卓 然
假如你是一名天文愛好者,還幸運有輛汽車作代步工具,這無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)天文知識可以說無處不在——
別以為只有到空曠的天文臺,把頭伸向神奇的天文望遠鏡才能真正領(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)知識開始,而汽車這個快速移動的鐵盒,正好與天文學(xué)有著千絲萬縷的聯(lián)系。因為距離和速度既是天文學(xué)的核心,也是汽車存在的理由,輕松了解以下7個知識,你無疑就是一個準天文愛好者了。
(一)
一碰上雨雪天氣請注意,落在擋風(fēng)玻璃上的雨滴或雪花似乎都來自前方某一個輻射源。你加大油門提速后,這個輻射源就會模糊,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”,即你的運動會導(dǎo)致你周圍物體的位置發(fā)生偏差。它是279年前英國天文學(xué)家詹姆斯·布雷德利發(fā)現(xiàn)的。他還同時證明,“光行差”現(xiàn)象也影響到對星光的觀測。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)速度運行。如此可以推算出,在地球上看到的星星的位置與其實際位置相差1/180度。
(二)
如果是生活中的有心人你會發(fā)現(xiàn),救護車從你身邊飛馳而過時,尖銳的笛聲有著微妙的變化。當它向你接近時,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;隨著救護車的遠去,笛鳴的聲音被變長了,直至最后消失,才讓你從無奈的煎熬中緩過神來。你可知道,光線也發(fā)生同樣的變化,距離得越近,它就越呈藍色;遠處觀看,它就變紅??床灰姷男行窃谲壍肋\行時會拉動可見的母恒星,天文學(xué)家正是借助顏色的這種變化,對這些看不見的行星進行跟蹤。光波的平展和變紅現(xiàn)象在每個星系都能發(fā)現(xiàn),這暗示著宇宙正在膨脹。
(三)
即使是冬天你也會明顯感覺到,就是不開空調(diào),駕駛一段時間后,車內(nèi)的溫度逐漸在升高,特別是車內(nèi)不止是你一個人時。原因何在?那是因為我們每個人都是一個熱量散發(fā)器。實驗換算證明,每個成年人平時散發(fā)的熱量相當于一個100瓦的電燈。另一個原因是陽光照進車內(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,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,駕車行駛中你一旦搖下車窗,車里面的報紙或塑料袋之類的東西就會被氣流急速卷出,讓你頓時感到一陣驚慌。對快速行駛的汽車而言,車外的空氣正在急速流動,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。這是因為汽車和飛機內(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。早在1738年,瑞士的科學(xué)家丹尼爾·勃魯奇便通過試驗證明,氣體或液體在快速流動時所產(chǎn)生的壓力就會降低。龐大而沉重的噴氣式飛機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。憑借這個偉大的發(fā)現(xiàn),飛機包括航天飛機能夠沿著跑道輕松地著陸,不會像一塊石頭那樣掉下來。而沒有翅膀的返回式座艙,在返回地面時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,特別是在汽車里看月亮,那情趣尤其浪漫。但有個現(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很簡單,我們看見早晨的弦月時,月球正好位于軌道運行中的地球的正前方,也就是說,弦月下,無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。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,打開汽車里的無線電收音機,請留意收聽效果。汽車靠近山區(qū)時,調(diào)頻節(jié)目的收聽效果顯得很差,而調(diào)幅節(jié)目信號卻會變得非常清晰。這就是衍射結(jié)果,即波在遇到障礙物時會改變方向。數(shù)百米長的調(diào)幅無線電波比只有3米多長的調(diào)頻電波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。當然,它有時也會給我們帶來麻煩。比如在使用望遠鏡時,衍射會造成影像模糊,這是因為光波在遇到用來指向并聚焦影像的副鏡時發(fā)生了彎曲。
(七)
最后一點可能有點抽象,請充分調(diào)動你的想像。下雨的時候最容易見到,在路邊或停車場的周圍的小水坑中,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,要么使其抵消,這個過程叫做“干涉”。天文學(xué)家利用干涉現(xiàn)象,把彼此相距遙遠的望遠鏡所搜集到的光波或者無線電波合并在一起。這樣,協(xié)同工作的若干臺望遠鏡就像一臺巨大的超級望遠鏡,大到任何兩臺望遠鏡的間距那么大。
天文與汽車各有魅力,說到神奇,后者當然無法與前者相提并論。假如你是一個沒有汽車的天文愛好者,最好還是趕快買輛汽車,因為一輛汽車在某種意義上就是一座活動的天文臺,它無疑會使你的天文知識突飛猛進,很快具備與專家對話的資格。