你不知道的太阳系
NO.39 太阳是如何形成的，在今后的100万年内，太阳会发生什么变化？
太阳每天东升西落，给我们带来光明和温暖，我们的生活离不开它。没有太阳，地球上根本不会有生命。
50亿年前，太阳和八大行星还不存在，全部原子都集中在恒星间的尘埃和气体组成的云团里。科学家认为云团里的气体主要是氢气。随着云团在太空中缓缓地旋转，它会聚集起越来越多的气体和尘埃。云团内部越来越大的引力使气体和尘埃向中心聚拢，其中有些颗粒由于引力的作用黏附在一起，形成小块。
与此同时，云团开始以一个方向旋转。我们可以做一个实验来看看它是怎么旋转的：先向杯子里倒入咖啡，用勺子在杯里随意搅动，然后拿出勺子，向杯里倒入牛奶，可以清楚地看到咖啡在杯里是朝一个方向旋转的。
对于云团也是一样的，各个质点的随机运动最终合成为朝同一个方向的旋转。于是，宇宙里就出现了巨大的旋转的云团。
天文学家们又为该现象添加了新的情节。他们认为，如果邻近的恒星发生爆炸，向四周溅射残骸碎片，就一定会有这些物质散播进入气体云，而爆炸带来的冲击波会进一步推动云团向内聚拢。
随着云团的密度变大，它的旋转速度越来越快，就像旋转的花样滑冰运动员收紧了手臂而转得更快。转得越快，云团的形状变化越大。云团的中心开始膨胀，因为越来越多的物质聚集在那里。而云团的外围则慢慢变扁平。很快，云团的形状就像是一个中间夹了球的比萨饼。中间的球就是我们现在看到的太阳的雏形——一个比现在的整个太阳系大好几倍的巨型气体球。天文学家把这个初生的太阳叫做原恒星。
那么太阳又是怎么从一个黑暗的气体球变成炽热发光的恒星的呢？这是一个很漫长的过程，历经成千上万年。原恒星和它周围的云团在万有引力的牵引下持续收缩。对于云团来说，其内部的原子相互碰撞产生热量。云团温度升高，特别是物质相对集中的云团中心，这里的碰撞也更加频繁、剧烈。原恒星内的气体开始发光，在其慢慢缩小变成太阳的过程中，温度不断升高，达到几百万摄氏度。
在高温高压的作用下，原子开始发生新的变化。氢原子开始聚变（结合在一起），形成氦原子。每次氢聚变成氦，都会有一些剩余的能量以光和热的形式释放出来。由于这个反应发生在太阳的核心，能量聚集起来，于是就照亮了整个太阳系：太阳这盏巨大的电灯开始工作了，它正式成为了天空中众多耀眼的恒星中的一员。
为太阳提供能量的反应叫核聚变。聚变是太阳中心发生的持续可控的爆炸，这里的温度高达1500万～2200万摄氏度。如今的太阳每秒钟要消耗掉400万吨氢来合成氦，产生的光能相当于4兆兆亿个灯泡的总和。
但是太阳总共只有这么多氢气，随着聚变的进行，太阳慢慢地发生了变化。太阳刚刚形成时，75%的成分是氢，25%是氦，而数十亿年后的今天，太阳的核心，也就是发生聚变的地方，氢含量已经降至35%。
你可能已经猜到，恒星中心的氢会逐渐被聚变消耗掉。与其他所有的燃料一样，氢最终会被耗尽，而且没有为恒星补充氢的“加油站”。恒星最终会以氦为核，包围着氢“壳”。外壳中的氢也同样会发生聚变变成氦，但此时的恒星已经进入晚年了。
恒星跟人类一样，也会经历生老病死。现在的太阳正当壮年。天文学家估计，太阳的生命还有50亿～60亿年。
太阳一天天衰老，核心的氢也逐渐耗尽，聚变会发生在更靠近表面。但氢聚变迟早会消失，形成的氦核体积会稍稍变小，然后开始一个新的反应：氦聚变。
几十亿年来形成的氦紧紧地挤在一起，氦原子融合在一起生成更重的碳原子。太阳会继续发光，但是几百万年后，太阳的轮廓会向寒冷的宇宙空间扩张，相应的，温度会从现在的5500摄氏度降至3200摄氏度，然后，太阳发出的光就变成了能量较低的红光，我们把这种恒星叫做“红巨星”。
太阳的体积将继续膨胀，直到吞没了水星和金星，此时，地球的温度将急速升高，海水会被蒸干，然后地球变成一个干旱的只有岩石的世界，就像今天的水星。到那时，我们人类可能早已搬到别的星球上去了。
当氦耗尽之后，碳就会聚变。但是核聚变不能永远进行下去，组成太阳的气体会慢慢向太空中流失，最终只剩下一个热核。
这样，太阳就从红巨星坍缩成了白矮星——也许只有地球这么大。因为白矮星的密度实在太大了，一汤匙白矮星物质就有1吨重。然后，再过几百万年，太阳就变成了又黑又冷的余烬——黑矮星。
比太阳质量大的恒星在它的生命中会经历更多变化。氢和氦耗尽之后，它们将碳聚变成氧。一旦恒星的中心变成氧核，氧聚变成氖的过程又开始了。氖还会继续聚变成其他元素，最后，比如硅会被聚变成铁，铁核最终坍缩，可能伴随一次巨大的爆炸。我们把这种爆炸的恒星叫做超新星，它将其所含物质向宇宙空间里四处喷洒。
质量最大的恒星最终会演变成黑洞。黑洞引力作用十分强大，以至于连光都跑不出来。黑洞就像太空的漩涡，它吸进各种各样的物质以此来获得更大的体积。有些天文学家猜测，黑洞或许就是进入其他宇宙的通道，或者可以成为穿梭宇宙的捷径。所以，虽然恒星的生命结束了，却换回了新的天体的诞生。
NO.40 太阳自旋吗？
我们知道，地球绕着地轴自转，朝向或背离太阳，形成了白天和黑夜。我们还知道，地球绕太阳公转，周期是365天多一点，也就是一年。但是我们往往会错误地认为太阳是静止不动的。实际上，太阳是不断运动着的。为了跟得上横穿太空的太阳，它的行星和行星的卫星也需要长途跋涉。
首先，太阳和地球一样，也会自转。其次，天文学家认为太阳会脉动，它的体积有节奏地胀大、缩小。另外，太阳会横穿太空，绕其旋转的行星就像飞蛾绕灯泡飞行一样，也要跟着遨游太空。
太阳之所以自转，原因和行星一样。46亿年前，太阳同地球和其他行星一起，由旋转的气体和尘埃云团演变而来。整个太阳系生来就是运动的。但是太阳不是固体，而是个闪光的气体球，这与地球有所不同，所以它的自转有它独特的方式。比如，太阳的不同部分可以以不同的速度旋转。在太阳赤道附近，也就是中间部分，自转周期是25天。而在顶部和底部，也就是极区，自转周期约为33天。而我们地球是固体的，整个地球的自转周期是24小时。
有很多关于太阳的奥秘，其中之一就是太阳中心的超热核。天文学家认为，这个热核有特定的自转周期，速度大约是其他部分的4倍。
在自转的同时，太阳还会脉动，即大约每5秒钟胀大、缩小一次，就仿佛整个巨大的恒星在呼吸。目前还不清楚太阳究竟为什么会脉动，但有人猜测，这种有规律的膨胀和收缩是由穿过太阳气体的复杂的声波引起的。
太阳上还存在另外一种形式的脉动。天文学家认为引力使太阳每半小时脉动一次：太阳中心附近浓稠的炽热气体向周围气体密度较稀薄的区域扩散，使太阳的体积胀大；随即，引力又将气体拉回到中心，于是体积又缩小了。
NO.41 太阳如何使行星按轨道运行？
科学家认为，万有引力是世界上最神秘的力，也是最奇妙的力。没有它，八大行星早已像弹珠一样，跑到离太阳老远的地方去了。
其实，如果没有万有引力，世界也上根本不会出现行星。是万有引力使物质之间彼此相吸，才形成了今天的星球。
太阳的万有引力很大，足以“牵”住八大行星、几十颗卫星、上千颗小行星和彗星绕它旋转，就像飞蛾绕着手电筒的光柱打转一样。要不是太阳的引力，这些天体会沿着直线运动。它们之所以沿着圆形轨道运转，是因为太阳的引力是持续的，这个力时刻改变着它们的运动方向。拴在树干上的小马只能围着大树打转，周围跟着小马。同样，行星绕着太阳打转，就好像太阳在它们身上拴上了看不见的绳子。
但随着距离的增大，两个物体间的万有引力会迅速减小。
万有引力随距离的变化是显著的。如果地球处在距离太阳3亿千米处，也就是目前距离的2倍，那么太阳对地球的引力将减小为原来的1/4；如果远3倍，那么太阳对地球的引力就减少为原来的1/9，以此类推。如果地球距离太阳足够远，就可以使地球脱离太阳的束缚。照此推理，如果宇宙足够大，超过了星体之间万有引力的作用范围，那么宇宙将不再是一个整体：星体之间不受约束，彼此远远地分开。
除了距离因素，物体的质量也会影响万有引力的大小。两个物体之间的万有引力与这两个物体的质量都有关。比如说，太阳和地球互相吸引，太阳受到地球的引力作用的同时，地球也受到太阳的引力作用，而且这两个力的大小相等。
有人认为，万有引力塑造了宇宙的形状。物体周围的空间由于物体的质量而发生扭曲，而且物体质量越大，扭曲越明显。为了形象地说明这一理论，我们可以想象两个人拉床单的情景：床单被拉紧，拉平，这时，如果向床单上放一个铁球，那么床单就会被压弯。如果再往上放东西，物体就会沿着斜坡向铁球滚去。同样，恒星周围的宇宙空间被恒星的巨大质量扭曲，这样才使附近的行星绕着它打转。
NO.42 太阳能照亮八大行星吗？
太阳发出的光在宇宙中各个方向传播，八大行星都能照到。但是八颗行星距离太阳远近不一，所以接收到的光线多少不一样。
我们可以看看远处的星星，它们其中有很多跟太阳一样大、一样亮，甚至比太阳更大、更亮，但是它们距离地球太远了，所以它们发出的光不能照亮地球。
水星是距离太阳最近的行星。在水星上看到的太阳的大小是地球上看到的3倍。白天，水星表面非常明亮，但天空却始终是黑的，因为水星表面没有大气层，也就没有能够反射阳光的东西，这与月亮上的情形是相同的。
水星上日落时温度最高，可以达到430摄氏度。而到了夜晚，由于没有大气层保温，热量可以肆意地辐散到宇宙空间中，温度随之骤降至-160摄氏度。
金星是距离太阳第二近的行星，金星大气层主要是二氧化碳气体。在大气层中飘浮着黑压压的硫酸云，气味刺鼻难闻。硫酸云挡住了阳光，所以金星上几乎长年阴云密布。
虽然金星距离太阳比水星远，但它的表面温度却比水星高，这是为什么呢？这就要从温室效应说起：大气层中的二氧化碳可以帮助行星保存热量，这与温室大棚可以为里面的植物保温是同样的道理。这样，金星上的温度可以维持在470摄氏度左右。
越过地球，我们再来看看距离太阳第四近的火星。在火星上看到的太阳的大小是地球上看到的2/3，能够到达火星表面的太阳光线只有地球的1/3。暴风把尘土扬起来，所以天空几乎是红色的。夏天，火星上的白昼温度和地球很接近，大约17摄氏度，但是晚上却很明亮。
火星之后的星球体积都比较大，它们的主要由气体组成，包括木星、土星、天王星和海王星。这四个星球都被厚厚的云层包裹，而且到达这些星球上的阳光更加微弱。
比如，从木星上看，太阳只有地球上看到的1/5大，到达木星上的光和热也只有地球上的1/25。或许在云层上面，我们还能看到一个小小的、微微发光的太阳。在厚厚的云层之下，火星的表面其实是液态金属氢的汪洋。在液面下，我们将失去光明，在一片黑暗中游来游去，只有极强的闪电才能偶尔照亮这里。
尽管到达土星的阳光比木星少，但这些光却足以照亮巨大的土星环。土星周围的环平面内有数千条环，这些环大部分由冰组成。太阳光照在土星环上，将它变成闪烁的光环。随着土星与太阳之间位置关系的变化，土星环会在土星表面投下巨大的阴影，于是土星的南半部分就更黑暗了。
NO.43 是什么使太阳系中的行星在旋转？
众所周知，太阳系中的行星都在围绕太阳旋转，但它们开始旋转的起点在哪里？是什么促使它们不停地运动呢？
要回答这个问题，必须追溯到太阳系的形成。太阳系是气体和尘埃在重力的影响下慢慢聚集形成的一个巨大的球体后爆发而成的。当尘埃聚集时，粒子互相撞击，球体中央变得越来越热，直到它变得足够热，最终形成了一个我们现在称之为太阳的物体。随着温度的升高，太阳达到了一个临点，它变成了“导体”，就像火突然燃烧起来一样。这一燃烧导致了气体和尘埃脱离了太阳而形成了行星的最基本的物质结构。
现在对于旋转，有一条运动定律叫做“角动量守恒定律”，它描述的是当某些东西逐渐变小时，它会旋转得越来越快。这就是为什么溜冰者环抱双臂紧贴身体使身体变小时，速度会加快。这同样适用于尘埃和气体：任何正在旋转的物体，当它的体积逐渐减少时，旋转都会越来越快。当物体旋转时，离心力会把中部推开，把顶部拉回来。这发生在一个球体身上时，会最终使这个球体不再是一个球体，而是成为围绕着太阳旋转的圆盘。行星也来自于这个圆盘，这就是为什么它们都在固定的平面轨上道围着太阳转。
最初的气态球体不一定需要太多的旋转来产生我们今天看到的太阳系的轨道，尽管最初是什么造成的轨道我们仍不清楚。但宇宙中的物体如果有任何变化，一般都可能是在旋转。事实上，来自银河系的每个物体都在旋转。
NO.44 在我们生活的太阳系之外，还存在其他“太阳系”吗？
行星、卫星、小行星和彗星围着太阳旋转，就像围着篝火狂欢的人群。太阳和绕它旋转的各种天体一起组成了太阳系。
太阳是个中等大小的恒星，这对于我们人类的生存是很有利的。夜空里有成千上万的恒星和太阳一样大，一样明亮，但是它们离我们太远了，看起来就是一个亮点。遥远的恒星还远不止这些，在银河系里，数以亿计的恒星需要借助于天文望远镜才能看得见。
但是我们的星系也并不是唯一的星系。在漆黑空旷的宇宙里，可能有上千亿个星系，每个星系都包含数十亿颗恒星。宇宙之大让人难以想象。
宇宙中有数不清的恒星，那么为什么我们的太阳是唯一一颗有行星绕行的恒星呢？天文学家一直在研究这个问题。看起来，即使不是所有的恒星都有行星环绕，至少有一些其他恒星有，这简直是显而易见的。
据天文学家估计，宇宙中大约有1兆兆亿颗行星。关键是，如何找到它们，而这项工作虽然是一件困难的事。因为同恒星相比，行星又小又暗。虽然有时可以反射其邻近恒星的光，它们自己并不发光。所以，即使使用最强大的天文望远镜，在地球上可能也无法看到遥远恒星的行星。一个普通大小的行星将消失在它的恒星的光芒中。可以想象一下这样的情景：在你前方3.2千米处有一只1000瓦灯泡，你所要做的是寻找这只灯泡附近的一粒灰尘。在地球上寻找其他恒星的行星就是这么艰难，所以天文学家试图尝试其他方法。他们认为最好的方法就是找出它们对自己恒星的万有引力作用。
万有引力是由质量引起的，所有天体之间都存在相互吸引的力。恒星吸引行星，于是行星绕恒星旋转。同样的，行星也会反作用在恒星上一个相同大小的拉力。而且，我们知道恒星在自转的同时也会在宇宙穿行，而它的行星也跟着它运动。
天文学家们试图寻找恒星在穿过宇宙时微小的摇摆。因为这些摇摆很可能是我们看不见的行星在绕恒星旋转过程中施加给恒星的力的方向不断改变而形成的。
1991年，英国天文学家们曾经宣布，他们发现了行星大小的绕脉冲星旋转的天体。脉冲星是一种高速旋转的，体积小、密度大的恒星，它在旋转的过程中，还会发出无线电波。天文学家之所以认为有行星绕它旋转，是因为他们发现无线电信号发生了波动——就像该脉冲星在摆动。几个月后，美国科学家在第一颗脉冲星上也发现了类似的波动，看起来绕脉冲星旋转的是两三颗行星。
但是1992年1月，英国天文学家又宣布了一个出人意料结果：他们之前的发现是错误的。科研小组没有把我们自己星球的绕日运动考虑进去，这也会影响对数据的分析。
但是美国科研小组的研究成果似乎没有问题。他们的发现和其他科研小组的类似发现几乎可以肯定我们生活的太阳系不是宇宙里唯一的“太阳系”。
NO.45 如果太阳消失了会怎么样？
在阳光突然消失以后的最初8分钟里，我们仍没什么感觉，因为我们还不知道太阳消失的事实。很快，事情将变得糟糕。
8分钟是光和重力波从太阳上到达地球的时间——光每秒能走30万千米，而太阳距我们有1.5亿千米远。将距离除以速度得到的时间是500秒，约8.3分钟。
在那之后，因地球不再有太阳可以围绕着旋转，轨道将开始变化；地球将可能会以直线前进而不再是在一个圆形的轨道里运动，不过这一点很难被确认。总之，地球将陷入一片黑暗之中而且突然转向到谁也不知道的宇宙里。
一场迅速的冰冻是否会发生还存有疑问，因为地球已经从太阳中吸取了很多热能，而且还有它所独有的、滚烫的、熔融的核守在它的中心，以及一个像毯子一样的大气层，所以地球的冷却可能需要一些时间。更有可能的是地球会经历类似于日落后的降温过程，但是随后温度将急剧地下降。
最悲惨的是失去了植物需要进行光合作用的阳光：庄稼将停止生长，而饲养动物的植物将很快死亡，动物将被饿死。但仍会有大量的生命能够在没有阳光的情况下继续生存——例如，化学自养的细菌和某些深海生物（生活在热喷口的管虫）——它们将比人类存活得更久，虽然很难说能有多久。
同样也很难预知当太阳不再是最强的引力，而月球对潮汐的影响变得更大时，海洋将会怎么运动。并且月球可能也会远离自己的轨道而使我们的行星处于潮汐减弱的境地。
NO.46 如果太阳突然消失，人类多久才能感知？
在大多数剧烈的爆炸中——假设那就是太阳如何消失的原因——任何喷出的微粒将总是比光走得慢得多。所以很明显在黑暗来临之前不会有来自于任何微粒的影响。
直到感觉到太阳的消失时，以光速传播的辐射以红外线形态到达了地球，它加热了空气（由于它只不过是低能量的光）。由于红外线的到来并做了这些事，一段时间后我们才感觉到太阳消失的影响。因为存在这个过程，一般认为在地球开始冻结之前太阳已经消失了大约一个星期了。所以在感觉到不同以前，你将会在一段时间内经历完全的黑暗。
NO.47 太阳的生命有尽头吗？
是的，太阳也是有寿命的，不过一般认为它将继续照常运行下一个50亿年，直到它到了大概两倍于它现在的年龄为止。在这段时间里，它会因为氢的热核反应而发出能量——一些氢原子会聚合成氦原子并释放能量。但是慢慢地，在日核中氦成为占主要地位的元素，并且最后那里所有的氢原子都将被耗尽。这时，太阳将从中年期进入老年期。
氢燃烧后将进入日核的外壳中，并逐渐从太阳中分散出去，在运动中耗尽燃料。这将引起恒星内部的不稳定，使太阳膨胀成一个巨大的、冰凉的红巨星，直到大到可以吞没地球的程度。在这个阶段，因为在日核内温度和压力的作用会发生一个逆转，最后到达一个可以使氦开始裂变的临点，再次在核里产生能量。这种恢复到正常状态的情况将是很短暂的，大概需要几百万年氦就将被消耗掉。
最终氦将按着氢燃烧的方式燃烧，进入日壳，而太阳的内部压力将再次克服引力，然后它将膨胀为一个红巨星。
但是这时太阳将不再能产生出足够的能量来燃烧它核内的元素，此时，它也就真正地到了尽头。膨胀将继续下去，而外大气层将被膨胀成一连串的同心的外壳，形成一个炽热的星云。只有太阳的核将保存下来，成为一个慢慢冷却、密集的白矮星。那将是太阳的一个很长的、缓慢的消亡过程。
NO.48 太阳走完50亿年时，地球会面临怎样的命运？
如果太阳变成红巨星只是一种猜测，它还将继续存在大约50亿年，那么我们可以安心地说地球还拥有太阳。每一个恒星都有一个确定的寿命，在它生命的终点，当它耗尽了燃料时，它就死亡了。不同的恒星有不同的消亡方式，一些爆炸了，一些变成了黑洞，还有一些则变成了红巨星并逐渐消亡。红巨星是一个不太温暖的巨大恒星，因此它是红色的，而不是浅黄色或白色的（有一点像一根拨火棍在火中加热成黄色并被慢慢冷却的情况）。当太阳变成一颗红巨星时，它将膨胀得大到可以吞没水星和金星，而可怜的暮年地球将沿着距离太阳表面仅仅几百万千米的轨道运转。这将蒸发掉地球上的空气，使地球不断升温，以至于最后没有任何东西可以生存。
NO.49 太阳的温度是怎么测量出来的呢？
太阳距离地球大约1.5亿千米，即使以每秒30万千米的光速，太阳光也要花上8.3分钟才能到达地球。所以我们看到的太阳，已经是8.3分钟之前的太阳了。
科学家告诉我们，太阳的核心部分大约是1500万摄氏度，表面约6000摄氏度，太阳黑子是温度最低的地方，约4000摄氏度。那么，这些温度是怎么测出来的呢？这是利用物质的光谱逆算出来的。物质的光谱跟人的指纹一样是独一无二的，了解光谱就可以知道元素的种类和量、温度。
就像火柴燃烧时一样，太阳的各部分也会因为温度不同，而有不同的颜色。太阳的温度就是这样测量出来的。不过，虽然照道理说，离太阳核心越远，温度应该会渐渐降低。但是，日冕（太阳外侧的大气部分）却有100万摄氏度的高温，原因不得而知，因为日冕只有在全蚀的时候才会出现，所以无从调查起。
NO.50 我们的近邻金星，是否有与地球相似的环境？
有时金星称为地球的姐妹星。地球是离太阳第三远的行星，金星是第二远的行星。两个行星大小相仿，密度相近，所以质量也相差不多。但是它们的相似点也不过如此，实际上金星更像是扭曲了的地球。金星上的气压很大、温度很高，覆盖的云层还有毒性。
金星上厚重的大气层主要由二氧化碳气体组成。金星的大气压力为90个标准大气压（相当于地球海洋深1000米处的压力）。穿过金星大气的一枚硬币会慢慢地飘落到地面上——就像掉进了水里。在金星上行走就好像在水下跋涉，一阵微风就能把人掀翻，因为那就像海洋深处的一阵湍流。
因为金星大气层中96%的气体是二氧化碳，所以温室效应极其严重。白天的时候阳光照进来，但热量跑不出去，因此，金星的表面温度可以维持在450摄氏度。火星上的云层则是脏的黄白色的，主要成分是硫酸，闻起来是臭鸡蛋的味道。云层里的化学反应甚至可以生成能够溶解铅、锡和岩石的酸。
金星表面被这种厚重的云层严严实实地裹住。人类曾经花了很长时间来猜测，在那厚厚的云层下面到底藏了什么。
通常，当我们想象一个未知星球的情景时，脑海总会浮现出熟悉的场景——类似地球上的。所以之前，人们以为云层下的金星应该是没日没夜的阴雨天，四处沼泽。但事实上完全不是。
20世纪60年代末和70年代初，前苏联向金星发射了一系列宇宙探测器，叫做“维尼拉号”。探测器发回的数据表明，金星是一个荒凉的岩石质星球，地表并没有形成沼泽的水，事实上也不可能有，因为在这么热的环境下，水早就蒸发了。
1990年，美国科学家为了看到金星云层下的景象，在“麦哲伦号”宇宙飞船上装载了雷达设备。雷达设备发出的无线电波可以穿过云层到达金星地表：有些地方吸收无线电波，另一地方反射无线电波——被飞船接收。这样就可以绘制云层下的金星地表地图了。
这次太空旅行为人类带来了意外收获：“麦哲伦号”发现金星表面分布着数千座火山。在赤道以南，“麦哲伦号”发现了7座平顶山，每座的高度都在2400米以上。这些山是凝固的熔岩形成的。因为金星上温度很高，所以熔岩冷却的速度比地球上慢得多，这样岩浆就有足够的时间堆积，从而形成较高的熔岩山。
“麦哲伦号”还发现，岩浆似乎在金星表面流淌了几百万年。其中，一条明显可以看出是很久以前由岩浆流蚀刻而成的峡谷，绵延约1000千米。
在地球上，风和雨会将地表的新生事物的痕迹冲刷掉，而在金星上，熔岩把自己的轨迹一一记录在案，向我们展示出火山在几个世纪里塑造地球的这个姐妹行星的整个过程。
NO.51 火星为什么是红色的？
想在星空中找到火星通常是很容易的，因为夜晚的星星大多是发白光的，而火星却是红色的。
在“海盗号”宇宙飞船登陆车1976年发回的照片中，火星上的环境看起来有点像美国亚利桑那州：地面遍布岩石，巨石高耸，沙丘连绵，平顶高地与橙红色的天空相接。即使是在夏日的清晨，水雾和二氧化碳“雪”也可以将红色的岩石装扮得银装素裹。
火星上的土壤中含有大量的氧化铁矿物，这些物质反射太阳光中橙红色的部分，所以火星看起来是红色的。也就是说，火星的土壤中含有大量的铁锈。观察一下生锈的铁锅，火星就是这个颜色了！
风把尘土散播开来，为火星表面原本暗灰色的火山岩盖上一层铁锈。沙尘暴会把更多的土扬到空中。有时沙尘暴肆虐，整个星球笼罩在弥漫的红色沙尘中。即使没有风，空气中仍然有红色尘土漂浮，将天空染成粉色。
这颗红色的行星与我们居住的地球还有很多不同之处。它比地球小很多，大概只有地球的一半大。由于火星质量小，它的重力也小，大约只有地球上的1/3，也就是说，一个60千克重的人到了火星上就只有20千克重了。
火星的空气非常稀薄，密度只有地球上空气的1%。我们地球上的空气主要由氧气和氮气组成，火星大气的主要成分则是二氧化碳。
和地球一样，火星上也有季节变化。在冬季的夜晚，最低气温可以达到-140摄氏度；而在夏日的午后，最高气温可达20摄氏度。在寒冷的冬日清晨，二氧化碳气体会在空气中凝固，形成浓重的冰雾。
地球上有大峡谷，火星上也有水手号谷（“水手号”宇宙飞船发现的火星峡谷），这是太阳系最大的峡谷了，延伸了3000多千米（如果这条大峡谷是位于美国境内的，那么它足可以横穿美国大陆，从太平洋直通大西洋）。如果向峡谷里扔块石子，石子将会坠落4～6千米。
地球上有珠穆朗玛峰，火星上有奥林匹斯山，海拔近24000米。这座壮观的火山的高度是珠穆朗玛峰的3倍，山峰的巨大基部可以覆盖整个密苏里州。
尽管今天的火星上的景象看起来与地球截然不同，但它曾经是太阳系中与地球环境最接近的行星。从图片上可以看到火星表面纵横交错的干枯河床，所以天文学家认为在这个荒凉沙漠星球上曾经有过河流，河水冲刷地面，形成了今天图片上看到的沟槽。
水在火星表面流淌了很久，也许是20亿年，然后慢慢地，一部分水渗入了土壤中，还有些封冻在地下深处的永久冻层中，而大部分水分则储存在北极附近的冰盖中（火星的南极主要是冰冻二氧化碳）。
那么，火星上的液态水又为什么消失了呢？有人认为是由于火星上的万有引力小，不足以维持原有大气。随着大气逐渐变得稀薄，大气压也随之降低，结果加速了地表水分的蒸发，然后散失到宇宙中去了。
天文学家还猜想，很久之前，当火星上的空气还比较稠密的时候，可能还含有氧气，依据就是尘土中的铁锈——铁在遇到氧气的时候会发生化学反应生成的。既然火星上布满了红色的铁锈，这就说明火星上曾经的大气与今天完全不同，甚至有可能是可供人类呼吸的空气。
NO.52 在火星上如何判断方向？
如果能来到火星上，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你仍能够找到路。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，你将能把你的位置准确定位在火星表面大约方圆100米之内。
NO.53 火星上能过圣诞节吗？
实际上如果你真的到达了火星，你并不会对时间的流逝感到不舒服，因为25小时一天的火星日是很接近于我们地球的。但是那里的一年将会更长，因为火星绕太阳转一圈需要687天。根据这种情况，在大约每两个地球年里你只能过一次圣诞节。当然，如果你坚持认为每365天就有一次圣诞节，那么在火星上一年会有两次圣诞节。尽情享受它吧！
NO.54 我们的地球为什么是倾斜的？
如果你能有幸看到地球绕太阳旋转的情景，你一定会觉得我们地球的姿势实在是不优雅。因为地球在公转的同时自转，自转轴与公转平面并不是垂直关系，而是有23.5°的倾角，就像狂风中的帆船直不起腰。天文学家认为，46亿年前的宇宙大爆炸造就了太阳系，同样是这次破坏性的爆炸塑造了地球今天的形貌。
太阳、地球和其他七大行星的共同祖先原本是宇宙中旋转着的气体和尘埃云团。无数运动的物质颗粒碰撞后黏附在一起，物质团越长越大形成小星球，小星球之间又在相撞后合二为一，直到一颗行星大小的星球诞生。我们的地球也是这样形成的（地球的卫星可能是在地球还处在红热状态下时，某个较大体积的星体撞在地球上形成的）。按照克拉克·查普曼（美国亚利桑那州的图森行星科学研究所的一位研究员）的理论，在形成过程中，地球经受了无数次的冲撞，但最后一次强冲撞最终确定了地球今天的位置和姿势。
这个倾斜的角度却使地球上生活变得多姿多彩：北半球的枫叶在深秋十月变成红色；孩子们在酷暑的八月跳进池塘戏水；在严冬一月有时白雪皑皑…总之，地球的倾斜带来了四季的变化。
由于地轴与公转轴之间有夹角，所以一年当中，北极有半年时间倾斜朝向太阳，另外半年倾斜远离太阳。在北半球，当北极倾向太阳时，我们会获得更多的光和热；而当北极远离太阳时，天气就会变冷，夜晚也更漫长。南半球刚好相反，当波士顿时值严冬之际，巴西的圣保罗正沐浴在夏日的阳光中。
如果没有这个倾角，四季几乎会消失。因为地球公转轨道不是正圆形，所以一年当中与太阳之间的距离是不断变化的。地球太阳近些，温度就高些；远些，温度就低些。但这毕竟是微小的变化，与四季的变迁相比，这些变化几乎可以忽略不计。如果不是这个倾角，我们的语言里大概就不会有“春”、“夏”、“秋”、“冬”这四个字吧。
科学家认为，是最后的一次强撞击最终确定了地球的倾斜角度。
NO.55 为什么会出现日食和月食？
我们知道，地球绕着太阳转，月亮绕着地球转。当日、地、月三个星球在运动过程中恰巧排成一线时就会出现的奇特现象，这便是日食和月食。月亮运行到地球和太阳之间时，部分或全部挡住了太阳射向地球的光，此时出现的现象叫做日食；而地球运行到月亮与太阳之间时，就会挡住太阳射向月亮的光，此时便会出现月食。日食和月食的现象只持续几分钟，其中日全食最为罕见，也最具戏剧性。
发生日全食时，起初仿佛什么东西正在慢慢地吞噬太阳。随着太阳慢慢变小，天空也一点点变暗，星星逐渐显现出来，气温迅速下降。用不了一会儿功夫，太阳就全部被挡住了，只剩下一个光环，挂在漆黑的天空中。这个环其实是太阳周围发光的气体——日冕。
古代中国人将日食的情景想象成是天狗在吃太阳。实际上，几分钟之后太阳便从阴影里走出来，随后世界又恢复了光明。传说中的“天狗”其实就是我们的月亮，它偷偷地溜到地球和太阳之间，上演了这场天狗吃太阳的恶作剧。
我们可以做一个简单的实验来体验一下日食的情景。准备一个灯泡和一张卡片，点亮灯泡，把卡片放在眼前。移动卡片，使它挡住灯泡的一部分，你可以看到眼前变暗了。当卡片完全挡住灯泡的时候，你就看不到灯泡直接射过来的光。移走卡片，刺眼的灯泡又出现在你面前。
在日食的过程中，月亮就充当了这张遮光卡片。月亮在白天运动到太阳与地球中间，遮住了太阳，就出现了日食现象。如果月亮只遮住太阳的一部分，就叫做日偏食，此时天空变暗，但不会完全变黑。如果月亮恰巧遮住了整个太阳，就出现了日全食，这的确是很罕见的现象。日食的发生要求月亮的运行轨迹必须在太阳与地球连线附近的一定范围内，也就是说，这种位置上的精确排列只能每年或者每两年出现一次。
为了看到日全食，必须选择合适的时间和地点。如果只是等日食出现的话，那么在美国底特律市，差不多每两年可以看到一次日偏食，但要是想看日全食就要等上几百年。可是在加拿大新斯科舍省，活页港的居民就有幸分别在1970年和1972年目睹了两次日全食。英国伦敦最近一次看到日全食是在1715年，下一次日全食将在2700年之后才能上演。但如果你是一位有心追逐日食的天文爱好者，你就会经常有机会目睹到正午的黑暗。1990年7月22日，你可以在芬兰目睹日全食，1991年在夏威夷的海滩上，1992年6月30日在南大西洋的油轮上，1994年11月3日在智利或者巴西，你都可以观看到日全食的壮观景象。
NO.56 除了地球，其他星球上会下雨吗？
地球上下雨不是什么稀罕事，我们经常会看到乌云密布，暴雨倾盆。在太阳系的其他行星上也有云团和风暴，但是这些云团却不是由水蒸气组成的，而是其他的化学物质或混合物。每颗行星都有其独特的大气和天气。
水星是距离太阳最近的行星，是一个火山密布、干旱荒凉的世界，白昼温度可以高达400摄氏度，这里的大气很稀薄，甚至难以察觉。水星上没有云，也没有雨。
金星是我们的近邻，有厚厚的云层，还有穿过云层的闪电。由于厚厚的云层包裹了整个星球，挡住了我们的视线，科学家们曾经猜想云层之下的金星或许是一个潮湿、多沼泽、丛林密布的世界。不过现在我们知道，我们的姐妹行星是一个岩石质的星球，正午温度高达480摄氏度。
金星上有真正的“酸雨”。黄色的云团不是水分组成的，而是硫酸。下“雨”的时候，酸液滴从云层中掉下来，但是在480摄氏度的环境中，液滴还没有落到地面上就蒸发掉了。
火星，离太阳第四远的行星，是人类迄今为止发现的与地球最相似的行星。今天的火星上覆盖着稀薄的大气层。从“海盗号”火星宇宙飞船送回的照片上看，火星的表面与美国西南部的沙漠地区很相似。在火星上的冬季，二氧化碳组成的云团飘在红色的平原上，岩石上有霜层覆盖。早上，山谷里会漂浮着薄雾。雾是火星上与雨最接近的天气现象。
在火星上可以找到类似于河床的痕迹。科学家们猜测，这里曾经有河流，但现在干枯了。他们认为，几十亿年前火星上有很厚的大气层，雨水可能很充足。今天，这些水储存在了火星极地地区的冰盖里，或是岩石和土壤里。
离太阳第五远的行星——木星，与金星截然不同。木星是一个不停旋转的气体球，主要由氢气和氦气组成。在木星的中心，也许存在一个固体核，淹没在氢气海洋之中。木星的周围环绕着彩云带。有些云团可能是由水气组成的，但大部分云团不是，它们很可能是由带有刺激性气味的氨冰组成的。有些行星专家认为木星上会有风暴，而且有时很猛烈。木星上的雨滴（或雪花）可能是由氨晶体形成的，但是在落到木星表面的氢气海洋上之前，这些冰晶就会液化，然后蒸发到空气中。
土星是太阳系中另一个巨大的气体星球。土星上的环境与木星的很相似。“旅行者号”行星探测器曾在土星赤道附近发现一次绵延5.6万千米的雷暴天气。
天王星也是一个气体星球，它的表面也覆盖着厚厚的云层。有些云团的主要成分是甲烷（天然气），看起来很像是地球上雷雨云的放大版本。这些云团耸立在天王星的上空，形状像铁匠使用的铁砧。天文学家说，液态甲烷滴会从云层中掉落下来，但在降落的过程中就蒸发了。
遥远而神秘的海王星也是由气体组成的。海王星的云层由甲烷冰组成，但科学家们对这里的天气状况却几乎一无所知。
然而人类寻找天气现象的目光并不只不限于这八大行星。泰坦是土星的最大一颗卫星，有时，甲烷雪花会从红色的云层中飘下来，落在由甲烷或氮气组成的海洋里。这里有时甚至会下冰冻汽油。
NO.57 为什么旋转的地球从不减速，更不会停下来？
地球生来就是旋转的。科学家推测，地球和太阳系的其他7颗行星都来自于约46亿年前的一个旋转的气体和尘埃云团。云团里的物质颗粒自己也不停地旋转，相互黏附在一起，最后形成体积较大的天体。
今天，各行星绕太阳公转的方向依然与初始的云团旋转的方向一致。小行星，也就是行星和卫星形成之后留下的岩石天体，在围绕太阳公转的同时也在不停地自转。一些体积较大的小行星需要5～8个小时才能自转一周。
我们的地球自转一周的时间大约为24小时。据此，一位美国天文学家威廉·哈特曼（亚利桑那州的图森行星科学研究所的研究员）推算出地球赤道上的自转速度约为1600千米/小时。
地球自西向东转。于是各个国家都将卫星的发射地点选在赤道附近（比如美国的佛罗里达州），而且总是朝着东方发射，这样，卫星在发射前就具有1600千米/小时的初速度。
问题是，地球的自转速度为什么不加快也不减慢呢？实际上，地球的自转速度是在变化的。地球形成初期，它的旋转速度比现在快得多，据科学家估计，那时候地球赤道附近的自转速度大约为6400千米/小时，也就是说，那时的一天只有6个小时（如果那时候地球上有人类存在的话，那他们将会在日出3小时之后看到日落，然后是只有3个小时的夜晚，估计只够打个瞌睡用的）。
那时月球距离地球也比现在近得多。几亿年来，月球离我们越来越远。月球的万有引力作用在地球的海洋上形成了潮汐现象。海浪的波动使地球自转减速，据估计，每过100年，一天的时间就加长半分钟。
NO.58 为什么木星上有红斑？
木星是太阳系八大行星中最大的一个，赤道长度约为44.56万千米。这是一个寒冷的星球，大气中弥漫着氢气，还掺杂着氨和水的冰晶云。在气态物质下面，液态金属氢覆盖整个星球表面。
在木星赤道南侧有一个大红斑。这不是行星得了“麻疹”，而应该是一个巨大猛烈的风暴，这个风暴跨越约5万多千米，宽约1.1万千米，足以包下整个地球。同地球上普通的气旋相似的是，它也旋转，但由于尺寸实在太大，它转一周需要花去地球上6天的时间。
木星上这阵红色的风暴已经刮了很久了。1664年，英国天文学家罗伯特·胡克首次发现了它，后来人们称之为“大红斑”。很难说它在被发现之前已经持续了多久，但人们清楚的是，300年后它将依然强劲。
随着它沿逆时针旋转，强大的上升气流吹过上部和下部。随之而来的一个问题就是这个大红斑为什么没有逐渐分解？
为了找到问题的答案，加州大学伯克利分校的菲利普·马库斯专门在计算机上为红斑建立了模型。一时间，许多相关学者都对这个模型产生了兴趣。如何才能在实验室环境下制造模拟气旋？得克萨斯大学奥斯汀分校的科研小组将大桶盛满水，用它来模拟木星上的气旋。
从木星内部发出的热量使气流形成并以乳白、褐、红色的云的形式旋转，样子就像大锅里即将沸腾的水。
为了模仿这种气流，他们将大桶旋转起来，再用水泵将大桶里的水抽出又灌入。同时，水里加入了红色颜料，以便观察水的运动情况。
一种运动模式终于从混乱中显现出来，桶里的水逐渐形成了涡旋。然后，许多小的涡旋慢慢汇集在一起，形成一个大的椭圆形水涡。事实证明，他们成功地塑造了一个微型大红斑。
这个实验告诉我们，是无数小气旋汇集在一起才形成了火星上的大红斑。虽然它时刻有被分解的趋势，但它同时也在不断吸收周围新生成的小气旋。就像大鱼吃小鱼，大气旋靠吞噬小气旋来维系自己的生命。
那么红色从何而来呢？克拉克·查普曼（美国亚利桑那州的图森行星科学研究所的一位研究员）认为是磷或硫等化学物染红了斑点，但却没有确凿的证据，所以仍不能确定。
NO.59 土星为什么有环围绕，究竟有多少？
土星环是太阳系里最壮观的景色之一。1610年，伽利略成为第一个看到土星环的人，他说，从望远镜里他看到土星像是有一对“耳朵”。
1655年，荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯使用更高级的天文望远镜再次观察了土星环，他发现土星的“耳朵”其实是围绕土星的漂亮的环系统。
在暗黄褐色宇宙的陪衬下，土星环闪烁着来自太阳的光芒，显得璀璨夺目。与木星一样，土星也是一个巨大的气体星球。表面大气的主要成分是氢气，其中飘浮着氨和水形成的冰晶云，在这下面则是包裹了整个星球表面的液态金属氢的汪洋。
耀眼的土星环主要由水态冰组成，而不是冻结的冰，冰块大小从像我们喝的刨冰饮料里的碎冰碴，到大冰砖，甚至北冰洋上飘浮的冰山不等。
这些冰块以7.2万千米/小时的速度绕旋转，从远处看去，它们组成了几条完整的宽光环。在1980年和1981年发射行星际探测器“旅行者1号”和“旅行者2号”探测土星前，大多数学者认为大概有三或四条土星环。但是探测器发回的照片却出乎人们意料，从图片上看，土星环远不止几条而已，而是数千条。有几条环间距显得非常宽，但大多数环排列紧密，环间隙看起来就像是光盘上的暗槽。
“旅行者号”距离火星太远，照相机无法拍摄到单个冰块的样子。但这张照片却足以让我们见识土星环的样子，有些环非常薄，甚至可以透过它们看见后面的星星。
另一个惊人的发现就是小卫星，不同于土星的普通卫星（土星是太阳系中拥有卫星数目最多的行星，至少有17个），这些小卫星都是体积巨大的冰块，直径2～100千米不等。人们把这些小卫星想象成土星环中的牧羊人或牧羊犬。有人认为，通过研究小卫星和土星的卫星的万有引力，可以确定土星环的边缘和环与环之间的间隔。
在照相机拍照的同时，“旅行者号”上的无线电设备也在搜索着宝贵的信息。这些设备发现了静电噪，这种由静电发出的“劈啪”声来自于穿过环的看不见的闪电现象，因为宇宙空间里没有空气，于是闪电无法产生可见光。
关于土星环形成过程的解释众说不一，一种观点认为环中的颗粒是土星的卫星在受彗星或小行星撞击后爆炸，遗留下来并形成环状结构；还有一种观点认为是彗星运动到距离土星太近的位置，由于承受不了土星的引力作用，最终瓦解成碎片，构成土星环。
有些天文学家认为，一些邻近的小卫星受陨星撞击爆炸后的碎片很有可能会随时加入进来，壮大土星环。无论怎样，科学家们都希望有一天能够采集回土星环上的物质进行分析，以验证这些说法的真伪。
虽然土星与众不同，但它却不是太阳系中唯一的带有环状结构的行星，木星、天王星、海王星都有环状结构环绕，只不过它们的星环比较薄，而且不发光。
NO.60 为什么地球没有像土星环那样的环呢？
土星并不是唯一一个有环的行星：木星、天王星和海王星也有，不过和土星环不同的是，它们的环在地球上看不见。在太空船“旅行者1号”和“旅行者2号”探索之后，我们才知道了它们的存在。有趣的是，这些环都是被称为气体巨星的外行星所有的，而且天文学家们现在相信所有环绕这些外行星的环都有一个相同的形成过程。关于它的形成过程有两种推测：第一种推测认为环是由靠近行星的小行星碰撞所产生的石块和尘埃组成的。土星和其卫星的引力将石块和尘埃捕捉成为我们现在所看到的环状物。第二种推测指出，当这些行星由微粒和气体云形成时，不是所有的微粒和气体都被行星所采集。换句话说，环只不过就是行星形成时的残留物。现在如果天文学家们可以查出行星环中岩石的年龄，他们就可能证明哪种推测是正确的。大部分人都相信第一种猜测是正确的，因为木星、天王星、海王星的环都是那么的暗淡。他们认为土星环是仅有的亮环，因为它们是“最近”的（在天文学的术语里，“最近”意味着是几百万年以前）由于流星的碰撞而形成的。其他行星的环没有那么明亮是因为他们形成的时间较长，而且大部分环中的块状物已经被吸进了行星里。
为什么地球没有环呢？要形成行星环首先需要材料来源，而且这些材料必须不能太远，不能超过3倍行星半径——那将比卫星还近。关于木星，看起来它的尘环似乎是由流星碰撞到距木星很近的卫星上，爆炸所产生的碎片组成的。
另一个需要考虑的因素是太阳风的能量。太阳风是太阳向外释放的能量不断流动所形成的能量风。由于我们距离太阳较近，因此与其他距离太阳远的行星相比，太阳的能量风对地球的影响要更强烈。它会轻易地卷走任何试图绕着地球运转的小微粒。
即使地球拥有了提供环的材料来源，它们也将会相当灰暗，因为任何明亮的冰块（土星环的主要构成物）都会被太阳的热量所蒸发。它们不会持续很久的另一个可能的原因是日潮和月潮是相当强的，最后一定会将环的体系打乱。如果我们可以捕获一颗小行星并且使它在适当距离的轨道上解体，地球可能在短时期内拥有环，但这显然不会持续很久。
NO.61 为什么冥王星会从行星降格为矮行星？
冥王星是太阳系中距离太阳最远的天体，曾一定被认为是太阳系的第九大行星。它的体积很小，距离我们又很远，所以我们对冥王星的了解并不是很多。冥王星的表面可能主要由氮冰构成，绕日公转周期约为248个地球年。在冥王星上永恒的暮色中，太阳看起来就像是一颗比较明亮的普通恒星。站在冥王星上，你绝对不会感觉到太阳与其他普通的恒星有什么差别。
不过，有时冥王星与太阳之间的距离比它的近邻海王星要近，也就是说，有些时候海王星才是距离太阳最远的行星。1979年，冥王星穿越了海王星的轨道，这就好像一辆车从另一辆车眼前斜插过去。
其实，早在几十年前，科学家就发现，冥王星的轨道与太阳系中其他行星的轨道不同，其余8个行星的轨道几乎在同一平面内，类似于以太阳为中心的一系列同心圆（事实上没有任何一条轨道是正圆）。而冥王星的轨道平面则明显与其他八个行星的不重合，于是在绕日旋转的同时就免不了跨越海王星的轨道，所以它时而在八大行星的头上，时而又沉到它们的脚下。
后来，越来越多的天文学家开始重新思考冥王星的身份问题，它们觉得将冥王星划分为行星似乎有些不妥。原因是冥王星的体积太小。我们知道太阳系的前四大行星——水星、金星、火星和地球——都是体积较小的石质星球，接下来的四颗行星——木星、土星、天王星和海王星——是体积庞大的气体星球。冥王星的体积与月球差不多大，与外太阳系的大个头的邻居们相比，这个尺寸小得离谱。冥王星的卫星卡戎的体积大约是冥王星的一半，从这个尺寸来看，卡戎更像是冥王星的姊妹星，而不是卫星。
所以质疑的观点认为，冥王星和卡戎不属于九大行星体系。冥王星是类似于行星的星体，但却不是行星。冥王星和卡戎都是外太阳系边缘许许多多的准行星中的成员。还有些天文学家认为在冥王星和卡戎之外还有成千上万的“冥王星”。
2006年8月24日，国际天文学联合会大会通过决议，冥王星被降格为“矮行星”，而其他许多同类的星体也被命名为“矮行星”。这些星体距离我们非常遥远，而且是黑暗的，所以很难被发现，它们都将在外太阳系很远的地方绕日旋转。
NO.62 月球是由什么构成的？
月球距离我们约40万千米，它是在大约45亿年前太阳系形成的时候由石块和气体组成的星云漩涡互相吸积而成的。在太阳系中的八大行星中，很多都有围绕它们自己旋转的卫星，就像我们地球一样。有的还不止一个卫星，比如土星已知的卫星至少有18个。
科学家们曾认为月球是一块被地球抛离的巨大岩石，遗留下的那个大坑则被现在的太平洋所填满，这个观点显然是不正确的。现在的看法是月球可能是由旋转的气体吸积而成的一个独特迷你行星，然后它受地球引力所吸引，从而被捕获成为我们的卫星。
在人类使用机器人登陆，并且最终在1969年登陆月球之前，我们一直不能确定月球的成分。被带回的月球样本显示它是一种火山岩，和地球上很多火山岩石相似。地球上的玄武岩成形于火山爆发时喷入空气或海洋中的岩浆。这些滚烫的石头（最初有几千摄氏度）冷却得非常快，形成了一种带着小结晶的黯黑岩石。
玄武岩主要由4种成分组成——硅、铁、铝和镁。硅是地球最丰富的元素，并且主要见于许多岩石之中。海滩上的沙子主要的成分也是硅。另外，铁、铝、镁也都是常见的金属。
月球内部分为月壳、月幔、月核。但是月球比地球冷得多，而且月幔不再是熔融的，所以在月球上没有活火山。然而，那里偶尔会发生“地震”，更确切的说法是月震。
NO.63 月球是从哪里来的？
我们通常认为月球是唯一的。实际上我们看到的月球只是宇宙中成千上万颗“月球”之一。我们知道地球绕着太阳转，而月球又绕着地球转。月亮是地球的卫星，也就是说，月球是地球公转旅途中的伴侣。
火星有两颗小卫星，就像旋转着的小土豆。木星至少有16颗卫星，土星至少17颗，天王星的卫星可能不止15颗，海王星有8颗。太阳系中，只有水星和金星没有卫星。
与我们熟悉的月球不同的是，许多外太阳系的卫星表面不是干燥坚硬的石头，而是液态冰。木卫二的表面像桌球一样光滑，人完全可以在上面溜冰。
所有卫星，包括我们的月球在内，都是在40多亿年前与众多行星同时形成的。它们都来自太阳星云——一个围绕着初生的太阳的巨大的气体和尘埃云团。在接下来的几百万年里，旋转中的云团里的物质相互碰撞并黏附在一起，形成越来越大的天体，最终出现了围绕着太阳旋转的大大小小的天体。
这么多物体在太阳周围高速穿梭，碰撞事件频繁发生。新生的行星碰撞在一起，撞出的大碎片又飞溅到太空中。整个过程持续了几百万年。当所有的天体都找到合适自己的位置之后，太阳系便诞生了：八大行星以及50多颗卫星、成千上万颗小行星、陨星和彗星围绕着太阳公转。
月球的诞生前可能是一个剧烈的过程。天文学家们通过仔细研究月球上的岩石，并将其与地球上岩石的比较，可以对月亮的形成过程做出一些猜测。在40多亿年前，年轻的地球还很热，事实上，这时地球的表面还是熔岩（类似今天火山口喷出的岩浆）。在地球附近，可能有一颗较小的行星或是较大的小行星，它与地球相向而行，注定了一场剧烈的碰撞。这颗较小的星球大概以4万千米/小时的速度冲向地球，两个星球表面都是岩浆，这场冲撞引发了大爆炸。溅起的物质中，一部分回到地球，与液体熔岩表面重新融合，于是这个外来天体成为我们今天脚下的地球的一部分。
NO.64 另一半月亮哪去了？
农历八月十五中秋节是亲人团聚的日子，家人们除了会共进晚餐之外，肯定不会忘了赏月。一轮明月悬在半空中，又大又圆又亮，仿佛就在你跟前。
几天之后再来看月亮，它就没这么圆了。再过几天，月亮越来越苗条，像一把镰刀。在接下来的几天里，弯月继续变小变细，终于完全消失了。
为什么会这样呢？与太阳总是圆的不同，月亮有月相，也就是我们通常说的“月有阴晴圆缺”。我们都知道，月亮是一个实心球体，由坚硬的岩石组成。可是在一个月相周期里，月亮看起来就像气球一样涨大又缩小。这究竟是怎么回事呢？
我们知道阳光只能照亮物体迎着光的一侧。太阳只能照亮半个月球，从而将月球划分为两个半球，有光照的半球叫做昼半球，另一半叫夜半球。其实，我们眼睛里的月亮只是月亮的昼半球。在月亮随着地球绕太阳旋转的过程中，日、地、月三者的相对位置不断变化，使地球上的我们有时看到的昼半球多些，有时少些。
那么月相也就是从地球上看到的月亮昼半球的形状了。满月时，我们看到了整个昼半球。几天后的月相叫做“凸月”（这个名字来自骆驼的驼峰，因为1/4圆的月亮看起来就像是骆驼的驼峰）。
接下来是半月，然后是蛾眉月。最终当月亮被照亮的一半完全背对我们时，月亮就全黑了，这时的月相叫做“新月”，意思是还未出生的月亮。随着地球和月亮继续运动，它们的位置关系继续变化，我们可以看到的昼半球逐渐变大，月亮便慢慢长大了，圆月还会回来。
如果仔细观察新月，你就会发现，处在阴影中的夜半球依稀可辨。如果你真的希望每天都能看到满月，那你就需要乘坐太空飞船去宇宙里赏月了。只要调整好宇宙飞船的位置，避免地球遮住月亮，那么你随时都可以看到又大又圆的月亮。有些行星也有相的变化。从太空望远镜里可以看到月牙形状的水星和金星。从宇宙飞船送回的照片里，甚至可以发现月牙形的地球。
NO.65 如果月球消失了，我们还能生存吗？
事实上，月球正在逐渐离我们远去，不过它的速度不会快到要使我们担心它的程度。每年地月之间的距离会增加3.82厘米——很难注意到的变化。
但是如果月球突然间消失了，那就是另一种情况了，首先变化的是由月球引力导致的横跨地球的潮汐运动将不再发生，那将对海上贸易产生严重的影响。
还有人认为地轴的倾斜度是由月球的存在所控制，如果那种影响力被移走，那么日夜的长短将发生戏剧性的变化，季节的循环也同样会产生变化。毫无疑问，随着月球的离去，我们的生活将不会再像以前一样顺利地继续下去了。
NO.66 月球不会掉到地球上来吧？
如果你在北半球看月亮，它确实是在下落，但其实它是在向左运动。在它落下的每一段距离，它也是在向“左” 运动而避免撞上了地球。所以，在向左移动的同时它也在持续的下落，直到回到开始的地方——这就是月球的一个公转周期。所以月球实际上是处于自由下落中的，并且保持着不碰上地球。
NO.67 在月球表面写多大的字，才能在地球上看见？
你说的是好大的字啊！如果你从月球的一边到地球的观察点画一条线，然后回到月球的另一边，将形成一个大概8°的角度（太阳同样也有大约0.5°的角度，这也就是为什么我们能看到那么完美的日食）。
所有的望远镜都有一个它们能观测到的最小角度，叫做角分辨率。如果一个望远镜有一个1角秒的分辨率，那么它将不能分辨出一个1°跨度和0.5°跨度物体之间的不同。巨大的哈勃空间望远镜有一个大概0.1角秒的角分辨率，相当于能分辨出大约10千米以外的一枚5分硬币。
要计算出可以被观测者看到的一个物体的尺寸，你需要使用到远距观测工具。如果哈勃望远镜在距月最近点观测，那么月球距地球约40万千米。运用三角法我们会发现处在这个距离，哈勃望远镜能分辨的最小物体（记住它能看到仅仅只有1/36000度横跨度的物体）是200米左右。
人类的眼睛当然没有这样的能力，我们仅能看到1/60度横跨度的物体。因此，人眼能看到月球上的最小的物体必须要有110千米的横跨度。
NO.68 为什么月球、水星和金星上面遍布陨坑？
随着年龄的增长，组织和细胞的老化，老年人的脸上都会留下岁月的印记；微笑和皱眉都会在眼角和嘴角刻下皱纹；日晒会形成斑点；水痘和痤疮则会导致麻点……
46亿岁高龄的行星和卫星的脸上自然也少不了各种印记。大陆板块互相挤压，形成山脉；火山爆发，喷出岩浆灼热的液态岩石，随后岩浆冷却，又变成固体岩石。如果这些星球上有大气，风吹雨淋也会改变地貌。
还有很多更剧烈的因素可以塑造行星和卫星的表面，比如小行星、彗星和陨星的冲撞，它们从宇宙空间里呼啸而来，狠狠地撞在星球表面上。这种直接的冲撞会形成“撞击陨坑”。
直接撞击会严重破坏星球表面。比如，一个直径30米的陨石以54400千米/小时的速度与地球相撞，产生的能量相当于400万吨炸药或者好几颗核弹爆炸放出的能量。
大约2.5万年前，就有一块这样的陨石突然落在美国亚利桑那州，至今，在温斯洛镇附近仍可以看到撞击的遗迹，一个撞击陨坑——巴林杰陨坑。陨坑位于沙漠中，大约200米深，陨坑口的边缘高出地面。在陨坑的周围散落着冲撞溅出的物质。
在陨星或类似物体撞击行星和卫星固体表面瞬间，发生碰撞的部位就会有残片被溅射起来，而且残片的运动速度极快。与此同时，星球表面的岩石被压扁，冲击波在周围岩石中迅速传播。如果陨石的体积较大，冲击波还会使岩石开裂甚至崩裂。如果陨石体积非常大，那么岩石很可能会在因碰撞产生的热量作用下熔化。
由于碰撞产生热量，受压岩石受热膨胀，自己也会裂开来。岩石碎片从火山口里喷射出来，散落在周围，给地面覆盖上一层厚厚的碎石（在大陨石坑附近就有碎石层）。整个爆炸性过程持续大约1分钟。
随着时间的推移，陨坑的形状会发生变化。坑壁可能会坍塌；风吹雨淋会侵蚀陨坑，陨坑中央被填入碎石和沙粒；地下深处的岩浆会沿着岩石的缝隙涌上地表，填充陨坑，然后凝固。
目前地球上已经发现200多个陨坑。当然，在46亿年的历史长河中，袭击过地球的外星来客远不止这些，但是它们留下的痕迹却由于侵蚀、岩浆等作用消失得无影无踪。
但是月球上没有风和雨，因为这里根本就没有大气。虽然月球上也曾经有过火山爆发，但与地球上的环境相比，那里仍然平静得多。所以宇宙空间来的陨石撞击月球留下的痕迹可以保留很久，有些甚至已经有40亿年的历史。这些痕迹大小不一，大的有960千米宽，小的甚至只有图钉帽那么大（这些小坑是由一些很小的陨石撞击形成的）。
NO.69 月球为什么离我们这么远？
月球与地球之间的距离为36.2万～40.3万千米，这个距离是时刻变化的，因为月球绕地球运动的轨迹不是正圆形，而是椭圆形，有点像鸡蛋的形状。
其实，月球正在慢慢地远离我们，大约每年3.8厘米，那么几万年之后，地球上的人们看到的月球将比今天的小。也许有一天，月球会彻底离开地球，但这种情况的可能性不大，因为月亮与地球之间的引力作用会平衡二者之间的距离。
任何运动的物体都有维持直线运动的趋势，这种性质叫做惯性，所以，做圆周运动的物体总有逃逸的趋势，也就是离开圆形轨道向着切线方向笔直地飞出去，就好像有力朝向远离圆心的方向拉着它，这个力就叫做离心力。如果你在游乐场里玩过快速旋转的电动玩具，或者坐过急转弯的汽车，你就会有体会了。围着地球转的月亮也有远离地球的趋势，但它受到的离心力刚好与地球对它的万有引力相平衡，所以它一直待在轨道上。
现在，月球围绕地球公转一周需要27天。但是28亿年前，当月亮离地球比现在近得多时，它绕地球转一周只需要17天。位于美国亚利桑那州的图森行星科学研究所的一位研究员克拉克·查普曼认为月球与地球之间距离曾经甚至比这还短。依据查普曼的说法，在46亿年前，地球和月亮形成之初，月亮围绕地球旋转一周只要7天时间。那时，如果有人在地球上能看见月亮升起的话，他会在地平线上看见一个巨大的月球。
有趣的是，是地球上的潮汐现象使月球距离我们越来越远。月球的引力作用于地球上的海水，但地球不是静止的，它不停地自转，当地球上朝向月亮的海平面受月亮吸引升高时，这片海域同时随着地球的自转远离了月球。这部分涨潮海水的万有引力对月球有吸引的作用，但这片海域又不是正对着月亮的（因为地球自转），月球就被拉向了前方。这相当于拉大了月亮的公转轨道。
随着轨道慢慢变大，年复一年，月球就离我们越来越远了。虽然这个变化是非常微小的，但是日积月累，几百万年以后，月球也许会最终脱离地球的引力场，进入它自己绕太阳运转的轨道。但这种情况出现的可能性很小，因为潮汐同样会影响地球。海水的波动会削减地球自转的速度，一百年的时间就可以让一天延长半分钟（这么说，几十亿年前，一天大概只有6个小时）。
照此推算，几百万年后，地球自转一周的时间会与月亮绕地球公转一周的时间相同，也就是说，一天和一个月的时间是相同的。当然，那个时候的一天要比现在的24小时长得多。
一旦地球自转与月球公转同步起来，海潮就可以时刻对准月亮了，这样月亮就会开始被拉回地球的方向。从此，整个过程发生逆转，潮汐的运动将滞后于月球，使月球轨道慢慢缩小，从地球上看到的月球又会慢慢地大起来。
NO.70 为什么当月亮靠近地平线的时候会比较大？
月亮实际的大小并没有变化，只是因为视觉上的错觉，让人觉得月亮变大了。
当月亮在地平线附近时，它更靠近建筑物和树木这类更为人所熟悉的地面物体，同时，将两种景物重叠毗邻会改变人脑中对景深的暗示。你知道建筑物就在自己的眼前，作为补偿，人脑就会假定此时的月亮要比它高高悬挂在空中、周围没有任何参照物时来得更大。
在海边，周围没有任何建筑物和树木，就不会出现景深暗示，所以也就不会产生类似的错觉。
另一个检验的方法就是头冲下，视线穿过两腿之间观察月亮。此时所有的景深暗示被完全消除，因此人的错觉也被削弱了不少。当你头冲下地观察树木之中的月亮时，大脑就只把树木当作一个形体，而不是当作树木来看待。
如果要让自己相信月亮大小并未变化，自己只是被视觉上的错觉所迷惑，那么可以通过测算天空中月亮的实际尺寸来证实。最好的方法就是在玻璃窗上小心仔细地贴上一张纸，当月亮在地平线附近和在半空中使分别描摹下当时月亮的形状。在画的时候，要注意自己头部的位置，以使得两次分别描摹的时候眼睛与纸的距离完全相等。
月亮看上去会变大与大气层的影响基本没有关系。如果说大气层会对人们观察到的月亮造成什么影响的话，那么也是使整个月亮看上去颜色略微变浅或是显得微微有些扁。
NO.71 为什么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取决于当天的月相，或者说在某个特定的时间太阳能照亮的月球表面积。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，你也能看到布满在漆黑天空中的点点繁星。
NO.72 彗星是如何形成的？
每年的8月12日前后，如果仔细观察夜空，就会发现每隔几分钟就有一颗或几颗流星划过天际，在夜空中闪过一道亮线，这种现象叫做狮子座流星雨。流星是彗星在绕太阳运动过程中脱落下的碎片。每年的8月中旬，地球刚好越过流星群轨道附近，我们就可以看到壮观的流星雨。
彗星及岩石质小行星来自于太阳、行星和卫星形成过程中留下的残余物质。彗星多半由冰组成，还有些是石块和尘埃，通常穿梭于外太阳系的广阔空间。
冥王星距离太阳约58亿千米，目前人们知道的一个名为柯伊伯带的彗星群就位于冥王星之外约4.8亿千米的地方。另外一个名为奥特云，位于冥王星之外约1600亿千米。
奥特云是由上万亿颗彗星组成的，这里的彗星沿各个方向运动，就像吃草的牛群。奥特云也围绕太阳公转，就像太阳系外围的晕圈。
但是，想要证明在外太阳系确实存在这样的彗星群并不容易，因为距离太远，太阳的光无法照亮彗星群，它们几乎和漆黑的太空融为一体，没有分别。而且，彗星之间的距离太大，大约几十亿千米，即使宇宙飞船飞速穿梭于彗星带，也未必能遇到几颗。
这些距离我们很远的彗星也不像通常照片里的彗星，拖着长长的尾巴。它们通常是红棕色的，又矮又胖，平均约2千米宽，看起来更像是脏的冰山。
但一旦彗星离开彗星群，奔向太阳的方向，它的容貌就可以在瞬间焕然一新，然后拖着明亮的长尾巴飞过地球上空。
那么彗星为什么会突然脱离奥特云呢？我们知道，在银河系里，我们的太阳带领着一群行星、卫星和彗星穿越银河系。在长途跋涉中，队伍会途径其他的恒星，这些恒星的万有引力会把彗星拉向它的方向。虽然这个引力的作用是微小的，但却足以让这些彗星向四面八方旋转开。有些彗星飞远了，可能再也不会回到我们的太阳系来。也有些彗星朝着我们的太阳飞过来，来照亮我们的地球。
这是一个极其缓慢的过程，有些彗星需要运行几百万年才能到达内太阳系。受到太阳风（太阳发出的辐射流）的作用，冰晶体和尘土从彗星上脱落下来，冰被蒸发，在彗星后面形成一条长长的气体“尾巴”。阳光照射时，“尾巴”就被点亮了。当彗星从地球上空飞过时，人们就能在黑夜的衬托下一眼认出它来。
NO.73 什么是流星？
你可能曾经见识过下落的星星划破夜空，就好像一颗普通的星星不知为什么突然离开同伴，向地球疾驰而来。
其实落下的并不是一颗普通的星星，而是流星。虽然从地球上看去，流星和普通的恒星没什么区别，但实际上它们完全不同。一颗普通的恒星通常是一个巨大发亮的气体球，它之所以看起来并不比流星大是因为它距离我们太遥远了。我们的太阳是一颗中等大小的恒星，但它却足有几百万个地球那么大。流星则是固体，主要由石头、冰块或金属组成，它们是从彗星或小行星上脱落下来的碎片，通常只有豌豆粒那么大。
就像一座雕塑完工后，周围会散落着废料的碎片，小行星就是内太阳系形成时残留的石质碎片。人类已经发现，在火星和木星之间有一个相当大的小行星群绕太阳公转。
在小行星群长达几十亿年的历史中，它们之间发生过的碰撞不计其数，每次碰撞都会产生许多岩石碎片，这些碎片向四面八方飞溅，而且不会减速，因为在广阔无垠的太空里几乎没有摩擦。人们把这些飞溅的碎片叫做流星。
流星大小不一，有的只有沙粒那么大，有的却比房子还大。在寒冷的外太空，我们看不见它们，而一旦它们运行到距离地球足够近的位置时，它们就会被地球引力拉入大气层，以3.2万～21.6万千米/小时的速度飞进大气层。
通常，被地球引力拉入大气的陨石在运动过程中温度会急剧升高，这就是摩擦生热的现象。宇宙飞船表层都安装了特殊的隔热层，所以飞船和舱内的机组人员都不会受到高温的伤害。但陨石却没有这么幸运，体积较小的陨石一进入大气层便开始燃烧，它们的火焰一闪即逝，因为它们很快就燃成灰烬了。只有体积稍大的陨石才会在陨落过程中幸存下来，接下来就出现石头雨了。
20世纪80年代的一天，美国康涅狄格州的一家人突然听见屋顶上一声巨响，紧接着一颗陨石穿破屋顶掉落，并滚到餐桌下。后来，余悸未消的一家人把这个外星来客送到科学博物馆珍藏起来。
NO.74 如果大陨石撞击地球会发生什么？
尽管宇宙空间非常空旷，但在太阳系里，仍然有许多高速运行的天体四处乱撞，而且也没有办法控制它们的运动。常见的有冰质的彗星、石质的小行星和流星等，流星往往是从彗星和小行星上脱落下来的碎片。
这些天体有自己奇特的运行轨道。在绕日旋转的过程中，这些天体会穿越地球的轨道，如果这些高速运行的天体来到地球轨道附近时恰逢地球也运动到这里，那么碰撞就在所难免了。
人们甚至可以目睹撞击的景象。1972年，一颗重达1000吨的大陨石曾经掠过大气层，与地球擦肩而过，有人将整个过程用摄像机记录了下来。
但是在几个世纪前的一次撞击中，我们就没有这么幸运了。1908年7月30日，在俄国西伯利亚的通古斯地区，一颗巨大的火球划破了宁静的晨空，然后在半空中爆炸，瞬间，一片方圆1930千米的杉树林被夷为平地。科学家认为，目击者所描述的就是一颗流星或者彗星，它的直径在90米以上，在穿过大气的过程中逐渐破碎。
万幸的是，西伯利亚人烟稀少，只有一位在距离爆炸中心60千米处的商人被烤焦了衣服，浑身黢黑。如果爆炸发生在城市，一场巨大的灾难就难免被载入史册了。不过爆炸带来的危害却不仅限于西伯利亚地区。大爆炸产生了大量尘埃，这些尘埃飘浮在大气层中，随着空气流动蔓延整个星球，影响了地球上的气候，破坏了臭氧层。
在日常的工作和学习中，我们也许不会多想在地球周围漆黑的宇宙空间里到底发生了什么。但是对于天文学家来说，这就是他们的工作。从1990年起，亚利桑那州的天文学家就开始用天文望远镜寻找宇宙中在地球附近徘徊的小行星和流星。就在1991年1月18日，他们发现了一块小行星碎片静悄悄地从地球身边经过。这是一块巨大的岩石星体，它与地球之间的最短距离只有16.96万千米。
你可能觉得这个数字并不算小。不过要知道，地球和月亮之间的距离是38.4万千米，所以科学家们认为，这已经是流星与地球的真正的“亲密接触”了。如果它的轨道再稍微偏一点儿，撞在地球上，这块直径8米的岩石爆炸的威力将是轰炸广岛的原子弹的3倍。
据科学家估计，平均每100年就有一个直径约50米的天体坠落在地球上，但事故现场大都是海域或者其他无人居住的地区。
每100万年，就有一颗直径约10千米的天体坠落，它的破坏力相当于100万个1.3万吨级的TNT炸弹。这样的爆炸即使发生在海域，也足以将大量的尘埃送上天空，遮住太阳，使地球上数月不见天日，随之而来的则是剧烈的气候变化。有人认为，这也许就是6500万年前导致恐龙灭绝的原因。