卓 然
假如你是一名天文愛好者,還幸運(yùn)有輛汽車作代步工具,這無(wú)形中拉近了你與天文學(xué)的距離。確切地說,在你的視聽范圍內(nèi)天文知識(shí)可以說無(wú)處不在——
別以為只有到空曠的天文臺(tái),把頭伸向神奇的天文望遠(yuǎn)鏡才能真正領(lǐng)略宇宙的奧秘。那只能滿足感官的好奇,并不能使你獲得更多的教益。天文學(xué)與其他的自然科學(xué)一樣,要想學(xué)有所成,就必須從基礎(chǔ)知識(shí)開始,而汽車這個(gè)快速移動(dòng)的鐵盒,正好與天文學(xué)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。因?yàn)榫嚯x和速度既是天文學(xué)的核心,也是汽車存在的理由,輕松了解以下7個(gè)知識(shí),你無(wú)疑就是一個(gè)準(zhǔn)天文愛好者了。
(一)
一碰上雨雪天氣請(qǐng)注意,落在擋風(fēng)玻璃上的雨滴或雪花似乎都來(lái)自前方某一個(gè)輻射源。你加大油門提速后,這個(gè)輻射源就會(huì)模糊,與你的目光平行。等你踩了剎車,輻射源又重新升高。這種現(xiàn)象叫“光行差”,即你的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致你周圍物體的位置發(fā)生偏差。它是279年前英國(guó)天文學(xué)家詹姆斯·布雷德利發(fā)現(xiàn)的。他還同時(shí)證明,“光行差”現(xiàn)象也影響到對(duì)星光的觀測(cè)。正如下雨或下雪一樣,夜空里星星的位置也有偏差,這是由于地球以每秒近30公里的公轉(zhuǎn)速度運(yùn)行。如此可以推算出,在地球上看到的星星的位置與其實(shí)際位置相差1/180度。
(二)
如果是生活中的有心人你會(huì)發(fā)現(xiàn),救護(hù)車從你身邊飛馳而過時(shí),尖銳的笛聲有著微妙的變化。當(dāng)它向你接近時(shí),笛聲因被空氣壓縮而顯得很高,一種刺耳的感覺傳遍你的全身;隨著救護(hù)車的遠(yuǎn)去,笛鳴的聲音被變長(zhǎng)了,直至最后消失,才讓你從無(wú)奈的煎熬中緩過神來(lái)。你可知道,光線也發(fā)生同樣的變化,距離得越近,它就越呈藍(lán)色;遠(yuǎn)處觀看,它就變紅??床灰姷男行窃谲壍肋\(yùn)行時(shí)會(huì)拉動(dòng)可見的母恒星,天文學(xué)家正是借助顏色的這種變化,對(duì)這些看不見的行星進(jìn)行跟蹤。光波的平展和變紅現(xiàn)象在每個(gè)星系都能發(fā)現(xiàn),這暗示著宇宙正在膨脹。
(三)
即使是冬天你也會(huì)明顯感覺到,就是不開空調(diào),駕駛一段時(shí)間后,車內(nèi)的溫度逐漸在升高,特別是車內(nèi)不止是你一個(gè)人時(shí)。原因何在?那是因?yàn)槲覀兠總€(gè)人都是一個(gè)熱量散發(fā)器。實(shí)驗(yàn)換算證明,每個(gè)成年人平時(shí)散發(fā)的熱量相當(dāng)于一個(gè)100瓦的電燈。另一個(gè)原因是陽(yáng)光照進(jìn)車內(nèi),而汽車內(nèi)的裝飾大多具有吸附熱量的功能,反射出去的只是很小一部分。陽(yáng)光被吸收的過程就是紫外線轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外線的過程,紅外線就是熱量。如上升至理論解釋,汽車玻璃窗中的原子與紅外線光波以同樣頻率振動(dòng),因此構(gòu)成了一道阻止熱量逃逸的屏障。推而廣之,地球的大氣層也發(fā)揮著同樣的作用,所以能夠把地球的平均溫度保持在15攝氏度,使地球有幸成為整個(gè)宇宙可能是唯一適合人類生存的星球。
(四)
你一定有過這樣的經(jīng)驗(yàn),駕車行駛中你一旦搖下車窗,車?yán)锩娴膱?bào)紙或塑料袋之類的東西就會(huì)被氣流急速卷出,讓你頓時(shí)感到一陣驚慌。對(duì)快速行駛的汽車而言,車外的空氣正在急速流動(dòng),其速度與車速成正比。曾經(jīng)發(fā)生過這樣的空難:高速行駛的飛機(jī)的駕駛窗突然爆裂,驟然侵入的氣流將乘客和座椅等具備一定重量的東西席卷而去,速度之快甚至超過了人的思維。這是因?yàn)槠嚭惋w機(jī)內(nèi)部與外部空間形成的巨大壓差所造成的,壓差越大形成的吸力越強(qiáng)。早在1738年,瑞士的科學(xué)家丹尼爾·勃魯奇便通過試驗(yàn)證明,氣體或液體在快速流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力就會(huì)降低。龐大而沉重的噴氣式飛機(jī)只憑兩扇翅膀便可以像鷹一樣自由翱翔,其科學(xué)內(nèi)涵就是丹尼爾揭示的奧秘。憑借這個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn),飛機(jī)包括航天飛機(jī)能夠沿著跑道輕松地著陸,不會(huì)像一塊石頭那樣掉下來(lái)。而沒有翅膀的返回式座艙,在返回地面時(shí)卻和石頭落地沒有什么區(qū)別。
(五)
據(jù)說喜歡仰望月亮的人多是心澄如鏡的智者。的確,月亮給了我們太多的遐想,特別是在汽車?yán)锟丛铝?,那情趣尤其浪漫。但有個(gè)現(xiàn)象不知你是否察覺:在早晨看見月亮,發(fā)亮的總是它的左半邊;在晚上看月亮,發(fā)亮的總是在它的右半邊。它包含的天文道理其實(shí)很簡(jiǎn)單,我們看見早晨的弦月時(shí),月球正好位于軌道運(yùn)行中的地球的正前方,也就是說,弦月下,無(wú)論你開車行駛在什么方向,你正被地球承載著,朝著地球在太空中固有的軌跡前進(jìn)。而到了晚上,月亮被地球甩在了后面,所以才有了月球亮度方向的變化。
(六)
在駕車旅行的途中,打開汽車?yán)锏臒o(wú)線電收音機(jī),請(qǐng)留意收聽效果。汽車靠近山區(qū)時(shí),調(diào)頻節(jié)目的收聽效果顯得很差,而調(diào)幅節(jié)目信號(hào)卻會(huì)變得非常清晰。這就是衍射結(jié)果,即波在遇到障礙物時(shí)會(huì)改變方向。數(shù)百米長(zhǎng)的調(diào)幅無(wú)線電波比只有3米多長(zhǎng)的調(diào)頻電波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。當(dāng)然,它有時(shí)也會(huì)給我們帶來(lái)麻煩。比如在使用望遠(yuǎn)鏡時(shí),衍射會(huì)造成影像模糊,這是因?yàn)楣獠ㄔ谟龅接脕?lái)指向并聚焦影像的副鏡時(shí)發(fā)生了彎曲。
(七)
最后一點(diǎn)可能有點(diǎn)抽象,請(qǐng)充分調(diào)動(dòng)你的想像。下雨的時(shí)候最容易見到,在路邊或停車場(chǎng)的周圍的小水坑中,浮在水面的油花泛著五彩微光眩人眼目。水本身就會(huì)反光,而浮油的光使水產(chǎn)生第二次反射,因而使某些光波,也就是顏色,要么得到加強(qiáng),要么使其抵消,這個(gè)過程叫做“干涉”。天文學(xué)家利用干涉現(xiàn)象,把彼此相距遙遠(yuǎn)的望遠(yuǎn)鏡所搜集到的光波或者無(wú)線電波合并在一起。這樣,協(xié)同工作的若干臺(tái)望遠(yuǎn)鏡就像一臺(tái)巨大的超級(jí)望遠(yuǎn)鏡,大到任何兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的間距那么大。
天文與汽車各有魅力,說到神奇,后者當(dāng)然無(wú)法與前者相提并論。假如你是一個(gè)沒有汽車的天文愛好者,最好還是趕快買輛汽車,因?yàn)橐惠v汽車在某種意義上就是一座活動(dòng)的天文臺(tái),它無(wú)疑會(huì)使你的天文知識(shí)突飛猛進(jìn),很快具備與專家對(duì)話的資格。