书城童书前人留下的谜案(学生最想知道的未解之谜)
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第17章 科技谜团(1)

宇宙是由大爆炸产生的吗?

宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中。《淮南子·原道训》注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。

这方面有许多神话传说,也有人提出了不少科学假说。

美国天文学家伽莫夫曾提出过一种新的观点,他认为宇宙曾有一段从密到稀、从热到冷、不断膨胀的过程。这个过程就好像是一次规模巨大的爆炸。简单地说,宇宙起源于一次大爆炸。大爆炸宇宙论是现代宇宙学中最著名、影响也最大的一种学说。

大爆炸宇宙论把宇宙200亿年的演化过程分为三个阶段。

第一个阶段是宇宙的极早期。那时爆发刚刚开始不久,宇宙处于一种极高温、高密的状态,温度高达100亿摄氏度以上。在这种条件下,不要说没有生命存在,就连地球、月亮、太阳以及所有天体也都不存在,甚至没有任何化学元素存在。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。宇宙处在这个阶段的时间特别短,短到以秒来计。

随着整个宇宙体系不断膨胀,温度很快下降。当温度降到10亿摄氏度左右时,宇宙就进入了第二个阶段,化学元素就是在这个时候开始形成的。在这一阶段,温度进一步下降到100万摄氏度。这时,早期形成化学元素的过程就结束了。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核,光辐射依然很强,也依然没有星体存在。第二阶段大约经历了数千年。

当温度降到几千摄氏度时,宇宙进入第三个阶段。200亿年来的宇宙史以这个阶段的时间最长,至今我们仍生活在这一阶段中。由于温度的降低,辐射也逐步减弱。宇宙间充满了气态物质,这些气体逐渐凝聚成星云,再进一步形成各种各样的恒星系统,成为我们今天所看到的五彩缤纷的星空世界。

大爆炸理论刚提出的时候,并没有受到人们广泛的赏识。但是,在它诞生以后的70余年中,不断得到了大量天文观测事实的支持。

例如,人们观测到河外天体有系统性的谱线红移,用多普勒效应来解释这种现象,红移就是宇宙膨胀的反映,这完全符合大爆炸理论。

根据大爆炸理论,今天的宇宙温度只有绝对温度几度。20世纪60年代的3K宇宙背景辐射的发现,有力地支持了这一论点。

有了这些观测事实的支持,终于使大爆炸理论在关于宇宙起源的众多学说中,获得了“明星”的桂冠。

然而,大爆炸宇宙论也还存在一些未解决的难题,还有待于深入研究和取得更多的观测资料,才能得到进一步的结论。

通古斯大爆炸之谜

1908年6月30日清晨,俄罗斯通古斯河畔的人们还在睡梦中。突然,一声天崩地裂的爆炸,巨大的蘑菇云随即腾空而起,强烈的热气流席卷大地。瞬间,6000平方千米的森林一截为二,巨大的声响传到了100千米之外,爆炸中心地区草木烧焦,金属熔化,牲畜死亡……

爆炸不仅仅使附近地区的居民惊恐万状,受害匪浅,甚至波及了遥远的地区和国家。据说爆炸发生时,英国伦敦的电灯骤然全部熄灭,一片黑暗;在荷兰,夜空中出现了白昼般的光亮;另一半球的美国,人们在黑暗中感觉到大地在抖动。

事后,众多的目击者对这一爆炸作了回忆和描述:爆炸时天空出现了强烈的白光,气温急剧上升,灼热烤肤,人们被气浪推倒,掀出几英尺以外,森林大火,房屋倒塌。但由于当时俄国还处在沙皇的统治下,政府方面没有组织任何有关的考察。直至十月革命后,年轻的苏维埃政权才开始了有系统、有计划的研究。

从1921年起,前苏联科学家库列克率考察队奔赴现场,实地考究。他们发现了大小几十个平底深坑,然而却没有为自己提出的“流星造成爆炸”理论找到依据。后来,人们又通过空中勘测,发现爆炸所破坏的面积达2000多平方千米。同时,人们还发现了许多奇怪的现象:爆炸中心的树木并未全部倒下,有的只是把树叶烧光;受害地区的树木后来生长的速度远远快于未受害地区;大爆炸引起的火灾极为短暂……于是,通古斯上空的大爆炸,成了举世瞩目的“世界之谜”。人们对爆炸的起因作出了种种推测。

到了20世纪40年代,人类在掌握核爆炸技术方面获得了飞速发展。将已掌握的核爆炸知识与通古斯上空大爆炸进行比较和计算,又发现一些相似现象,如在离爆炸中心约18千米处,发现有的树木因光辐射而起火;在离爆炸中心80千米的地方,有的人感到衣服像燃烧起来似的,有的人感到耳朵烧得很痛。爆炸后,出现了深刻的遗传性变化,一些植物停止生长,而另一些植物却比往常快几百倍地生长,尤其出现了在世界其他地方找不到的各种蜜蜂和其他昆虫。据此,人们倾向于这是一次核爆炸。但问题是:20世纪40年代人类才获得制造原子弹的秘密,那么,1908年是“谁”扔下了这颗巨大的原子弹?

在这之后,人们又提出了各种各样的说法。有的科学家认为,爆炸是来自其他星球载有生命的飞船造成的,散落在通古斯地区的金属球,就是曾在地球附近飞行的天外星球宇宙飞船的残骸;有的科学家认为,爆炸是宇宙黑洞所造成的,引起爆炸的是小型黑洞,而这种小型黑洞是在冰岛和纽芬兰岛之间的大西洋某一上空造成这场爆炸的;又有人认为,爆炸是由于一颗彗星陨落到地面引起的,彗星陨落时在空中同与它一样大小的物体相撞,发生了爆炸,产生了强烈的火光,还会产生明显的辐射和世界其他地方都能看到的光亮,也会出现辐射物质。然而,这些解释尚未得到公认。

从大爆炸发生至今,一个世纪过去了。通古斯不明爆炸事件,其结果超出了常规常理,远远不能运用地球上已知自然现象和人为因素来解释。

生命来自火中吗?

与传统说法中认为地球上的生命最早是从海里诞生的,即生命起源于水的说法相反,西方科学家认为“生命是从火中诞生的”,他们认为火是40多亿年前地球上最早出现的第一批生命(即原始生命)的起源。这种关于生命起源的全新的看法,引起了科学界的注目。

地质学界传统上认为在距今约35亿~36亿年前的地球形成的初期,由各火山口喷出的炽热的二氧化碳气体在大气层中筑成了一个具有温室作用的气墙,这个气墙能将太阳的热力吸收后凝聚在地球的表面上。因此,地球刚诞生时,地球表面的温度因热能积聚可高达540℃左右,在这种高温下,那时绝对不可能有任何的生命存在,生命的孕育成长是直到地球表面的温度逐渐降低之后才开始的。可是,对上述说法,有些科学家提出了怀疑和挑战。

1981年8月31日美国《新闻周刊》及1982年第5期美国《读者文摘》的文章中,均报道了1980年美国的圣海伦斯火山爆发而释放出来的高温和喷发出来的有毒化学物质将附近苏必利湖中几乎所有的生物全部杀死。然而,出人意料的是,美国俄勒冈州大学的科学家们近期却在该湖中发现了一些与40多亿年前的地球上最早出现的第一批生命——原始微生物非常相似的微生物。该大学著名的微生物学者约翰·贝洛斯根据这一现象得出“火山喷发释放出的酷热能够将一些最基本的原始气体变成蛋白质和其他大分子”的结论,认为那是地球上产生生命的最早的一步。

金属和硫由于火山爆发而出现在苏必利湖中,湖内由此淤积了大量的金属和硫黄,而火山口里的表面覆盖着硫黄的岩石也被这层金属和硫磺加热到华氏194度,从而形成一些奇怪的细菌繁衍的生存条件。该湖里的微生物是一种厌氧的奇怪微生物,它们不靠氧气生存,而用它们多孔的“皮肤”吸收铁、锰、氨、硫、碳等养料。

另外一个例子是,另有一些科学家在南美洲西北部厄瓜多尔共和国的加拉帕戈斯群岛火山爆发后冒出的一处深达25千米的地下热水中,首次发现了一种极为奇特的以吞食化学物质为生的微生物,这种新发现的细菌,证明了在火山喷发时的热液中,含有大量的硫酸及硫化物,这是某些生命存在和繁衍的条件。为了证明这一点,美国迈阿密大学的番迪·佛克斯模拟了上述条件做了实验,实验结果表明:蛋白质的构成原料——氨基酸能在几分钟内聚合成类似蛋白的分子,在24小时内形成类似细菌的生物体。科学家根据上述发现认为,40多亿年前地球诞生后的火山喷发的热液可能是原始生命产生的来源。科学家认为,通过对这些新发现的奇怪细菌的研究,不久将可以揭开地球上的原始生命到底是如何起源的奥秘,但愿有一天这个秘密不再是秘密。

天狼星色变

居住在马里境内的多冈人,是非洲仍然保持着原始丛林生活的土著民族之一。

1930年,两位法国人种学家深入到多冈原始部落中,收集了许多独特的神话和传说。他们意外地发现了天文学家争论了一个世纪的天狼星色变之谜,竟在多冈人的神话传说中找到了答案。

天狼星是夜空中肉眼能看到的最明亮的星星之一,尽管它距地球87光年即51万亿英里之遥。不少的古代天文著作都记载着天狼星是深红色的,而现代人眼中的天狼星却是白色的,为什么天狼星的颜色发生了变化呢?这个谜深深地吸引着科学家们。

多冈人告诉法国科学家,天狼星是由一颗大星和一颗小星——他们叫它“谷星”——组成的,小星是一颗黑色的、密度极大而又看不见的伴星,它在椭圆轨道上围绕大星运动。他们还知道小星运动周期的2倍是100年。他们世代相传,天狼星是天空中最小而又最重的星,有一种地球上没有的发光的金属物质,在一次事故中,天狼伴星突然爆炸并发生强烈的光,以后便逐渐暗淡了。尽管多冈人肉眼看不见这颗暗淡的伴星,老人们却能用手杖在地面上划出这两颗星的运行路线和各种图形。

天狼伴星是德国天文学家贝塞尔1834年提出的假说。他认为,天狼星运动中的微小摆动是一颗伴星重力吸引的结果。30年后,美国的一位望远镜制造家首次看到了它。它是一颗白矮星,天狼星与它相互绕转的周期为50年,它体积很小,直径略等于地球,光亮是太阳的1/360,而质量却大略等于太阳,密度较大,一茶杯大小的物质竟可重达12吨。对于天狼星的色变,英国和原苏联科学家不约而同地提出一个假设,天狼星的红色是它的伴星,一颗红色巨星所造成的假象,在一个不能确定的年代,这颗红色巨星爆炸了,变成了不发光的白矮星,天狼星也随之消失了光彩。这些事实和假说,与丛林中的多冈人的神话传说何等相似!多冈人对恒星、行星、卫星有准确的定义。他们知道太阳是离地球最近的恒心,太阳自转,地球也自转,他们还认为宇宙中居住着各种生物,包括有智慧的外星人。

我们不必怀疑古人的超乎寻常知识范畴。在巴西的一个洞穴里,科学家们发现了一幅壁画,上面刻有太阳和八大行星,大小、位置颇为精确。他们的传说也有一些不准确的地方。如他们的历法,据说是根据天狼伴星的运动而推算出来的,但它们的周期不是50年而是60年;又如多冈人的图画中,土星有4颗卫星,而现在发现了至少14颗;又如他们认为天狼星还有一个伴星,可是至今还没有发现等。但是,考虑到这些传说只是口耳相传,考虑到他们当时的低下的文化状况和生产状况,这些误差似乎可以不必苛求了。

最令人惊讶的是,他们世代相传,他们的祖先“诺摩”来自小犬星座,他们能准确地描绘出这颗星的星体特征,甚至它的产生和变化,这就使我们迷惑不解了。为什么多冈人把这样一颗不显眼的,不用望远镜看不到的星星作为自己的故乡呢?是一个无可改变的事实,还是一种故弄玄虚的狡黠?扑朔迷离,无法判断。如果相信他们,这些高度智慧的宇宙生物的后裔,为什么如此原始和简陋?如果不相信他们,他们的科学知识和生活视野能支持他们开这样一个“宇宙玩笑”吗?这又是一个不解之谜!

古埃及人是如何制作木乃伊的?

古代埃及除了建造了世人瞩目的金字塔外,它的木乃伊制造术也让世界称奇不已。在古代,一个法老死之后,都要把奥西里斯的神话表演一番:首先举行寻尸仪式,接着举行洁身仪式,把死者的遗体解剖开,取出脑髓和内脏,然后将其浸入一种防腐液中,除掉油脂,泡掉表皮。70天后,再把尸体取出晾干,体腔内填入香料,外面涂上树胶,以防止尸体与空气接触,最后用布将尸体一层层裹起来。这样,一具经久不腐的木乃伊就做成了。安放遗体之前,还要举行神秘而隆重的念咒仪式,为木乃伊开眼开鼻,把食物塞进它的嘴里。据说,这样它就能像活人一样呼吸、说话和吃饭了。最后举行安葬仪式,把木乃伊装入石棺,这样,金字塔就是它们永远的归宿了。

如果不是认为这样可以防止尸体腐烂,待神灵降临之际能够唤回死者灵魂与肉体的复活,恐怕古埃及人就不会这样残酷地处理尸体了。

激动不已的考古学家用战战兢兢的口吻告诉我们下述事实: