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研究显示地球正远离太阳 每年分离15厘米


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2009-06-05

   

    据英国《新科学家》杂志报道,早在公元前三世纪,一些观星家就曾发现地球正在逐渐远离太阳。随着科学技术的进步,科学家们进一步测得地球与太阳之间的距离每年都会增加15厘米。日本科学家宣布,他们目前已经找到了地球逐渐远离太阳的原因。

    关于地球逐渐远离太阳的原因,科学家们长期以来一直争议不断。其中一个说法就是太阳正在通过核聚变和太阳风的方式失去其足够质量,而导致其引力逐渐减弱。其他可能性解释则包括引力常数G的变化,宇宙膨胀效应,甚至归结为黑暗物质的影响。但是诸如此类的解释都无法令人满意。日本弘前大学的武宏三浦(Takaho Miura)和他的三名同事认为他们找到了答案。在寄给《欧洲天文学和天体物理学报》的一篇学术文章中,他们论述到太阳和地球通过潮汐相互作用而完全推动彼此远离。这跟月球轨道为什么逐渐被驱向外的过程相同:月球引起地球上的海洋出现潮汐,逐渐将地球的转动能转为月时运动。结果,月球轨道每年扩大约4厘米而地球运转则减缓了0.000017秒。

    同样,三浦团队假定地球质量的增长度微乎其微,但是潮汐在太阳下持续暴涨。而且他们同时也计算出,因为地球的原因,太阳的转动率每世纪减少了3毫秒(每年0.00003秒)。根据他们的解释,地球和太阳之间距离正在增加的原因就是太阳正在失去其角动量。太阳和地球的距离在天文学上称做“天文单位”,这是一个很重要的数字,很多天文数字都是以它为基础的。测量日地距离的方法有好几种,一种是利用金星凌日,即太阳、金星一地球刚好在一条直线上;另一种方法是利用小行星测量日地距离。历史上就是用前一种方法测出地球到太阳的距离的,也是这样算出日地平均距离的,即从地球上发出一束雷达波,打到金星上面,再从金星上反射回来。利用这种方法测出的日地平均距离为149597870.696公里。

    科学家们把地球与太阳之间的距离作为一个天文单位,取其整数为1.5亿公里。这段距离相当于地球直径的11700倍,乘时速1000公里的飞机要花17年才能到达太阳,发射每秒11.23千米的宇宙飞船也要经过150多天到达,太阳光照射到地球需要8分多钟。(刘妍)

  [新浪网]

 

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太阳进入百年来平静期:地球或将迈入冰河时代

  新浪科技讯 北京时间4月27日消息 据英国《卫报》报道,太阳的活跃性正在慢慢下降,这在科学家间引发了激烈讨论,他们不清楚这种情况会产生什么结果,这对地球的气候意味着什么。

  近百年来平静期

    美国宇航局的记录显示,2008年全年有266天没有太阳黑子,这是自1913年以后从没看到过的太阳平静期,然而2009太阳似乎要变的更加安静。太阳风压达到50年来的最低值,我们的局域恒星(local star)甚至比10年前更加暗淡。

  太阳黑子是观察太阳活跃程度最直观的迹象,事实上太阳黑子消失意味着我们正在进入一个太阳平静期。太阳黑子是太阳表面的磁岛(islands of magnetism),这里的对流受到限制,导致该区域的气体温度更低,因此从地球上看起来显得更暗。这种现象何时才会结束呢?太阳的活跃性每隔11年改变一次,但是这种变化有可能会持续很长时间,大约可持续一个世纪。

  另一个冰河时期

  剑桥大学的奈杰尔·维斯说:“为期11年的新一轮太阳活动周期从1或2年前开始,到目前为止太阳一直很平静。”最近维斯跟瑞士联邦水科学与技术研究所的荷塞·阿布吕尔及其其他人一起预测说,自从二战爆发一起,太阳一直非常活跃,现在它的活跃性正在逐渐下降,并将于2020年左右降到最低点。他们的预测是根据太阳风促使宇宙射线穿过地球大气层,在地壳里堆积的一种罕见的同位素的水平做出的。维斯表示,太阳的活跃性有可能降到17世纪出现的蒙德极小期(Maunder minimum)。到了那时,欧洲将会进入小冰期,泰晤士河上将会结霜,所有瑞士乡村将被冰川覆盖。我们将会进入另一个冰河时期。

  有些人表示,过去一个世纪以来出现的全球升温现象,是活跃的太阳影响的结果。这些人或许认为我们将要进入另一个冰河时代,但是他们只占少数。大部分科学家认为,导致全球升温的罪魁祸首是人类,维斯也赞成这种说法。他指出,太阳活性从蒙德极小期回升以后,欧洲一直有冰存在。即使我们再经历一次类似的太阳平静期,地球的温度可能也只会降低十分之一摄氏度,与最近的升温相比,这简直不值一提。因此这时候你还没必要为此忧心忡忡。(秋凌)

    [新浪网]

科学家警告称2012年强太阳风暴将袭击地球

  新浪科技讯 北京时间3月25日消息,据英国《新科学家》网站报道,太阳风暴是指太阳黑子活动高峰阶段的剧烈爆发活动,通常每隔11年就会进入一个太阳风暴的活跃期。美国科学家日前警告说,2012年地球将会遭遇强烈的太阳风暴,其破坏力将远远超过“卡特里娜”飓风,而且地球上几乎所有的人都将难逃其灾难性的影响。

  强太阳风暴2012年将再度来袭

  2012年9月22日午夜,美国纽约曼哈顿区上空将布满了一道五彩斑斓的光幕。在像纽约这样的南部地区,很少有人能够看到这种极其迷人的极光现象。不过,人们欣赏美景的心情不会持续太久。几秒钟后,该地区所有电灯泡开始变暗并闪烁不定,接着光线在瞬间突然增强,灯泡变得异常明亮。随后,所有电灯全部熄灭。90秒以后,整个美国东部地区都将停电。一年后,数以百万计的美国人开始死亡,国家基础设施将变成一堆废墟。世界银行将宣布美国变成一个发展中国家。同时,欧洲、中国以及日本等地区或国家也都和美国一样,在这次灾难中苦苦挣扎。这次灾难来源于猛烈的太阳风暴,发生在距离我们1.5亿公里之外的太阳表面。

  上述故事听起来或许有些荒谬,一般情况下太阳不会对地球造成如此巨大的灾难。不过,美国国家科学院在2009年1月发布的一份特别报告中声称,这种灾难完全有可能会发生。该研究报告由美国宇航局出资赞助。在过去几十年间,人类社会在发展的同时,也在为毁灭自己埋下了伏笔。现代的生活方式过度依赖各种科学技术,无意间让我们更多地暴露于一种超级危险之中。由太阳表面喷发出的等离子体可能会毁灭我们的电网,进而造成灾难性的后果。美国科学院特别报告起草人、科罗拉多大学太空气候专家丹尼尔-贝克尔认为,“我们现在距离这种可能性的灾难越来越近了。如果人类对将可能发生的太阳风暴准备不足,这种太空风暴就有可能会切断人类社会的电力供应、手机信号,甚至包括供水系统。”

  但也有专家表达了不同的看法,认为太阳风暴的影响主要集中在外太空,而由于地球磁场和大气层的阻挡效应,生活在地球上并不会因此受到过于明显的干扰。专家们表示,当太阳风暴活动活跃时,黑子不断燃烧、爆炸,期间释放的大量紫外线会使地球上空的电离层浓度突然增加,吸收掉短波的能量,从而造成对短波无线电信号的干扰。但日常生活中人们使用的手机,包括部分无线电都不通过电离层传播信号,因此一般的太阳风暴对地球表面的通信影响不会太大。理论上,一般的太阳风暴强度还不至于冲破地球大气和磁场的保护,对地球上的现存物种构成致命威胁。但对于2012年的太阳风暴,专家担心可能成为一个例外。

  可能给地球带来巨大灾难

  美国科学家警告认为,2012年的强太阳风暴将给地球人类带来巨大的灾难,它的影响力将渗透到现代社会的每一个方面。在发出警告的专家看来,太阳风暴给地球的影响可能是“多米诺骨牌式的”。试想,当电网变得脆弱和不稳定,与供电息息相关的行业也将成为受害者:制冷设备停转,冷库里大量的食物和药品失去储藏条件而变质;水泵突然停止运转,社区的居民饮水成为难题。此外,由于卫星信号中断,GPS定位系统也会因此成为废物。事实上早在1859年就发生过类似事件,当时的太阳爆发竟然导致电报线烧毁。当然,现在地球上布满了有线和无线设施,但这些设施都难以经受太阳风暴袭击的考验。

  当强太阳风暴来袭时,地球上的人类将主要面临两大问题。第一,就是关于现代电力网络问题。现代电力网络通常都是以更高的电压覆盖更广阔的区域,这样可以让电力网络运营更加高效,可以尽量减少电力传输过程中的损失以及由于生产过剩所引起的电力浪费。但是,同时它也因此变得更容易受到太空气候的攻击。输电网会变得非常脆弱不稳定,甚至有可能导致完全关闭。而这还只是多米诺骨牌效应的第一步,后面还可能导致“交通瘫痪、通讯中断、金融业崩溃和公共设施乱套;水泵停转造成饮用水供应中断;缺乏制冷设备,食品和药物都难以有效保存。科学家们预计,当出现剧烈的强太阳风暴时,可能会使人类社会和经济损失惨重,仅第一年的损失就可能达到1万亿至2万亿美元,而恢复重建则至少需要4到10年

  第二个问题就是关于与电网相互依赖的、支持我们现代生活的其他各个系统的问题,如污水处理问题、超级市场物流基础设施问题、电站控制问题、金融市场及其他依赖于电力系统的问题。如果将两个问题合二为一,就可以很明显地看出,卡林顿太阳风暴事件的重复出现就有可能造成历史罕见的巨大灾难。美国科学院特别报告顾问、电力工业分析专家约翰-卡平曼认为,“这种灾难与我们通常想像的灾难完全相反。通常欠发达地区容易受到攻击,但在这种灾难中,越发达的地区越容易受到攻击。”

  人类并未做好应对灾难准备

  面对可能产生的严重灾难,美国乃至整个人类并未就应对下一轮太阳风暴做好足够充分的准备。贝克尔表示,由于 出现大型太阳风暴的可能性微乎其微,“全社会根本没将其考虑在内,而只是关心眼前的事物。”对地球上的天气来说,气象专家可以连续数日跟踪某一风暴,并据此向当地居民发出足够的警示,而太阳风暴或太空气候却完全不同。贝克说,“我们目前还无法提前准确地预测太阳风暴的时间和强度,我和同事们所能预知的只是一旦大型太阳风暴来袭,我们根本无力应对。”

  与人类早期预报地球上灾难性飓风类似,人类目前主要依靠对太阳黑子周期的预报,来监测太阳风暴的强度以及可能对地球产生的影响。太阳黑子周期是指每11年内的太阳黑子数量增加和减少的过程。周期从太阳黑子活动最低潮时算起。在活跃时期,太阳黑子的数量增多,产生更多的太阳风暴。太阳风暴出现时,太阳释放出大量带电粒子所形成的高速粒子流以及等离子体流,对地球磁层、电离层以及中性大气的状态造成影响。鉴于太阳风暴的危害,一个多世纪以来,人们一直在监测太阳黑子的活动。

  美国全国大气研究中心的科学家根据太阳表面下发生的现象及以往获得的太阳黑子周期数据,研发了新的太阳动力学模型。借助于新模型,天文学家可以提供有关太阳黑子活动的早期预报。他们希望早期预报可以帮助电力公司、卫星操控者和其他方面提前几天甚至几年做好应对太阳黑子活动的准备。据了解,这种新模型的准确率可以达到98%。美国国家科学基金会上层大气研究部的里查德-班恩科说,“如果可以提前预测太阳风暴活动的话,人们就能更好地应对诸如通信中断、卫星失灵、电力中断以及宇航员受到威胁等问题。”(刘妍)

 

   

 

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