面对未知的宇宙, 人类永远是个好奇的孩子。 ![]() “不得了,天文知识增加了!”【第23期】 Q1: 封存【提问】灰尘很重要吗?为什么说没有灰尘我们就不会看到五彩斑斓的世界了?A: “黎明即起,洒扫庭除”,当你打扫时,飞舞的灰尘着实令人头疼,何况在人们眼中,灰尘通常被视为污染环境、危害健康的罪魁祸首。但我们之所以可以看到五彩斑斓的缤纷世界,有一部分原因是离不开灰尘的。 ![]() 《假如没有灰尘》人教版小学语文教材 / 网络 灰尘在吸收太阳部分光线的同时向四周散射光线,如同无数个点光源;这时,阳光经过灰尘的散射,强度大大削弱,因而变得柔和。假如大气中没有灰尘,强烈的阳光将使人无法睁开眼睛。 ![]() 除此之外,灰尘往往是带有极性电荷的小颗粒,因此会吸收空气中的水分子形成小水滴,灰尘的吸湿性能使得空气中的水蒸气附着凝结成小水滴,在空中长时间飘浮。灰尘大多具有吸湿性能,假如空中没有灰尘,地表都将是湿漉漉的,更严重的是,天空中将难以形成云雾雨雪来调节气候。从地面蒸发到大气中的水汽逐渐增加,大气中的相对湿度不断上升,创世纪般的洪水袭来,没有诺亚方舟的我们将何去何从。此外,由于这些小水滴对阳光的折射作用,才会有晚霞朝晖、闲云迷雾、彩虹日晕等气象万千的自然景色。假如没有灰尘,大自然将多么单调啊! ![]() NASA Ames研究中心的地球生命史壁画 画面展示了地球上的生命历史。 从某种程度来看,大爆炸之后我们都是灰尘的产物,而我们终有一天也将回归尘土,那些被你用抹布一抹而去的尘埃中,也许还承载着一段跨越成百上千亿年的宇宙往事呢(托腮)。 【智能(zhàng)机器人:芥子须弥。】 Q2: BlitheLove【提问】月壤能否无土栽培农作物,例如太空生菜? A: 看到这个问题我迟疑了很久,我们先来看看月壤能否能用于栽培农作物。 与地球土壤富含微生物和有机养分不同,月壤不含任何有机养分,也非常干燥。最表层2厘米的月壤颗粒更为细小,绝大部分小于2.5个微米,平均只有300到400纳米,通常被称为月尘。这些纤细的月尘甚至会造成人体的过敏反应,粘附在固体表面,损坏设备和仪器,对于植物本身可能也会造成损伤。 ![]() 月壤 / wikipedia 有趣的是,德国莱布尼兹农场动物生物学研究所进行的月壤、火壤栽培实验中,作为实验的几种蔬菜作物在模拟月壤(利用地球土壤还原)中生长状况相当不错,因此在月壤中种植粮食作物或许并非完全不可能,只不过实验对于月壤的还原程度可能存在一定的误差,或许未来在月球上进行的直接测试才能真正检验月壤的实用性。 再来看水耕栽培(Hydroponics,简称为水培),这是一种不使用土壤种植植物的技术,只透过水携带供植物生长所需的营养成分,或是兼使用支撑植物根部的材质,例如:珍珠岩、砾石、木质纤维、砂粒、泡棉。由于不需用土壤,故又称无土栽培。如果我们不将月壤视为土壤,而是将其作为支撑植物根部的材料,这一点上来说或许并非不可行,但是过细的月尘有可能损伤植物本身,如果要进行无土栽培的话,使用其他材料或许是更好的选择。 ![]() 太空“菜农” / 网络 【智能(zhàng)机器人:无土栽培相信大家都很熟悉,但是有土无土栽培是怎么回事呢?】 Q3: Chris【提问】宇宙中有95%的暗物质和能量,我们所在的地球有没有受到它们的影响? A: 既然暗物质和能量占了这么多,那当然是……没有影响啦! 是不是很反直觉?但是其实,这是科学家在做暗物质暗能量研究时的基本假设。因为地球上的人类生活,不管是苹果落地还是耕作纺织,都是我们几千年实践经验证实的结果。如果暗物质或者暗能量理论和这些地球上的生活体验相违背,那么相关理论连推敲都不用推敲,从实践经验上就可以推翻了。 ![]() 举例来说,一种主流的暗物质理论认为,太阳附近的暗物质粒子密度为每立方秒差距0.006太阳质量。这个密度有多低呢?假设一个一立方公里的立方体,里面什么物质都没有,只有一粒花粉,那么这个立方体里的平均物质密度还要比太阳系附近的暗物质密度高20倍。这样低的密度对人类的日常生活不会产生任何影响。暗物质是成团分布的,在宇宙中其它广袤的空旷地带,密度比这个数字还要低。 ![]() 另外,必须要记住,虽然普通物质在宇宙中总的占比很低,但是在太阳系附近却是非常密集的(毕竟恒星和行星都是由普通物质构成的!),远比暗物质和暗能量的密度高得多。因此在地球上,普通物质的各种效应占了绝对主导。 因此,想要在地球上的日常生活中体验到暗物质和暗能量带来的异样,那肯定不可能啦。实际上,就连绝大部分的精密科学实验,都不会受到暗物质和暗能量的影响,否则人类在历史上早就发现它们了。 也正是因为这样,为了想办法证明暗物质或者暗能量的存在,科学家被迫必须制造出一些特别极端的实验条件,或者观察那些宇宙中又深又远、从未见过的天体,才有希望捕捉到它们的只鳞片甲。例如为了捕捉到暗物质,中国在四川锦屏的大山下埋藏了深深的暗物质粒子探测实验室,以期望创造一个前所未有的、不受打扰的环境,捕捉到暗物质粒子可能的迹象。 ![]() 锦屏地下实验室用于探测暗物质粒子的仪器 / Lin et al. 2015 然而,人类所有探测暗物质粒子的努力,至今为止还一无所获。让我们一起期待,在未来见证历史吧! 【智能(zhàng)机器人:此时一只暗物质飘了过去。】 Q4: 艺海拾贝【提问】所有的星体是不是在空中飘浮着,像大气中的浮尘一样?A: 对,又不完全对。 ![]() 哈勃深场 / NASA 大气中的浮尘看似漂浮,但其实并不是自由的。一方面,它受到地球对它的万有引力,被拉着朝地面下坠;另一方面,它受到热空气的浮力,将它向上托举。这两个力互相抵消,达到平衡,我们才看到了悬浮在空中、仿佛“空游无所依”的浮尘。想打破这个平衡也很容易——如果阳光不再把空气晒热,或者浮尘被水汽打湿而变重,它就落到地板上,成为烦人的“灰尘”了。 然而,如果把宇宙中的物质看作一个整体,它们的处境却和浮尘大不相同。虽然宇宙中的物质也是悬浮在太空之中,但除它们之外,就是纯粹的空间,没有其它力的影响。用学术一点的话来说,它们不是“受力平衡”,而是根本“不受力”。 ![]() 一颗星辰,孤独地徘徊在宇宙尽头……想想还有点浪漫 / 网络 对单个星体而言,如果它离其它星体都非常非常远,受到其它星体的影响几乎可以忽略,那么从理论上来说,这个星体也可以近似看成是不受力的。它静静地在宇宙空间中悬浮,与宇宙中的其它一切都毫无关联。 借用禅宗的话来说,如果大气中浮尘的漂浮平衡是“时时勤拂拭,莫使惹尘埃”,那么这种彻底无牵无绊的“流浪星体”,可以称得上“本来无一物,何处惹尘埃”了! 【智能(zhàng)机器人:星体:“我想静静……”】 Q5: Zz_Orb【提问】如何为女朋友摘下月亮或者星星? A: 如何摘下星星和月亮送给女朋友,高情商男友下面这样做(PS:请勿发送“下面这样做”),让女朋友直呼哇塞。 倒影法:端着一大盆水去找女朋友,欣赏水中倒映的月亮和星光,顺便还能为她洗个脚,搓个泥,修个趾甲,岂不美哉。 ![]() 月亮盆 / 网络 小孔成像法:带好硬卡纸,再不济A4纸也行,用铅笔扎上小孔,垂直光线方向放在夜空之下,观赏经过小孔成像的日月星辰,再在纸板上写下甜蜜的话语(PS:请不要写“甜蜜的话语”五个字),好感度肯定蹭蹭暴涨。 ![]() 陨石替代法:摘不了一个完整的,取个部分也行吧。X宝上陨石的还是卖的很开的,不过假货颇多,购买需谨慎。可是真正的月球很贵,前苏联政府曾经将“月球16号”无人月球探测器在1970年采集的月岩中的三粒捐赠给项目负责人谢尔盖·科罗廖夫的遗孀尼娜·科罗廖夫,1993年苏富比拍卖行曾以约44万美元的价格将其拍卖,2018年底这三粒月岩再次被拍卖,估价高达100万美元。恐怕得家里有矿才买得起月球送女朋友吧。不过买到了可能还得想办法把月球分批次运回地球,相信各国科研单位会对与你合作非常感兴趣。 ![]() 66公斤的Canyon Diablo铁陨石 / 网络 游戏替代法:戴X球计划里面给女朋友造一个呗,科技感十足,主要是自己也能乐在其中,不过一门心思玩游戏的时候可能需要注意是否会变成单身状态…… 【智能(zhàng)机器人:由于没拉到赞助,以上品牌进行了加密处理(咳)】 收获知识,收获快乐~ ![]() 【不得了,天文知识增加了!】栏目Q&A: Q1. 没有被精选留言是否都能看到? 当然啦,我们每周都会确定一次各平台的提问情况,并把问题汇总在一起。 Q2. 本期没有被选上的问题,是否意味着落选了? 大家提出的所有问题都会进入我们的汇总题库,每期由小编从中挑选抽取。由于问题量大,可能偶有遗漏,大家请反复多次敲击我们。另外,问题的需求量、时效性和趣味性会被优先考量,同类问题我们也会作出一些筛选,还请小星星们耐心等待,或许哪一期就被翻牌子咯? Q3. 提问的正确姿势是什么? 在所有平台的正确提问方式都是: 姓名 +【提问】:我这么可爱选我的问题好吗?(大误) 让我们再次复读: 在地球毁灭之前, 你可以通过以下四种途径, 把你的天文问题传达给我们: 1. 微信公众号: 在本条推送下留言,或以关键词【提问】为开头并发送你的问题到公众号后台。 2. 邮箱: 将姓名+问题发送至邮箱cinastronomy@163.com,邮件务必务必务必要注明【提问】哦。 3. 微博: 微博编辑#不得了,天文知识增加了!#并@中国国家天文,就可以进行提问啦。 下面是投票时间~ 《中国国家天文》将为由大家票选出的“最佳问题”提问者送出精美礼物一份【下期公布】!另外每位问题入选者都将收到《中国国家天文》当期杂志一本—— 【不得了,天文知识增加了!】第二十二期 “机智问题”获奖名单 最机智问题奖:杯子 【问题】星星和我们的距离是如何计算出来的? 另外几名提问者:A.J·Frost、洛阳土豆、學吥慧、小学森 也将获得《中国国家天文》9月刊一本,请以上几位小星星在本条推送下留言联系我们领取礼品。 ——欲知更多天文内容,尽在《中国国家天文》9月刊—— ![]() ![]() 点击“阅读原文”或 扫描二维码 现在订阅全年赠送电子刊,阅读更方便! ![]() 点我,重温第22期 ——天文问题持续接收ing—— 感谢奇怪天文知识智囊库的倾囊相助 / 李蕙娴 猫又 刘丰源 科学审核 / 苟利军 策划 / 黄京一 怀尘 编辑 / 怀尘 诺诺 中国国家天文 Chinese National Astronomy 微信号:chineseastronomy 《中国国家天文》杂志由国家天文台主办。 本刊面向广大公众,提供科学性、文化性、艺术性、收藏价值兼备的天文学内容及文化生活。 新媒体投稿:cinastronomy@163.com 纸刊订阅请访问公众号下方国天商城 |
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