现，并不是所有的星星都如明珠般闪亮，有些星星仅仅隐隐约约地闪烁着微弱的光，如果我们不加注意的话，甚至很难发现它们。那么，同处在一个天空下的星星们为什么会有如此大的差异呢？

让我们先用灯泡打个比方。我们知道，功率为60瓦的电灯比在同样条件下的20瓦的电灯亮，这是因为它的发光能力强。那么，按照这种解释，有些星星之所以看上去比较亮，仅是因为它们的发光能力比其他的星星强。这种观点正确吗？事实并非一定如此，因为决定星星亮度的除了它本身的发光能力外，还有另一个原因，就是星星与我们距离的远近。一般来说，星星离我们越近，看上去就越亮。

可是，亮度并不能代表星星的实际发光能力。天空中的亮星，有的可能真的是颗发光能力很强的恒星，但也有的可能只是因为它离我们特别近，才显得亮。相反，有些看上去比较暗的星也不一定真暗，尽管要通过望远镜才能观测到它们，但它们的发光能力可能要比某些亮星还要强许多，只是由于它们距离我们太遥远，所以看上去就显得比较暗。

■为什么说类星体是最遥远的天体？

类星体看似恒星，实则不然。类星体要比星系小得多（直径只有1光年或2光年），但其亮度却高出上千倍。类星体还会发射出无线电波。类星体离地球至少有100亿～130亿光年，是宇宙中最遥远的天体。

■什么是超新星？

超新星是由一颗非常“老”的巨大恒星爆炸形成的，它的亮度是太阳的数千倍。恒星爆炸时会引发核反应，在遥远的宇宙另一头也可以观测到。1987年，地球上便观测到了一颗超新星，这实属罕见。

■为什么会产生流星？

常有数百万被称为流星体的微小金属块或岩石块在太空中呼啸而过，并围绕太阳转动。当流星体撞击到地球周围厚厚的大气层时，就会燃烧并在身后留下闪亮的“长尾巴”，并像耀眼的爆竹一样从天空划过。

■什么是小行星？

小行星是指太阳系中体积比大行星的卫星还小得多的星体。一般分布在火星和木星的轨道之间，我们称之为小行星带。大部分小行星看似粗糙的岩石块，表面却有与其他太空颗粒相撞形成的坑洞。

■为什么恒星看起来很小？

恒星是炙热的气体星球。对于地球上的人类而言，恒星只是夜空上的一个小亮点。恒星之所以看似很小，是因为它们距地球十分遥远。事实上，很多恒星都巨大无比，体积是太阳（离我们最近的恒星）的数十倍。太阳是一颗炙热且活跃的恒星，因而闪着耀眼的光芒。

■恒星是在哪里产生的？

恒星是在巨大的星云内产生的。宇宙中每一个星系内都有星云，星云便是“星工厂”，其中的尘埃和气体会在重力的作用下收缩并变得炙热，然后开始以光和热的形式释放能量。于是，一颗新的恒星便产生了。

■恒星的能量源自何处？

恒星的能量来自于核聚变，在这个过程中，大部分氢都会变为氦，与此同时会留有足够的氢来产生巨大的能量。恒星发出的光线分为好多颜色（蓝、橘红、黄和白），能穿过太空。

■为什么恒星不是一样大？

恒星的大小和温度都不相同。太阳是一颗中等大小、炙热的黄色恒星。最大的恒星被称为超巨星，有很多超巨星的体积是太阳的数百倍。

■恒星为什么有五彩斑斓的颜色？

淡黄色的太阳是离我们最近的恒星。宇宙中的恒星可不都是淡黄色的，它们的颜色五彩斑斓，一簇恒星就可以成为珠宝盒了。在宇宙里，一颗颗恒星就像蓝宝石镶嵌在上面一样，而当中一颗橘黄色的则发出耀眼的光芒。

恒星的颜色取决于它们自身的温度。光是以波的形式传播的辐射，相邻波峰之间的距离就叫作光的波长。光波很短，短到什么程度呢？如果将1英寸分成25万份，那么一个光波的长度仅相当于其中的几份加起来那么长。

但无论光波多么短，它的变化却足以引起人们视觉上的很大差异，因为波长的变化反映在人眼里就是颜色的变化。比如，红光的波长是蓝光的约1.5倍。而各种波长（也就是各种颜色）的光混合在一起就是白光。

日常生活中我们可以发现，当物体的温度改变的时候，它的颜色也会变化。比如，一块冷的烙铁是黑色的，把它放进火炉里，一会儿工夫，它的表面就变成暗红色——加热时间越长就越红。如果继续加热，在熔化之前，它会依次由红变成橘红、黄、白，最后变成蓝白色。

科学家已经发现了物体颜色与温度之间的关系，即温度越高的物体，来自它的辐射的能量越大，波长越短。蓝光的波长比红光短，所以加热能发出蓝光的物体就一定比发红光的物体热。

恒星中的热气体原子发射出光粒子——光子。气体温度越高，光子的能量越强，波长越短。所以，最热、最年轻的恒星会发出蓝白色的光。随着恒星上的核燃料慢慢消耗掉，它们的温度也慢慢降下来，所以年迈的恒星温度都比较低，通常会发出红色的光。而介于两者之间的中年恒星就会发黄光，比如太阳。

太阳距离地球只有1.5亿千米，我们可以轻而易举地看出太阳的颜色。但是有些恒星距离地球上万亿千米，比太阳远得多，即使用目前最大倍数的望远镜也很难分辨出它们的颜色。因此，科学家们让来自恒星的光通过一种特殊的过滤器，或者通过一种叫作滤光镜的光学仪器，这些仪器能够显示出来自某个恒星的光里每种波长的光各有多少。

天文学家们可以通过标出什么光的波长强度最高来确定恒星的整体颜色。只要知道了恒星颜色，就可以利用简单的数学换算公式来推断恒星的表面温度，还可以进一步估计恒星的年龄。

■恒星的寿命有多长？

恒星的寿命一般可达数十亿年到数百亿年。在其生命历程中，恒星会不停地燃烧并发射出光和热。有些会慢慢变为蓝巨星，爆炸时则会成为超新星。其他较小的恒星当燃料逐渐耗尽时会膨胀，变为体积巨大且明亮的红巨星，之后再萎缩成为白矮星。白矮星是体积小、密度高的恒星，因而难以在夜空中被观测到。白矮星的表面温度可达8000℃。

■为什么会有彗星？

彗星是与行星类似的、围绕太阳转动的冰块（内含尘埃和岩石）。彗星以很快的速度向遥远的太空运动，通常都会到达太阳系的最外边，因而彗星绕太阳一周可能需要数千年的时间。随着彗星靠近太阳，冰冻的内核温度会升高，从而拖出一条闪闪发亮的“尾巴”。这条尾巴可达数百万千米长，形成一道壮观的风景。

■什么是星宫？

一年中，太阳似乎经过天球中的一些恒星，主要有12个星座，称作黄道十二宫。它们就是所谓的占星术中的星宫。它对占星术非常重要，占星家认为星宫会影响人的命运。

■人类何时开始观测星座？

2000多年前，生活在中国和巴比伦的天文学家观测到很多星座。恒星令早期科学家着迷，然而当时的科学家没有望远镜，因而仅能命名他们肉眼所能看到的星座。星座的形状和大小都各不相同，如果不用绘画的方式勾勒出恒星连起来后形成的轮廓，则很难辨认出它们被命名的动物或其他形象。有些恒星群不止有一个名字，例如古代希腊人称猎户座为俄里翁（神话中追捕普勒阿得斯的巨人、猎人，后被阿耳忒弥斯所杀），而古代埃及人又将其命名为司阴府之神。

■为什么每个人看到的星座不一样？

从南半球（赤道以南）和北半球（赤道以北）看到的星座是不同的。很多星座都是由公元前2000年前巴比伦的天文学家命名的，到公元150年为止，希腊天文学家托勒密已能罗列出48个星座。直到欧洲探险家航海至南半球并观测到北半球无法看到的星座后，才增添了新的星座。夜空中布满了星星，因而难以辨认出各个星座，集中注意力找到最亮的恒星对观测会有所帮助。

■南十字星座为什么有名？

南十字星座是最小的星座，却因为特别明亮而闻名。有些星座内只有少数明亮的恒星，因而难以辨认。例如长蛇座是面积最大的星座，然而它因非常昏暗而极难辨认。

■猎户星座的带纹是什么？

猎户星座的带纹指的是星座内3颗明亮的恒星。从地球上的任何地方都可以看到猎户星座，该星座明亮又易于辨认，因而可以作为很好的向导。该带纹的一头总指向同一个方向，即毕宿五星，而另一头总指向天狼星。

■为什么所有的星系看似不同？

星系主要有螺旋形、椭圆形和不规则形等形状。螺旋形星系在核心周围有数个恒星“旋臂”，或者像银河系一样拥有“棒旋”。椭圆形星系就像巨大的焰火的火花一样向各个方向发散恒星。

■谁首次意识到不只有一个星系？

美国天文学家埃德温·哈勃于1924年首次意识到宇宙中不只有一个星系。在那之前，人们还都认为宇宙中只有一个非常巨大的星系。哈勃曾探测到银河系外的一颗闪烁不定的恒星，他意识到他所研究的安德罗墨达星云并非银河系中的，而是附属于另一个星系。我们肉眼所能看到的所有恒星都属于银河系，然而在银河系之外还有数百万个星系。

■星系有多大？

大得难以置信。即使以光速运动，飞船穿越银河系也要花费10万年。一个很寻常的星系中就可能有100万颗恒星，而超级星系则有多达10亿颗恒星。

■河外星系为什么又被称为“宇宙岛”？

茫茫宇宙中分布着大量的星体及各类星际物质。就像烟波浩渺的大海是由无数颗水滴组成的一样，宇宙中的星体和星云等各类星际物质的数量之巨也是超乎人们想象的。银河系以外的其他星系，被人们统称为河外星系。河外星系大小不一，外观和结构也显得多种多样。而庞大的河外星系相对于整个宇宙来说，只能算是微不足道的一小部分。

根据天文学家的观测，在苍茫的宇宙空间里，分布着至少超过1000亿个星系。每个星系大概由近1000亿颗恒星，以及弥漫于星际间的大量的气体和尘埃组成，每颗恒星的体积都可能和我们的太阳一样大。而我们的太阳所在的银河系只是那千亿个星系大家庭中的普通一员，如同宇宙汪洋中的一个小岛。因此，人们把河外星系称为“宇宙岛”。

■我们生活在哪个星系中？

银河系。银河系中大约有2000亿颗恒星，太阳便是其中之一。太阳围绕银河系转动。银河系是如此广大，以至于在过去的2.2亿年里，太阳只围绕银河系旋转了1周。

■为什么说太阳系不是银河系的中心？

在中国古代，银河又称天河、银汉、星河，牛郎织女在天河鹊桥相会的美丽传说一直流传到今天。夏天晴朗的夜晚，我们可以看到犹如一条白色飘带的银河横跨天际。那么，我们经常在神话故事中提到的“银河”与天文学上的“银河系”是不是同一个概念呢？

其实银河系是一个由2 000多亿颗恒星、数千个星团和星云组成的盘状恒星系统，而太阳系正处于这个系统中。银河系中的大部分恒星集中在一个叫作银盘的盘状结构里。从地球上看去，由于人类的肉眼分辨不出银河系主体部分密集的恒星，而是在晴朗夜空中呈现为一条边界不规则的乳白色亮带，这就是我们所说的银河。所以说，银河只是银河系的一部分，银河系和银河这两个概念是不同的。

后来，天文学家沙普利先后观测了约100个球状星团。他的统计表明，人马座以内的球状星团占总星团的1/3，而以人马座为中心的半个天球竟分布了90%以上的球状星团。沙普利对球状星团和造父变星进行系统的研究，推出太阳系不在银河系中心，而是处于银河系边缘，银河系的中心在人马座方向。

■太阳系起源时发生了什么？

1.太阳系大约在50亿年前形成，那时宇宙中有许多星云物质，而太阳系是由一块原始星云物质凝聚而成的。

2.原始星云的局部地区开始变稠变密，物质微粒在引力作用下不断结合，逐渐形成球状体。

3.球状体收缩变热，之后开始慢慢膨胀，大约经过10万年形成了一个“幼太阳”。

4.“幼太阳”急速旋转，把自身的大量物质剥离到太空中，自己不断收缩变热。

5.当“幼太阳”自身达到一定温度，就开始了核反应。核反应产生的强大能量能够让它释放星光和射线。

6.最早被太阳剥离的物质逐渐结合起来，在距离太阳不同的地方形成了许多越来越大的块状体。

7.大的聚合物演变成今天的行星，一些稍微小的聚合物变成行星的卫星，而更小的则形成了小行星。

■为什么会产生暗物质？

银河系看似由明亮的闪闪发光的物质构成，但在银河系周围是旋转着的无法看到的“暗物质”。天文学家认为宇宙中9/10的物质都是黑暗的，并因为它们对宇宙中恒星和星系的重力作用而被证明存在。暗物质是普通物质的残留物，例如在宇宙早期燃烧剩下的恒星物质。

■为什么进入黑洞的物质都逃不出去？

任何黑洞可及的物质，而且任何进入黑洞的物质都无法逃出。黑洞是由恒星爆炸后的残留物形成的，无人能看到黑洞，但黑洞有巨大的引力，任何物质和任何光线都无法逃脱。黑洞可将数目巨大的物质吸入一个难以置信的狭小空间内。宇航员在未来可能必须使用“蛀洞”——宇宙隧道（如果确实存在）——来穿越星际间的太空，这样才可以避免被黑洞吸入。

■制出恒星目录的第一人是谁？

一个生活在2000多年前名叫伊巴谷的希腊人。他是注意到恒星会改变在夜空中位置（这被称为“岁差”）的第一人。伊巴谷将观测到的恒星一一罗列，并标注出恒星的亮度和位置。伊巴谷有关天文学的作品已经遗失，然而他的观念却被后来的天文学家（例如托勒密）保留了下来。

■为什么说太阳是颗不同寻常的恒星？

事实上只因为它比其他恒星离我们更近——仅有1.5亿千米；在其他方面，它只是一颗非常普通的恒星。

太阳是一颗体积中等的“中年”恒星。没有太阳，地球将是一个阴暗、寒冷、毫无生机的世界。不过太阳炽热的光芒能损伤眼睛，所以我们无法直视它。

■太阳内部是什么？

太阳并不是实心的，是一个密度很大的气体球。它有一个名叫光球层的外层和一个名叫对流层的内层。在对流层以里为太阳最炽热的部分——内核，这里是核反应发生的地方。

能量穿越众多分层，最后到达太阳表面并释放到太空中。没有太阳提供的能量，地球将毫无生机可言。

■太阳为什么会有耀斑？

太阳上有时会出现磁暴，向太空中爆发出的炽热的气流即耀斑。耀斑发生时，还会向太阳大气或色球层以外很远的地方释放出光、热和宇宙射线，并会影响地球上的无线通讯。

■为什么太阳表面会有黑子？

太阳的光球层或表面上有黑斑，即太阳黑子，它是因太阳磁场改变而产生的，直径可达数千千米。我们所见的太阳黑子的数量在100个以内不等，爆发周期约为11年。

■为什么会发生日食？

当月球阻挡住来自太阳的光线从而导致地球上出现阴影时，便会出现日食。通常情况下，地球上的大部分地方只会看到日偏食。然而，当日全食发生时，白天就会变成黑夜。这个过程大约可以持续7分钟，之后，从地球上可以看到日冕。

■为什么日食时不能用眼睛直接观察？

每当日食发生的时候，许多人都想观看日食发生的全过程，即它是如何开始、如何发展变化直至最后如何结束的。但是在人们好奇心得到满足的同时，伴随而来的是，许多人因为直接用肉眼观看而导致双目失明，比如，几十年前，德国就有几十人因没有使用东西遮挡光线而导致终身残疾，一生与黑暗为伴。所以人们在观察日食时必须注意，直接用眼睛对着太阳观看是万万不可的！那么，直接用眼睛看日食会伤害眼睛，甚至使人双目失明的原因究竟是什么呢？

大家都知道这样的常识，用眼睛直接看太阳时，即使只看短短的一刹那，也会给眼睛带来极大刺激，眼前出现一片黑色光斑，很久也难以恢复过来。这是因为眼睛里的水晶体能起聚光镜的作用，眼睛对着太阳看，眼底的视网膜上会聚集太阳光中的热能，就会觉得刺眼。如果超过一定的时间，视网膜就会因被烧伤而失去视力。大部分时间发生的日食都是偏食，月亮挡住的太阳只不过是一部分，剩下的部分发出的光和热仍然和平常一样，所以用肉眼直接看很久的话，烧伤眼睛的可能性是很大的。

■太阳会永远发光吗？

1.在50亿年前，太阳和太阳系其他星体一起诞生。从那时到现在，它一直稳定地发光。

2.再过50亿年，太阳将会膨胀变热，地球上的海洋将会被蒸发干涸，生物将会灭绝。

3.随着太阳不断变热变大变红，地球将被烧成灰烬，被太阳外层吞噬。

4.逐渐地，红色的超大型太阳又开始收缩，最后变成与地球差不多大小的白矮星。

■为什么不能从地球上看到月球的全貌？

月球围绕地球公转和绕轴自转所用的时间相同（都是27.3天），因此月球总是以同一面面向地球。直到“阿波罗9号”飞船于1968年环绕月球飞行一周，人们才第一次见到月球的另一面。事实上，月球的另一面和与离地球较近的一面看似完全相同。

■为什么说月球 “年纪”很大？

月球比地球略微“年轻”一些，可能有45亿岁了。有一个关于月球产生的理论解释说月球是由撞击到地球上的一个微型行星形成的——撞击中产生的岩石碎片被抛到太空中，随后聚集到一起形成月球。由于地球的重力，月球被固定在地球周围的轨道上围绕地球转动。

■月球表面是什么模样？

月球是个非常宁静的星球，它没有大气层，因而也不会起风。它的表面也没有水，非常干燥，而且满是灰尘。月球表面有很多古老的陨石坑，有些直径可达1000千米。此外，还有高耸的山脉，其高度甚至可与地球上最高峰珠穆朗玛峰相比拟。

■为什么月球上遍布陨石坑？

月球上的陨石坑是太空岩石（流星）撞击月球表面产生的。月球表面布满了陨石坑，这些陨石坑就像人在软质黏土上扔石头造成的坑一样。月球没有大气层，所以无法使来自太空的碎片在落到月球表面前燃尽；而且月球上也没有气候变化，所以无法风化岩层。

■为什么会有新月和满月之分？

月球围绕着地球转动，由于月球的一侧总是位于太阳光的照射下，而我们看到的是被太阳照亮的一侧，这就意味着月球在一个月的时间内会不断改变形状。这些改变被称为月相。新月时，我们完全看不到月亮；一周后，我们大约能看到半个月亮（渐满）；到了满月时，我们就能看到一轮明月。这之后，月相又开始渐亏；到下弦月时，我们又只能看到半个月亮；到最后，天空便只剩下一弯残月。

■为什么有时在白天也能看到月亮？

正是由于你假设自己出于某种原因在白天看不到月亮，才使这个问题显得格外地有意思。其实无论在白天还是夜晚，月亮本身并没有什么不同。

在白天，太阳强烈的光芒掩盖了一切的光亮，因此就算这时候能够看得见月亮，它也往往不为人所注目。但在夜晚，月亮就成了天空中最明亮的物体。

月球一个月绕行地球一周，因此它在一天24小时内呈现不同的景象。地球上每天所能看到的月亮大小即月相取决于在某个特定的时间太阳能照亮的月球表面积。一般说来，除去初一、初二，在农历每个月的上半月，天气晴朗的话，在白天可以看到月亮。白天由于大气层对太阳光有散射作用，因此天空十分明亮。但是月球距离地球足够近且本身也足够大，所以才能反射部分阳光，显得比周围天空亮，使人们在白天也能看见它。

但地球上的人们却无法在白天看到星星。不过，就算空中有耀眼的太阳，在月球上的宇航员也能一样看到星星。这是因为月球上不存在大气层，太阳光也就不会被散射，所以即便是在白天，你也能看到布满在天空中的点点繁星。

■围绕太阳转动的共有多少颗行星？

共有8颗，其中包括地球。这八大行星是由大约46亿年前围绕太阳转动的物质形成的。水星、金星、火星、木星和土星都可以反射太阳光线而发光，因而都可以用肉眼看到。观察天王星和海王星时就需要借助望远镜了。

■哪颗行星离太阳最近？

水星是离太阳最近的行星。它在距离太阳5800万千米处围绕太阳转动。假设水星离太阳仅有一步之遥，地球离太阳就是两步半的距离。水星绕太阳转动的速度非常快。水星上的一天等于地球上的59天，而水星上的一年只有88个地球日。

■大行星是由什么构成的？

木星、土星、天王星和海王星这4颗大行星都是由气体构成的巨大球体。行星共有两种——岩质行星和气质行星，气质行星尽管体积比地球大得多，但密度却不大。

■其他恒星周围也有行星吗？

人们曾经认为太阳系是独一无二的，但是科学家已经发现了其他恒星周围也有行星。仙女座U星是一颗遥远的恒星（距地球44光年），其周围便有3颗行星围绕它转动，其中一颗体积是木星的4倍。其他恒星周围约发现20颗行星。然而，这只是目前观测到的又一个类似太阳系的星系而已。

■哪些行星已被飞船探测过？

载机器人飞船已从地球发射并飞经水星、木星、土星、天王星和海王星，且在火星和金星上登陆过，而且已经绘制出它们的运行轨迹。最易探测的行星是火星，因为至少火星周围的大气不会在飞船着陆时使飞船变形或熔化。

■内行星是由什么构成的？

4颗内行星均是由岩石构成的，有着坚硬的表面。它们都有地壳，地壳下是由炽热、半熔化的岩石构成的地幔层，中心为铁和镍构成的内核。它们都被称为类地行星，外围都有某种大气。然而，水星只有很少的大气，难以阻挡临近的太阳的炙热。其他3颗类地内行星与地球的类似之处也就仅限于此。

■为什么火星被称为红色星球？

火星的岩石内含有大量的铁粉，因而看似为红色。这些铁粉被火星大气中的二氧化碳气体氧化，因而实际上火星呈铁锈色。

■在火星上如何判断方向？

如果能到火星上，我们会发现那里和我们地球一样有南极和北极，不过磁场微弱了800倍。所以，使用灵敏度足够高的指南针在火星上仍能够找到路。如果你想要像水手们在几个世纪以前做的那样，根据太阳、行星或是其他星星的位置航行，也是有办法的。在火星上看到的夜空看起来和地球上看到的景象差不多，而通过对恒星的测量和已知的时间，将能把你的位置准确定位在火星表面大约方圆100米之内。

■为什么说水星与月球最为相似？

水星是一个很小的岩石球体，表面上布满了陨石坑。水星外围除了些许液态钠外，所有的气体几乎都被太阳蒸发殆尽。由于没有大气层使进入的碎片因摩擦生热而燃烧殆尽，任何从太空飞向水星的岩石都会撞击到水星表面而形成新的陨石坑。

■为什么说水星非常炙热？

水星在绕太阳公转的同时，也进行自转，这使得水星上昼夜周期非常长。水星表面上一点面对太阳照射长达6个月。如此近距离和长时间的照射，让水星表面的温度高达430℃，足可以熔化锡和铅这样的金属。

■空间探测器到过水星吗？

只有“水手10号”空间探测器到过水星。它是在观测完金星后，于1974年飞往水星的。“水手10号”拍摄到的照片第一次向人们展示了水星和月球有许多相似之处。之后“水手10号”空间探测器又去过水星两次。在1975年3月最后一次观测中，它距离水星表面仅仅有300千米。

■为什么从金星上看不到其他恒星？

这颗行星上有厚厚的大气层（由有毒气体云层构成），遮住了来自太阳和其他恒星的光线，因此其天空看上去是红色的。云层之厚，让人也无法从地球看到金星表面。金星上也有酸雨降落，同样也是有害的，因此迄今还没有航天探测器能着陆在那里连续工作1个小时以上的。

■为什么金星温度那么高？

金星的温度高达470℃，这个温度足以熔化某些金属。金星的大气由二氧化碳构成，像毯子一样会将来自太阳的热量滞留。它的作用原理与地球上的温室效应相似，只是产生的结果更严重而已。

■为什么金星看起来会改变形状？

从地球上看，我们发现金星会随着时间的推移而改变形状。这是因为金星的运行轨道离太阳比离地球更近。当它在远离地球的一侧时，我们看到金星是圆形的。而当它靠近地球时，它看起来就会变大，但却变成了扇形，最后变成淡淡的新月形。

■为什么说金星自转的方式很奇怪？

金星的自转方式很奇怪，方向与地球相反。地球是逆时针方向转动的，金星则是顺时针方向转动，因此如果不是云层的缘故，人类若站在金星上将会看到太阳从西方升起，在东方落下。金星的自转速度很慢，每243天才能自转一周。金星的体积几乎与地球相同，直径均为12000千米，但是它的质量还不到地球的1/5。

■木星是由什么构成的？

最大的太阳系行星为木星，但飞船无法在木星上降落，因为木星上根本没有陆地存在，它只是一个主要由氢气和氦气构成的旋转的球体。木星的自转速度是八大行星中最快的，速度之快甚至令大气中的云层都被卷入风速达500千米/小时的强大风暴之中。木星表面可见的大红斑是一种剧烈的风暴，其发生体积有2个地球大小。

■木星表面为什么有大红斑？

木星表面最显著的特征是有一个巨大的、红色的椭圆形地带。这一地带被称为木星大红斑。直到空间探测器近距离观察木星时，天文学家们才发现了这个大红斑。现在我们知道它是一个巨大的旋涡风暴系统，就像地球上的飓风。大红斑直径大约为40000千米，是地球直径的3倍。

■哪些空间探测器造访过木星？

“先驱者10号”空间探测器在1973年拍摄到木星多彩的大气层的图片。第二年“先驱者11号”到达，然后飞往土星。1979年，“旅行者1号”和“旅行者2号”开始探索木星，并传回了许多令人惊讶的照片和信息。1995年，“伽利略号”探测器在释放了一颗探测器到木星大气层中后，绕木星轨道做同步飞行观测。

■为什么说土星是风力最强的行星？

木星和土星的旋转速度都很快，木星大气层中的气体以高达500千米/小时的速度疾驰，而土星大气层中气体运动的速度则更快，达1300千米/小时，这是地球上飓风风速的10倍。

■为什么土星表面总是有很多云雾？

土星表面总是弥漫着一层云雾。由于土星快速自转，土星大气层中的云雾形成了一系列与赤道平行的云带。云带被土星大气层顶部的薄雾覆盖，所以一般不容易被发现。土星主要有3个不同等级的云层，它们之间被空白区分隔。最高云层是由氨气和铵基化合物构成，而最低云层是由水汽和冰结晶构成，它和地球上的云层相似。

■土星的卫星是怎样的？

土星的卫星数比其他的任何行星都多，它至少有18颗卫星。这些卫星中只有5颗直径超过1000千米。它们是土卫三、土卫四、土卫五、土卫六和土卫八。最小的是土卫十八，直径只有20千米。至今为止，最大的土星卫星是土卫六，它的直径是5140千米，是太阳系中第二大卫星，也是唯一一颗带有稠密的大气层的卫星。

■哪些行星有行星环？

木星、土星、天王星和海王星都有行星环。土星的行星环是最闪耀的，两个边缘之间的距离达27万千米。这些行星环由围绕土星转动的冰块构成，在地球上利用望远镜就可以看到。20世纪80年代，当载有机器人的飞船飞到靠近木星、天王星和海王星的地方时，第一次拍摄到了它们的行星环。

■为什么有时候天王星被叫作“新星”？

天文学家研究行星的历史已经有几千年了，他们观测发现行星的运行方式不同于恒星。但是古代的天文学家只能看到五颗行星，直到1781年他们才通过更先进的望远镜发现了另外一颗行星——天王星。天王星是三大“新星”中最早被发现的，之后人们分别在1846年和1930年发现了海王星和冥王星。

■为什么天王星有时被称为“颠倒的行星”？

在太阳系中，所有的行星都在绕太阳公转的同时绕着自己的地轴（一条假想的线，它贯穿星体的南北两极）自转。大部分行星的自转轴与公转轨道面都接近垂直，只有天王星例外，它的自转轴几乎与公转轨道面平行，也就是说它差不多是“躺着”绕太阳运动的。于是人们把天王星称作一个“颠倒的行星”。在运行过程中，天王星的南北两极有时可以直对太阳，所以温度要比其他地方高。这与地球不同，地球的南北两极总是非常寒冷。

■天王星为什么能从撞击中侥幸脱险？

天王星向一侧倾斜，可能是差点将其撞毁的太空撞击招致的结果。科学家估计是一颗巨大的小行星撞到天王星上，使其发生倾斜。天王星的一颗卫星“米兰达”看似被撞成碎块，后来却由于重力作用再次聚集到一起。

■天王星有卫星吗？

在地球上我们只能看到天王星的五颗卫星，它们是：天卫五、天卫一、天卫二、天卫三和天卫四。这些较大的卫星是由岩石和冰构成的，它们的表面有许多陨石坑和长裂缝。其他十颗小卫星是被“旅行者2号 ”空间探测器发现的。天卫三是天王星最大的卫星，直径为1600千米。

■为什么海王星是蓝色的？

海王星表面的颜色和地球一样，都是蓝色的。这是由于海王星的大气层中含有甲烷，它可以吸收太阳光中的红光，从而使来自海王星大气层的光看起来是蓝色的。海王星大气层中有时会出现黑斑，它是海王星上正在发生的大风暴。

■海王星的结构是怎样的？

海王星的结构跟天王星相似。它的大气层主要是由氢和少量氦构成。大气层下面是一个大而深的沸腾的海洋，主要由水和甲烷等液态气体构成。中间是一个岩石核，大小跟地球的内核差不多。

■“旅行者2号”空间探测器什么时候观测过海王星？

海王星是“旅行者2号”空间探测器12年旅程的最后一站。它在1977年发射升空，经过漫长的旅行，穿越过海王星大气层5000多千米，于1989年8月24日到达海王星上空。“旅行者2号”距离海王星的距离比观测任何其他行星时的距离都近，而它到地球的距离已经超过40亿千米，它传出的无线电信号需要4个小时才能到达地球。

■原先的冥王星为什么遭“驱逐”？

我们知道，70多年来，世界各国的中小学教科书上都写道：太阳系有九大行星。而现在这一说法已被改写。2006年8月24日，在布拉格举行的国际天文学联合大会上，2800名代表投票做出表决：通过新的行星定义，不再将传统九大行星之一的冥王星视为大行星，而将其列入“矮行星”。这意味着太阳系确定只有八大行星，全球的天文教科书都将进行修改。

冥王星是不是大行星，几十年来天文学界一直存有争论。根据国际天文学联合大会通过的新定义，“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状，并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。根据新定义，同样具有足够质量、呈圆球形，但不能消除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。因此冥王星被确定为一颗矮行星。

■为什么说托勒密是古代天文学的权威？

日月星辰的构成、运动常常让古人迷惑不解。托勒密（约90～168年）是第一个系统研究这些问题，并因此获得成就的科学家。

在继承亚里士多德等人学说的基础上，托勒密进行了大量的天文观测和大地测量，创立了宇宙结构学说，写出了13卷本的巨著《天文大全》。书中，他进一步发挥和系统总结前人提出的地球是宇宙中心的观点，肯定了地球是一个悬空着的没有支柱的球体，并且区分出行星和恒星，并认定日、月是离我们较近的一群天体，作出了把太阳系从众星中识别出来的关键一步。经过系统的天文观测和计算，托勒密编制了包括1028颗恒星的位置表，并且测算出月球到地球的平均距离为29.5倍地球直径，这个数值在古代是相当成功的。但是托勒密学说中的糟粕——地心说，因为符合人们的经验感觉，所以也长期被人们所推崇。特别是在他死后，他的地心说和《圣经》所说的地球静止不动，上帝把人类安置在宇宙中心的说法相符，因此后来长期被教会利用，成了一个不允许怀疑的教条，统治欧洲思想界达1400年之久。

■为什么说“日心说”冲击了宗教神学？

现在，“地心说”已经被人彻底摒弃。可是，“地心说”曾经被奉为真理达一千多年，直到哥白尼（1473 ～ 1543年）的“日心说”出现才第一次冲破了宗教神学的束缚，为人类打开了通往自然科学的大门，引起了人类对宇宙认识的革命，人们的世界观也因此发生重大变化。近代自然科学开始的标志也正是它。

为了取得天文观测数据，哥白尼在他任职的教堂箭楼上，建立了一座小型天文台。不论寒暑，每天他都用自己制造的天文仪器来观测、计算、研究，30年如一日，从没间断。哥白尼根据丰富的观测资料和细致的计算研究，写出了划时代的天文学巨著《天体运行论》，创立了“日心说”。

在《天体运行论》中，哥白尼明确宣布，太阳是宇宙的中心；地球和别的行星一样，是一颗绕太阳公转的普通行星，而且地球还在不停地自转。

哥白尼的结论和《圣经》上的说法完全相反，由于顾忌教会的迫害，不敢公诸于世。这本不朽著作《天体运行论》直到多年以后，才在他的朋友们的帮助下得以出版。

■为什么会产生“宇宙大爆炸理论”？

“呜——”火车进站了，司机拉响了汽笛。汽笛声对司机来说，音调是固定的。但是站台上候车的旅客却听到了两种音调：火车的汽笛声先是升高，火车从身边驶过时，音调却又降低了。1842年，奥地利物理学家多普勒解开了这一自然之谜。这一现象被称为“多普勒效应”。它引发了宇宙大爆炸理论的研究。

为什么会有“多普勒效应”呢？多普勒解释说声音实际上是一系列的声波，它是通过空气来进行传播的。声波在声源趋近时被压缩，音调相应地升高；相反，随着声波舒展远去，音调也随之降低。多普勒证实，光波也存在“多普勒效应”。当光源与观测者反方向运动，光源的光波发生谱线红移，波长变长；相反，当光源向着观测者运动时，谱线就向紫端位移，光波也随之变短。

美国天文学家哈勃在20世纪20年代末观测时注意到，除了距离我们最近的星系外，星系在天空中的分布是均匀的，但是谱线红移现象几乎发生在所有星系的光谱中。哈勃认为，如果多普勒效应引起了这种星系谱线红移，那么就意味着星系在远离地球。

几乎同时，另一位科学家哈马逊也在进行相同的研究。他想得到那些更遥远的河外星系的光谱。这些星系更加暗弱，哈马逊表现了极大的耐心和非凡的才能。他先从成千颗闪烁的恒星中选出所要考察的暗弱星系，使其像刚好落在光谱仪的狭缝上。他的工作时间是从深夜到凌晨，在这期间，他要不停地调整望远镜，几乎每几分钟一次，有的时候还需要接连几夜对准同一星系观察，这样辛勤的观测工作，哈马逊进行了28年之久。终于，哈勃和哈马逊在1931年联名发表文章，用扩充的观测资料进一步肯定了“哈勃定律”。

哈勃定律揭示了宇宙在不断地膨胀。但是， 1929年刚公布哈勃定律时，哈勃和哈马逊非常谨慎，他们采用星系视退行这一名称。

其实，早在1917年，荷兰天文学家德西特就证明，由1915年发表的爱因斯坦广义相对论可以得出这样一项推论：宇宙的某种基本结构可能在膨胀，而且这种膨胀速度是恒定的。但是，那时还没有充分证据证明这一说法，对德西特的这种宇宙膨胀理论，科学家们大都持不屑一顾的态度，认为是无稽之谈。

后来，比利时天体物理学家勒梅特根据弗里德曼宇宙模型，把哈勃观测到的现象解释为宇宙爆炸的结果，宇宙膨胀的概念才又一次被提出来。勒梅特还从一个特殊的端点开始考虑膨胀，他进一步提出宇宙的起源是一个“原初原子”，也就是我们现在所熟知的“宇宙蛋”。这一说法引起了英国著名的科学家爱丁顿的注意，他提醒科学家们注意勒梅特的文章，这时，人们才注意到宇宙膨胀论。

美籍俄国学者伽莫夫继承并大大地发展了勒梅特“宇宙蛋”的思想。1948年4月，他联合天体物理学家阿尔弗和贝特共同署名发表了一篇关于宇宙起源的重要文章。

他们在文章中谈到，河外星系既然一直在彼此远离，那么，它们过去就必然比现在靠得近，全部星系在更久远的时候靠得更近；可以推测，极早期宇宙应当是非常致密的，那时，宇宙极其地热，而且物质的密度非常大；文章甚至说宇宙最初是一团“原始火球”，它发出的辐射在发生爆炸后随着宇宙的膨胀而冷却下来。文章描述了原初宇宙“浑汤”中的基本粒子是如何从氢经过质子和中子的核聚变，又是如何演化成为氦原子的等。

伽莫夫认为当时大爆炸产生的尘埃就是今天人们在地球上和宇宙中发现的原子。通过精确的分析和理论计算表明，在150亿～200亿年以前，大爆炸发生了。根据有关计算还得出，宇宙大爆炸之后，一般有5～10开的残余辐射温度。

现在，“宇宙大爆炸”学说已被科学界普遍接受。

■为什么称奥尔科夫斯基为“航天之父”？

“地球是人类的摇篮。人类决不会永远躺在这个摇篮里，而会不断探索新的天体和空间。人类首先将小心翼翼地穿过大气层，然后再去征服太阳空间。”苏联科学家齐奥尔科夫斯基（1857～1935年）曾经这样为我们预言。现在，他的预言已经开始实现。他为航空航天科学的发展贡献了毕生精力，做出了卓越成就，被人们称为“航天之父”。

19世纪末，在飞机还没有升上天空的时候，作为一名中学教师，齐奥尔科夫斯基在实验条件很差的情况下，做出了一流的研究工作。1903年，他的著名论文《利用喷气工具研究宇宙空间》发表了。齐奥尔科夫斯基一生写了700多篇论著，其中不仅包括航空航天的科技论文，还包括一些科学幻想作品和有关语言学、生物学等方面的著作。他还提出了火箭速度公式和多级火箭飞行原理，以及用液体燃料推进剂代替固体燃料推进剂的设想。正是依据齐奥尔科夫斯基的这些航天理论，人们发明了火箭，把宇宙飞船送上了太空。

■为什么会有太空垃圾？

因为大量人造物体的逐渐增加，事实上太空正变得相当拥挤，并且由于这些东西互相碰撞而造成了更多的碎片。

做一个估测，太空中有7000个大型的物体，大约位于500～900千米高的位置上。其中2000个是仪表装置，但仅有大约5%在运行。还有4万个小块和碎片是碰撞的产物或是火箭分解后的残留物。还要加上大约300万的微粒，可能是剥离的涂料或是尘埃，其中的一些可能会以28.8万千米/小时——足以使国际空间站的窗子出现裂纹的速度前进。

■为什么有些天文台建在海底？

中微子是宇宙空间中一种奇特的基本粒子。它是一种质量比电子还要小得多的不带电的中性粒子，但是它却具有极大的穿透力，可以穿透任何物质，甚至从地球的这一头穿到另一头。

天文学家非常看重它，因为中微子携带着来自宇宙天体的信息，可是，如果我们想在太空中或是地球表面的大气层中捕获它真是太难了。于是，科学家根据中微子的特点，希望能够利用地表的岩石和海水来阻隔来自宇宙的其他粒子，将搜寻、观测中微子的装置移到了地底下和海底，从而密切注视中微子，并设法捕获它。

美国在夏威夷的“特玛姆特”海底天文台，就位于海平面以下4800米深处。清澈的海水被作为汇集光源的装置，同时为了避免水波和发光鱼类的干扰，科学家也动了不少脑筋，对装置作了技术处理，以保证观测效果。

科学家宣称，用海底天文台来观测和接收天体某种信息的效果，是地面天文台所望尘莫及的。比如同样是观测太阳，海底天文台就能观测到太阳核心部分瞬间发生变化的情况，这是任何一架地面望远镜都无法办到的。

■为什么天文台的观测室是圆的？

一般房屋的屋顶，不是平的就是斜坡形的，唯独天文台的屋顶与众不同，是银白色的圆形屋顶。

这些银白色的圆顶房屋，实际上就是天文台的观测室，它的屋顶呈半圆球形。

走近一看，半圆球上还有一条宽宽的裂缝，从屋顶的最高处一直裂开到屋檐的地方。走进屋子里看，裂缝是一个巨大的天窗，庞大的天文望远镜就通过这个天窗指向辽阔的太空。

科学家为了便于观测才将天文台观测室设计成半圆球形。因为在天文台里，人们用来观测太空的天文望远镜往往非常庞大，不能随便移动。而天文望远镜观测的目标，又分布在天空的各个方向。因此天文台的屋顶不仅被造成圆球形，并且在圆顶和墙壁的接合部还装置了由计算机控制的机械旋转系统，这使观测研究更方便。这样，用天文望远镜进行观测时，可以根据观测的需要，转动圆形屋顶，把天窗和望远镜转到同一方向，再上下调整天文望远镜的镜头，就可以使望远镜指向天空中的任何需要观测的目标了。

在不用的时候，把圆顶上的天窗关起来，可以保护天文望远镜不受风雨的侵袭。

■在太空中宇航员为什么要靠摆动来称体重？

体重对于身体来说是一种将其吸引到地球的力量。如果人在没有地心引力的外太空，那么确实没有重量。但是身体仍然有质量，因为质量是一个物体所包含的物质的数值的量度。当然，重力和质量是相关的：重力是质量和重力加速度的乘积，因此吸引产生的力越大，重量越大，而质量则没有改变。

在太空中称质量，必须使用一个靠地心引力独立工作的仪器——惯性秤。记住，你的惯性也是衡量你质量的一种方式，或者说你的“质量”越大，你移动起来就会越困难。所以宇航员将他们自己用皮带绑在摆动的仪器上，利用轻微向前向后摆动的惯性秤可以计算出需要多少力才能让他们动起来。由此，宇航员的质量就可以计算出来，并且也可以推算出他在地球上的重量。

■为什么宇航服不会在真空的宇宙中破裂？

宇航员身着的宇航服是由数层超强纤维和其他材料制成，它有足够的牢固度，以保证不会在真空的宇宙中破裂。

这9～10层的保护层包括各种材料和织物层，如直纤维（一种结合了凯芙拉纤维防断保护的特富龙纤维）、由涤纶平纹织物加固强化的镀铝迈拉薄膜层、覆有氯丁橡胶的尼龙织物层、涤纶织物、覆有聚氨酯的尼龙织物层、聚氨酯浸渍薄膜、多纤维丝伸展尼龙、内含水冷剂的乙烯-醋酸乙烯管，以及为宇航员穿着舒适而设计的尼龙薄绸衬里。

但是宇航服防护的主要目标并非真空拉力，更直接的威胁其实源自于宇航服密封失效和温度的剧烈变化：微小陨石的撞击破坏会在宇航服上击出小孔，造成内压外泄；宇航员处于地球朝向太阳的一面时宇航服表面温度会急剧升高，相反处于背向太阳的一面时温度则会急剧下降。

宇航服内的生命支持系统为宇航员提供呼吸用的空气并维持温度控制系统的稳定，后背上的背包则用来为生命维持系统提供所需的压力。

1999年“发现号”航天飞机的宇航员进行了太空行走，对哈勃太空望远镜进行修复。

■共有多少人已登上月球？

自从“阿波罗11号”的宇航员于1969年首次登上月球起，共有12人登上了月球。从1969年到1972年，美国共向月球发射了7艘“阿波罗”飞船。“阿波罗13号”虽登月失败，但在一场爆炸后仍安全返回地球；其他6次每次都将两名宇航员送上月球。

■飞船首次登陆火星是在何时？

两艘美国“海盗号”飞船在1970～1976年间登陆火星。飞船围绕火星旋转，机器人登陆者采集回土壤的样本，并将数据和电视图像发送回地球。1997年，美国“火星探路者号”飞船将一个名叫“旅居者号”的探测器发射至火星。2004年，美国快车轨道器将两个探测器发射到火星的不同侧面来探测火星表面。

■宇航员为什么会飘浮在太空中？

一旦进入轨道，太空飞船和宇航员就会脱离地球引力的作用，因而会感到轻飘飘的，飞船内的任何不固定的东西都会四处飘浮。这可能要花点时间去适应，然而大多数宇航员都很享受失重的感觉。宇航员必须做运动，才能使肌肉和骨骼保持原形。

■太空飞船为什么能发射升空？

太空飞船共有两种发射机制：多阶火箭和可重复利用的航天飞机。美国航天飞机于1981年开始执行送飞船进入轨道的任务。它是借助两个固态燃料火箭助推器发射的。助推器会在2分钟后落到地面，而且可以重复使用。8分半钟后，主燃料罐会脱离飞船，而航天器会进入预定轨道。航天器返回地球时，会因为进入地球大气时的摩擦而发热并发光。航天器利用机翼滑翔落到地面。

■哪个太空飞船首次探测过巨行星？

美国探测器“先锋11号”于1973年发射，飞经木星后于1979年登陆土星，1986年飞经天王星，并于1989年飞经海王星。“伽利略号”飞船于1995年探测过木星。有些远距离探测器可能会远在太阳系之外永远运动下去。

■科学家为什么会向太空发射望远镜？

地球大气模糊了我们观察恒星的视线，因而于1990年人类发射了哈勃太空望远镜，以便为科学家提供一个遥望太空的清晰视角。它在地球高空中特定的轨道内运动，那里的视线非常清晰。哈勃望远镜首次为科学家观测恒星提供了清晰的视角。虽然最初望远镜并没有按预想的那样工作（必须由宇航员进行维修），但取得的效果却是惊人的。

■望远镜为什么能观察恒星？

早期的望远镜是折射望远镜，利用一个透镜来采光。1671年，英国科学家艾萨克·牛顿制成了一部利用镜子来采光的望远镜，这是第一部折射望远镜。今天，天文学家使用的大部分光学望远镜都是折光望远镜，而且望远镜都与电脑相连，从而增强了拍摄到的遥远天体的图像效果。光学望远镜现在还在用，甚至被用在射电望远镜和太空探测船上。

■为什么望远镜会置于山顶？

利用光学望远镜观测夜空需要有一个清晰的视野，然而城市上空因为空气污染、废气的排放和耀眼的灯光而变得灰蒙蒙的，因而，望远镜要置于山顶上的天文台——那里空气较为稀薄和纯净。从太空中观测恒星效果最佳。

■为什么说伽利略是透过望远镜观测太空的第一人？

使用望远镜观测天空的第一位科学家为意大利的伽利略·伽利雷。他于1609年发明了望远镜，并利用望远镜观测到围绕木星旋转的4颗卫星，还第一次清晰地看到了月球上的陨石坑。

■射电望远镜为什么可以探测射线？

射电望远镜不能采光，但可以接收到来自恒星的不同辐射，例如无线电波和X射线。射电望远镜可以探测到这些肉眼无法看到的射线，能够显示出行星周围的磁场或者让我们透过太空尘埃构成的“云”层观测到更遥远的宇宙。

■天文学家在哪里工作？

天文学家在天文台里观测星体。天文台的巨大圆屋顶中装置着大型望远镜，它用曲面镜接收恒星发出的光线。有些曲面镜很大，直径有10米左右。如今，天文学家已经很少使用这些望远镜来观测星体，而是更多地把它们当作巨型照相机来拍摄照片。大多数天文台被建在大气稠密层之上的高山区，因为那里的空气干净，利于观测星体。

■空间望远镜有什么特殊之处？

近年来，天文学家通过空间望远镜获得了许多重要发现。空间望远镜能够在太空中拍摄到更清晰的图像。另外，空间望远镜能够接收不可见光，如无法穿过大气层的X射线。

■哈勃太空望远镜是怎样观测宇宙的？

如果你透过望远镜观察宇宙，你能很清晰地看到一颗遥远的恒星或一块星云。借助望远镜，你可以看到几十亿光年以外的地方，可以看到几十亿年前所发生的事情。天文学家们正是借助哈勃太空望远镜（HST）做到这一点的！

和其他望远镜一样，哈勃太空望远镜的一端也有一个带有开口的镜筒。镜筒的镜子可以把光线汇集到它的“眼睛”所在的焦距处。哈勃太空望远镜的“眼睛”是由几个不同的仪器组成的。事实上，正是有了这些仪器，哈勃太空望远镜才成为如此神奇的天文学工具。同时，哈勃太空望远镜也是一艘宇宙飞船。因此，它拥有动力系统，可以在轨道上运行。在我们研究这艘宇宙飞船的系统之前，让我们先来看看哈勃太空望远镜的功能。

光线通过镜筒的开口处进入哈勃太空望远镜，从第一个镜面跳到第二个镜面。第二个镜面通过第一个镜面的中心孔把光线反射出去，落到第一个镜面后面的焦点上。体积更小的半反射半透明的光学镜把光线从焦点处散射到各种科学仪器上。

哈勃太空望远镜的镜片（和大多数大型望远镜一样）由特殊的低膨胀玻璃制成，这种玻璃在温度变化下膨胀和收缩的程度不大。这种玻璃表面涂有纯铝（厚度为8.3纳米）和氟化镁（厚度为25纳米），可以反射可见光、红外线和紫外线。主镜重828千克，副镜重12.3千克。

通过观察一个天体不同的波长或光谱，我们可以了解该天体的许多特征和属性。通过HST上安装的各种仪器，我们可以看到所有长度的波长。每种仪器都是通过CCD（电荷耦合器件）而并非摄影胶片来捕捉光线的。CCD检测到的光线会变成数字信号，储存到机载电脑中，再传回地球。数字数据经过转化，就成为我们在新闻和杂志上看到的神奇照片了。