路明

人造衛(wèi)星、宇宙火箭和宇宙飛船上天以后，開(kāi)辟了人類認(rèn)識(shí)宇宙的新境界，它們給我們傳來(lái)了關(guān)于地球的許多有趣的新聞?，F(xiàn)在就讓我們看看這些新聞吧！天有多高？天邊在那里？

宇宙是無(wú)邊無(wú)際的。然而人們通常把大氣層看作為天，把大氣層的邊緣看作是天邊。那么，天究竟有多高呢？

以前，不論是氣球，無(wú)線電探空儀，氣象火箭，都只能上升到離地面幾十公里的空中。人們從許多間接的觀察研究中，估計(jì)地球的大氣層大概延伸到離地面1000公里的地方，再往上去就沒(méi)有大氣了。因此，天也只有1000公里高。

人造衛(wèi)星上天以后，傳來(lái)了新的消息，說(shuō)天不是1000公里高，而是2000－3000公里高。

人造衛(wèi)星是怎樣得到這個(gè)消息的呢？

原來(lái)人造衛(wèi)星是依靠測(cè)量大氣層的密度而知道這個(gè)消息的。

根據(jù)人造衛(wèi)星和宇宙火箭的測(cè)量，在700公里的高空，每立方厘米的空間中，還有100萬(wàn)個(gè)左右氣體分子，在800公里的高空，每立方厘米的空間中，還有16萬(wàn)個(gè)原子狀態(tài)的氧和氮的離子，在2000－3000公里高空也還找到了氣體分子，所以天就有2000－3000公里高了。

那末，人造衛(wèi)星又是怎樣測(cè)得了大氣層的密度的呢？

人造衛(wèi)星有三個(gè)方法可以計(jì)算出大氣層的密度。

1．在人造衛(wèi)星（或者其他宇宙航行器上）帶著壓力計(jì)，就在飛行過(guò)程中，沿途直接測(cè)出大氣的壓力，也就推算出了大氣的密度。

2．從人造衛(wèi)星或宇宙火箭上放出燃燒鈉以后產(chǎn)生的鈉蒸氣，鈉蒸氣在空中擴(kuò)散開(kāi)去，拖成一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴，在地面上看到就是“人造彗星”。如果大氣中原來(lái)的分子多，那末鈉蒸氣擴(kuò)散的速度就慢，原來(lái)的氣體分子少，鈉蒸氣擴(kuò)散的速度就快。我們從天文望遠(yuǎn)鏡里觀測(cè)這種速度的快慢，就可以算出納蒸氣經(jīng)過(guò)的地方原有的大氣密度有多少了。

3．大氣中氣體分子越多，對(duì)人造衛(wèi)星或宇宙火箭、宇宙飛船的磨擦阻力就越大，因而它們的速度就要變慢，從觀測(cè)它們速度的變化上，也可以計(jì)算出大氣的密度來(lái)。

在天的盡頭，除了氣體分子，還有些什么呢？現(xiàn)在我們也知道，那里還有離子，有自由電子和非常小的塵埃

地球是園球還是扁球？

過(guò)去人們把地球當(dāng)成是一個(gè)滴溜溜圓的圓球。后來(lái)從地理活動(dòng)、測(cè)量活勃和其他事實(shí)中，發(fā)現(xiàn)地球該是一個(gè)扁球。

但是，地球是怎樣一個(gè)扁球呢？象一只橄欖嗎？也許象一只蘋(píng)果吧？

其實(shí)，地球的扁度是很小的。西方科學(xué)家以前一直估計(jì)地球的南北直徑比東西直徑短1／297，也就是短42公里。如果把地球縮小成直徑為1米大的球，那末東西方向比南北方向厚約3毫米。這點(diǎn)厚薄之差，肉眼是分別不出來(lái)的。

1942年，蘇聯(lián)學(xué)者克拉索夫斯基測(cè)量過(guò)大地以后，精確地算出地球南北直徑應(yīng)該此東西直徑短1／298．3，現(xiàn)在，這個(gè)數(shù)字已被人造衛(wèi)星帶來(lái)的新聞證實(shí)。

人造衛(wèi)星又怎樣測(cè)知地球直徑的這個(gè)差別的呢？

原來(lái)從地殼表面到地心的厚度不同，因而地表面所受的地心吸力也不同。那末，平行于地表面飛行的人造衛(wèi)星所受到地心的引力也不同。為了平衡這不同的吸力，需要的離心力也不同。而離心力是由衛(wèi)星繞地球飛行的速度決定的，因而速度也就不同了。所以由衛(wèi)星速度的變化，可以算出地球直徑的變化來(lái)。

那末，地球是怎樣變扁的呢？要解開(kāi)地球變扁的謎，就要知道地球是怎樣運(yùn)動(dòng)的。

地球一方面繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一周就是一年，這是地球公轉(zhuǎn)；另一方面，地球還繞著貫串著它的南北極方向的“軸”旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一周就是一天，這是地球的自轉(zhuǎn)。

凡是作圓周運(yùn)動(dòng)的東西，都要受到離心力的作用。例如，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車內(nèi)的人都不自覺(jué)地倒向車子朝外的一面。地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地球上每一個(gè)部分都想借助離心力而脫離地球。

離心力的大小，和物體作園周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度有關(guān)系。地球兩極上的質(zhì)點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)一周繞過(guò)的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地球赤道上的質(zhì)點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)一周繞過(guò)的長(zhǎng)度，可是繞一周的時(shí)間相同，都是一天。因此赤道部分的運(yùn)轉(zhuǎn)速度就要比兩極的快得多。速度增加一倍，離心力要增加4倍。所以赤道部分所受離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩極。千百萬(wàn)年過(guò)去以后，在地球逐漸凝固的過(guò)程中，由于離心力的這種作用，終于使地球兩頭變扁，肚子變大了。

地球有一條長(zhǎng)“辮子”

很多年前，蘇聯(lián)科學(xué)家就說(shuō)過(guò)，地球可能有一條長(zhǎng)“辮子”。

現(xiàn)在，這個(gè)謎被人造衛(wèi)星和宇宙火箭揭開(kāi)了。它真的觀測(cè)到在地球背太陽(yáng)的一面，有一條很長(zhǎng)很長(zhǎng)的“辮子”，足足有10萬(wàn)公里，等于從北京坐火車到廣州來(lái)回20多次。

地球的“辮子”當(dāng)然不是由真頭發(fā)做的，而是由氧氣、氮?dú)夂蜆O細(xì)極細(xì)的小灰塵組成的。這條“辮子”的“頭發(fā)”很稀少，在每一立方厘米中，才有一千個(gè)氣體分子和灰塵的顆粒。

那末，地球的“辮子”是怎樣得來(lái)的呢？說(shuō)起來(lái)也許使人難以置信，這“辮子”竟是由太陽(yáng)光的巧手——太陽(yáng)光的壓力梳成的。

說(shuō)到這里，一個(gè)謎又來(lái)了。太陽(yáng)光不是那樣柔和嗎？哪里有壓力呢？我們?cè)跁裉?yáng)的時(shí)候，也沒(méi)有被“壓”的感覺(jué)啊！

太陽(yáng)光真有壓力11900年，俄國(guó)物理學(xué)家列別捷夫就測(cè)得了光對(duì)固體的壓力。1910年，他又測(cè)得了光對(duì)氣體的壓力。但是，即使光是垂直照射的，每平方米的面積上，也不過(guò)受到0．26毫克的壓力。這樣微小的壓力，人當(dāng)然感覺(jué)不出來(lái)，可是卻給予在宇宙空間移動(dòng)的氣體和微粒以很大的影響。

當(dāng)?shù)厍蚶@著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，一方面受著太陽(yáng)的引力，一方面還受到光的壓力。因?yàn)闅怏w和宇宙微粒的質(zhì)量很小，所以受到的引力也比光的壓力小得多，于是在光壓的作用下，地球邊上的氣體和微粒就被推向一邊，使地球拖著一條永遠(yuǎn)背著太陽(yáng)的“辮子”了。這條“辮子”使地球變得更漂亮了！

不過(guò)，也有些科學(xué)家認(rèn)為地球“辮子”不是太陽(yáng)光壓力產(chǎn)生的，而是由太陽(yáng)上輻射出來(lái)的許多高速的帶電微粒壓出來(lái)的。不論怎樣，反正地球有一條“辮子”是真的。

美麗的“腰帶”

根據(jù)宇宙火箭的探測(cè)，地球不但有一條長(zhǎng)“辮子”，而且還有兩條看不見(jiàn)的“腰帶”，

地球的兩條“腰帶”，一條圍在離地面500多公里處，另一條圍在離地面6萬(wàn)多公里處。

這“腰帶”就是由許許多多此灰塵還要小的帶電的電子和質(zhì)子做成的。

電子和質(zhì)子小到什么程度呢？根本就不能用尺寸來(lái)說(shuō)明。它們一萬(wàn)萬(wàn)萬(wàn)個(gè)排列起來(lái)，還沒(méi)有一粒芝麻長(zhǎng)哩！

這些小家伙不是安靜地呆在“腰帶”里，而是亂竄亂跑，速度是快得驚人，一眨眼的工夫——1秒鐘，它們已跑過(guò)了30萬(wàn)公里。

速度快，力量就大，所以它雖小，但是撞擊在物體上的力量卻大得驚人，哪怕是厚厚的鋼板也一穿就過(guò)。人碰到這些家伙，休想活命，因?yàn)樯眢w里的細(xì)胞立刻就被打得粉碎，人就死亡了。

地球“腰帶”的發(fā)現(xiàn)對(duì)于宇宙航行有重要意義。因?yàn)橛钪骘w船也是受不住“腰帶”里的電子和質(zhì)子撞擊的。故在選擇宇宙航路時(shí)，必須用各種方法避開(kāi)“腰帶”繞道而行。

半透明的“面紗”

地球和金星一樣，也戴著“面紗”。不過(guò)，這“面紗”比金星的更加透明。

在大氣層以外，地球被一層半透明的塵埃云包著，塵埃云中塵埃的密度比地球和太陽(yáng)之間的宇宙塵要高幾千倍，因而就成為看上去是半明半暗、若隱若現(xiàn)的“面紗”了。

這種“面紗”里的塵埃很小，1000個(gè)排在一起才有1毫米，但每晝夜它們落到地面上卻有10萬(wàn)噸。

這些細(xì)小的塵埃是從哪里來(lái)的呢？有一些是地球從宇宙空間捕捉來(lái)的，也就是靠地球的引力，把散布在宇宙空間的宇宙塵集中過(guò)來(lái)。另外，也是最主要的，是來(lái)自月球。

當(dāng)大隕石撞落到月球上時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的爆炸，隕石是粉身碎骨了，而同時(shí)卻產(chǎn)生了大量的塵埃云。塵埃云中的塵埃，也是運(yùn)動(dòng)不停的，跑得慢的，跑不出月球的懷抱；跑得快的，就掙脫了月球的引力飛向地球。

地球是“蔚藍(lán)”色的

在地球上看天是蔚藍(lán)色的，但從宇宙空間看地球，又是怎樣的顏色呢？是灰溜溜的？是黃焦焦的？還是藍(lán)晶晶的呢？

第一次看到地球在宇宙中的本色的是加加林。當(dāng)他看到地球的漂亮的可愛(ài)的色彩時(shí)，歡呼起來(lái)了：

“啊，地球原來(lái)是這樣一個(gè)蔚藍(lán)色的大球哩！”

加加林還告訴我們，整個(gè)宇宙空間都是黑洞洞的，所以，藍(lán)晶晶的地球?yàn)檫@黑色的底子一襯，格外顯得可愛(ài)了。

為什么從宇宙中看地球是蔚藍(lán)色的，而看宇宙本身卻是黑洞洞的呢？

地球上所以明亮，所以有黃昏、黎明和藍(lán)天彩霞的景色，這都是光的作用。

太陽(yáng)光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種單色光組成的。這些光在來(lái)到地面的路途中，要受到空氣的分子、微塵、小水珠等阻攔。對(duì)于紅光、橙光、黃光這些波長(zhǎng)長(zhǎng)的光來(lái)說(shuō)，它們就好象有一雙長(zhǎng)腿似的，很容易跨過(guò)這些陣礙，繼續(xù)前進(jìn)。而波長(zhǎng)短的藍(lán)光、青光等則是個(gè)兒太小，腿兒太短，路不過(guò)這些陣礙，碰在上面就向四面八方散開(kāi)了，就象一個(gè)小浪頭打在礁石上，立刻化為無(wú)數(shù)波紋散開(kāi)一樣。這個(gè)現(xiàn)象就叫光的散射作用。天之藍(lán)，就是被這些散射開(kāi)的青光、藍(lán)光抹成的。早晚，太陽(yáng)光斜射地球，經(jīng)過(guò)的大氣層厚，遇到的障礙多，散射掉的青、藍(lán)光也多，所以留下來(lái)的盡是些黃光、橙光之類，天空就出現(xiàn)了美麗彩霞。

白天，天空如此明亮，是因?yàn)楣饩€不斷的受到空氣分子、微塵等障礙而散射，這種散射是沒(méi)有一定方向的，亂七八糟，四面八方都有。所以，不論從哪一方看，都是滿天的光亮。如果空氣里沒(méi)有微塵，或者干脆沒(méi)有多少空氣，就象宇宙空間一樣，——每立方厘米中只有幾顆空氣分子，光線只能直線進(jìn)行，絕不會(huì)向四邊開(kāi)小差，那末，除了我們迎面站在光線前進(jìn)的路上可以看到光以外，向別處看就都是黑洞洞的一片了。

所以在宇宙空間回頭看地球，因?yàn)榈厍虼髿鈱犹貏e是地球外面那一層半透明的塵埃云的散射光的作用，使地球的顏色變成蔚藍(lán)色的了。