为什么称金星为地球的"兄弟行星"
从外表上看,金星与地球有不少相似之处,也是一个有较密大气层的固体球.
金星的半径为6073千米,只比地球半径小300千米,体积是地球的0.88倍.质量为地球的81.5％,相当于4.87×1027克.平均密度约为地球的 95％,为 5.19克／厘米3.由于这几项数值和地球十分相近,因此,人们形象地把它称为地球的姐妹行星.在宇宙飞船探测金星以前,有的天文学家推测,金星的化学成分和表面的物理状况与地球相似,金星上发现生命的可能性甚至比火星还要大.
50年代后期,天文学家用射电望远镜穿过封闭金星的厚厚的云层,第一次测出它的自转周期和表面温度.金星自转极慢,温度极高,可能达到300℃以上,这个结果和以前预测的洞天福地般的金星环境简直相差十万八千里,有人怀疑是不是仪器出了毛病.
1961年以来,前苏联和美国先后向金星发射了30多个探测器,开始是飞近探测,后来发展到着陆探测.现代科学证明,金星是个奇热、无水、任何生命都无法存活的世界,金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹.
金星的真面目
为了探索金星的真面目,20世纪60年代初拉开了探测金星的序幕,前苏联1961～1978年已发射了12个金星探测器.美国1962～1978年共有6个探测金星的飞船上天.仅在1978年12月4日～25日的20多天里,前苏联和美国就各有两个自动行星际站在金星表面软着陆,实现了对金星的现场考察.
行星探测器对金星进行现场考察以后,遮盖在金星表面的“蒙面纱”已经逐渐揭开了.金星没有磁场和辐射带,其大气的组成和地球盎然不同：地球大气以氮、氧等气体为主,二氧化碳很少；在包围着金星的大气中,97％以上是二氧化碳,此外,还含有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸汽及氯化氢等.金星大气中的二氧化碳能让阳光通过,照到金星表面,却不让热辐射返回太空,使金星表面处于高温状态,产生“温室效应”.金星表面的温度高达465℃～485℃.温室保护罩的作用还使金星上的昼夜温差很小,基本上没有昼夜、季节和地区的差别.金星表面的大气密度比地球上的大50倍.地球海洋平面的气压是一个大气压；金星表面的气压大到90个大气压,相当于地球上海洋深处900米左右所受的压力.金星上空闪电频繁,每分钟达20多次,常常是电光闪闪,雷声隆隆.前苏联的“金星 12号” 1978年 12月 21日在下降到金星表面的过程中,仅仅在从11公里高空下降到5公里的期间,就接连记录到1000次闪电.有一次特别大的闪电竟持续了15分钟.“金星13号”和“金星14号”的下降装置在下降过程中,考察了金星的高空风.金星表面的风速大约为2～3米／秒,由表面到高空,风速逐渐加大,到 50～70公里的高空,风速竟然达到100米／秒,风向与金星的自转方向相同,但比自转速度快得多.更惊人的是,在离金星表面30～88公里的空间,密布着一层有腐蚀性的浓硫酸雾.这是一个多么令人窒息的环境!这个现代天文学家称为“太阳系中的地狱”的金星绝对不能是地球的孪生姐妹.探测结果表明,金星上不存在任何液态水,不仅没有任何类似地球上的动植物存在,连任何生命的形式都没有.
美国的“先驱者” 1号和2号,前苏联的“金星” 11号和12号分别在1978年12月4日、9日和21日、25日到达金星,对金星进行综合性的考察.从它们发回的信息得知,由于金星表面有浓密的大气保护,其表面并不像月亮、水星那样布满环形山.相对来说,金星表面比较平坦,大部分表面都覆盖着一层“浮土”,其平均密度是1.2～1.9克／厘米3,厚度不超过1米.在浮土下面,主要是密度为2.2～2.7克／厘米3的玄武岩.下降装置周围可以看到许多大石块,绝大部分石块呈红褐色,棱角分明,半埋在颗粒细小的黑褐色尘土和砂砾之中.这表明金星上的物质构造仍很活跃,可能存在活火山.
金星上的山脉,一般都很高,最高的是麦克斯威尔山,高度为11270米,地球上的珠穆朗玛峰还比它矮一头.北半球大高原,长3200公里,宽1600公里,相形之下,青藏高原大为逊色.在赤道地区,发现一些像火山口一样大而浅的圆形圈,有些地方像是由巨大的熔岩流所形成.此外,还有一条很深的大裂缝,自南向北穿过金星赤道,裂缝最深的地方有7米左右,这是目前在太阳系天体上发现的一条最大的裂缝.
从前苏联发射的自动行际站“金星13号”拍摄的金星表面照片看出,金星的天空是橙黄色的,云也是橙黄色的；金星上的物体,大部分看起来也是橙黄色的,有的微带绿色,蓝色的很少.金星的世界,真可说是个金黄世界.这种奇异的景色,是“金星13号”下降装置,通过蓝、绿滤色镜拍摄的.科学家们认为,这是由于金星大气和云层太厚,吸收了太阳光中蓝色部分,使照在金星大气层和大地上的光带着黄光.因此,金星上的白昼也不像地球上这样明朗,其亮度很像地球上的阴天.
太阳从西边出
浓厚的金星云层使金星上的白昼朦胧不清,这里没有我们熟悉的蓝天、白云.金垦上空会像地球上空一样,出现闪电和雷鸣.
金星离太阳的平均距离是10800万公里,绕太阳运动的公转轨道的偏心率只有0.007,故轨道接近于圆.金星绕太阳运动的速度较水星慢一些,为35公里／秒,它绕太阳运行一周约224.7天.由于金星有一层厚厚的浓云,过去用光学方法难以观测到它的表面情况,因而也就难于测出其自转周期.随着无线电技术的发展,1962年,天文学家利用射电方法测出了金星的自转周期.金星的自转周期很慢,要243天才自转一周,比公转一周的224.7天还长,也就是说,金星自转一周需要1年多的时间.金星自转为逆向,即自转方向和公转方向相反,是太阳系九大行星中独有的现象.因为金星是自东向西自转的,与我们地球的自转方向截然相反,所以,金星上的太阳是西升东落.金星自转周期是243天,比公转周期还长.金星上的一昼夜相当于地球的117天.也就是说,在一个金星年中,金星上只能看到两次太阳西升东落.
要解开金星逆向自转之谜,首先应当弄清楚行星自转是怎样来的,这个问题又与行星的起源问题有密切的关系.
目前,对行星的起源问题还没有受到大家普遍承认的成熟理论.我国学者戴文赛先生详细研究了各种学说之后,提出自己的行垦起源学说.这一学说可简短说明如下：约在50亿年前,在离银河系中心3.3万光年处,就是我们现在太阳系所在的位置上,弥漫的星际物质聚集成一个巨大的星云.由于引力作用,这个巨大星云收缩,同时云中出现了湍涡流.后来这个云碎裂成一二千块,其中有一块就是形成太阳系的,我们把它叫作原始太阳星云.由于它是在涡流中产生的,所以从一开始原始太阳星云就在自转着（其他星云碎块也都有自转,后来演化成恒星）.
我们的原始太阳星云的质量比今天太阳系的质量要大些,它一面收缩,一面自转,收缩的结果使自转角速度加大,越转越快,这很像张开手臂旋转的滑冰运动员,在收拢手臂时旋转就会加快的现象.物理学上把这种现象叫作角动量守恒.由于旋转的加快,在星云的赤道部分惯性离心力最大,它抗拒星云的引力作用,所以赤道处星云收缩得比较慢,而两极处收缩得比较快,原始星云便逐渐变扁.
当原始星云收缩到一定大小,例如具有现在太阳系的尺寸时,赤道处的自转速度已经足够大,使得那里的惯性离心力等于星云对赤道处物质的吸引力.这时候,赤道上远离中心的那部分物质就不再收缩,而是留下来围绕星云其余部分旋转.原始星云其余部分继续收缩,在赤道处又留下一部分物质.这样演化下去,逐渐形成一个环绕星云中心的星云盘.剩余的星云物质进一步收缩,最后演变为太阳.而星云盘中的物质粒子互相碰撞吸积变成足够大的团块,我们把它叫作星子.其中较大的星子由于进一步碰撞,吸积周围的物质粒子逐渐变成更大的行星胚胎.具有较大质量的行星胎胚的引力强大到能够吸引周围的星子（引力吸积）,使行星胚胎体积增大,逐渐演化成行星.
行星自转又是如何起源的呢?上面所叙述的假说也提出一种初步的看法：原始星云物质一开始就有自转,因此当尘埃和星子落入行星胚胎时,也把角动量带给行星胚胎,使行星胚胎自转起来.
不过也有人提出不同的看法.美国一位天文学家提出自己的太阳系演化理论,他认为在原始太阳星云盘内,不需要经过星子——行星胚胎这样的过程.在太阳形成以后,星云盘的物质很快就聚集成一些很大的原行星,原行星的质量很大,在原行星内部,高压使得气体尘埃物质凝聚成为固体沉降到核心部分,而外部气体受到太阳光热和太阳发出的粒子辐射（太阳风）的作用而逸散开去,最后演化为现在的行星.
原行星不自转,太阳对它的吸引使原行星向太阳的一面隆起凸出来.当原行星绕太阳公转时,这个隆起部分偏离朝向太阳的方向,但太阳对隆起部分吸引,把它拉回到朝向太阳的方向,这样就强迫原行星自转起来.看来,在行星起源和自转起源这一问题的领域,可让人充分发挥思维的创造力,去提出更为合理的假说.
大多数行星是直立着或斜着身子顺向自转,而金星则逆向自转,这给各种行星演化理论提出了难题.
金星逆转,可能是从金星轨道里侧的一个比月球还大的大星子斜着落在金星胎上,把很大的角动量带给金星胎,由于星子大都是顺向绕太阳运转的,从里侧斜着撞向金星胎的星子,其运动方向和金星胎的自转方向相反,这样一来使得金星胎的自转就从顺向变为逆向了.
这些推测还经不住科学事实的考验.行星自转是否是这样起源的?碰撞金星的大星子后来哪里去了?是否还有别的原因造成金星逆向自转……,这些问题尚待人们作进一步的思考和研究.
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