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天堂还是地狱——金星究竟什么模样

2024-07-28科学

在夜晚的天空里,除了月亮,金星是天然星体里最亮的。这颗行星跟水星都在地球的轨道上。它在太阳系八大行星里,离太阳的距离排第二近,所以不管是日出前还是日落后,它都能起作用。在中国古代,金星叫「太白」,从东方升起时,人们叫它「启明」;夕阳在西边落下时,就叫「长庚」。

【幻想的天堂】

咱们的祖先给它起了个名儿,表明了它的美。在西方,罗马人把金星叫做「维纳斯」,这在西方神话里是个女神。不管是东边还是西边,金星都被弄成了浪漫的样子。美国的科学大咖阿西莫夫,在他的【幸运之星与金星的海】这本书里,讲了有一大片海洋,里面有好多水族和动物。

这样美美的幻想,在天文这块存在挺长时间了。好多天文学家之前特别期待能在金星上找到生命。不过跟水星不一样,金星没受到太多干扰,从一定程度上讲,它和地球是「姊妹星」。

金星的半径约 6052 公里,质量约 4.9×1024 公斤,这两项都跟地球特别接近。而且,金星的轨道和地球的轨道差别不大,所以它们的物质成分大概率相似。要知道,一颗星球的物质成分跟它在行星盘的位置关系紧密,位置近,物质成分也就近。鉴于这两个星球有这么多相似之处,不少天文学家觉得,它们的表面环境也很相近。

其实呀,自打日心说被提出来以后,地球的位置一下子就从宇宙中心变成了一个围着太阳转的普通星球,这挺常见的。这就让好多人觉得,在这个星球上有生命是挺正常的。

通过观察星球,加上对生命的了解越来越多,我们觉得大多数星球上应该都没有生命。但是,人们对金星的向往一直持续到二十世纪中期。

让这一梦幻得以维系的,是金星那厚厚的大气,就像一层薄纱,给「女神」增添了神秘色彩。这颗行星在 1761 年就出现了,就在那年,有一场出名的「金星凌日」。俄罗斯科学家罗蒙诺索夫观察这次金星凌日时,发现金星跟太阳边缘有交点的时候,交点周边出现了不正常的光。

他觉得这种现象是金星的大气造成的,因为金星大气能反射太阳光。

金星的大气让人没法仔细看清它的表面,这也是金星特别亮的一个缘由。毕竟它得靠反射太阳光才能被观察到,而浓厚的大气让太阳光的反射变得更强,于是它就显得更亮啦。

还有人觉得,金星或许不是由于它比地球离太阳更近,而是由于它大气层会反光,这就算是天堂的另一种讲法。

另外一个能证明这个神话的有趣之处,在于金星的旋转周期。一般咱们是通过观察这颗星球上的一些标志性建筑来明确它的旋转周期。可问题是,金星的大气太浓厚啦,压根找不到能当作地标的东西,而且它的大气里也没啥能观测到的,这就让确定它的旋转周期变得很困难。

但咱人类的想象力,哪能那么容易就罢休呀?有人按照金星的地形「算出来」它的旋转周期,可大部分都在 24 小时(对,就是这个熟悉的数字!)。没多远。这么一来,人们的想象力就越发丰富啦。

对金星的想象老早就有了,想想都让人激动不已。但悲催的是,随着人类探索得越来越深入,他们的希望却越来越没指望了。

【地狱般的现实】

1962 年,天文学家通过雷达波对金星的旋转进行测量,结果发现以往所有的「测定」都不对,不光数字不对,连旋转方向都完全反了。在整个太阳系里,金星是唯一一颗旋转方向跟其轨道相反的星球,它自转周期是 243 天,在所有星球里是最长的。

想想它轨道运行大概要 225 天,咱们就能明白,金星的「平均太阳天数」差不多是 117 天。这么长的一天一夜,要是热量不够,金星估计就会跟水星似的,处在「冰火」的状况中,稳定的液态水就更别想有啦!

在美、苏两国的空间较量里,他俩都曾满怀壮志地对太阳系里的天体展开过大规模探索,主要手段就是发射探测器。金星有好多神奇之处,价值特别高,也是人类探索的重点。

苏联曾经有过很棒的探索火星的经历,靠几艘飞船实现了软着陆,带回不少第一手资料。可遗憾的是,金星环境太恶劣,到现在,咱们也就对其中一小部分做了针对性研究。就连苏联都被这「低性价比」坑得不轻,而美国则把重点放在了火星上。

好几十艘探测器的检测表明,金星表面温度大概是 460℃。这得归功于大家都熟悉的「老朋友」——二氧化碳。咱们平常老为它烦恼的「温室效应」的罪魁祸首,正在金星上作祟呢!金星大气层里有 96.5%是二氧化碳,相比之下,少得可怜,只有 0.04%的含量。

要是没有温室效应,金星不至于这么热,毕竟它的大气层能反射好多太阳光,也就不会热得过分。把金星「捂热」的二氧化碳气体,这就说明了它的空气为啥那么浓。

再说了,这颗星球根本不像传说里那种「冰天雪地」的样子,也没哪能「凉快」!不管是白天黑夜,不管是赤道,还是南北,全是大火炉!它自转轴线跟轨道之间的角度小于 3 度,所以很难察觉到四季的变化。

其中最要紧的因素得说是大气层,那里的大气压差不多是地球的 92 个大气压,还有 67 kg/m 呢(相当于地球的 55 个大气密度)。虽说火星上的风小得很,每秒还不到 2 米,简直就是微风,可这么密实的大气层还是能让火星尘土漫天飞。特别关键的是,它的热传导性特别强,能让火星上的温度差不多一直恒定!

要说金星的景色,那简直就是可怕的地狱。金星上的云彩,也许会下雨,也许会下雪,可别想什么诗意的东西!金星的云层是黄褐色的,主要成分是硫酸。在那硫酸云层下面的雨水肯定是酸雨,还没等落到地面就蒸发没了;至于雪,很可能是由像硫化物之类的矿物构成的。

但这只是个没被证实的猜测。另外,探测器发现了一些表明存在雷电活动的迹象,而且很可能还挺频繁。金星的天空是黄、红两色,用肉眼看不到太阳;夜里,天空也是暗红色,也看不到月球。在咱们太阳系里,就金星和水星没有自然卫星。

金星上的所有东西,感觉就跟在地狱似的。

【不懈的求索】

人类一直都盼着能探索外星生物。虽说火星地表环境糟透了,可也不是绝对不可能有生命诞生。生命的出现,跟它所在的环境关系可大着呢。

地球上的生物靠着演化来转变自身的生存办法,让生存方式更适应地球环境,把地球变成更美的家园。在这样的情形下,不一样的环境会造就完全不一样的生命形式。像海底的温泉、火山口,还有被冰雪覆盖之处,都能孕育出众多的物种。外星生物的存在,那更是超出了人类的想象。

在【三体】里,三体人由于要适应老是变化的「乱纪元」,还要适应地球上的变化,竟然进化出了「脱水」的能耐,而且火星上也有一些特别的生物。咱们又没在金星上生活过,咋能肯定那不是他们的乐土?

抱着这样的盼头,科学家们始终没停下探索外星生命的脚步。可惜啊,就咱当下的技术,根本做不到随便在各个星球之间来回跑,展开没限制的探险,顶多用些化学试剂找找可能存在的生命迹象。

所以啊,要是能发现一种很难自然形成,而且还不容易跟别的东西混在一起的物质,那咱们就算不出家门,也能通过光谱去知晓其他星球上有没有生命。有个这样的材料,那就是磷化氢。

在这颗星球上,但凡有人的活动或者微生物的活动,就会出现。而且,磷化氢特别容易被氧化成别的,只有生物不停地生成,磷化氢的数量才能保持住。

英国卡迪夫大学的简·格里夫斯教授和他的同事,曾经在金星的云里发现了磷化氢。别看金星表面好像「人间炼狱」,但它的云气候不错。而且,金星的云呈酸性,这环境对有生命的磷化氢特别合适。

初步的生化模式表明,金星的大气层对这类生物的存活有好处。格里夫斯等人估算了金星云中磷化氢的含量,还通过气体反应和光化学反应这类无生命作用的机理加以分析,可都没法说明其含量较高的缘由。

这就表明金星上有生物。观察发现,在金星上,磷化氢只有在纬度 60 度左右才能存活,跟中纬度的哈德里循环相符,而这里以前被科学家们当作适合生存的地方。

除了磷化氢,咱们还找到了其他能证明生命存在的依据。就好比地球上的热带雨林能让地球充满绿色,如果金星上有生命,那它们也能让金星变个色。日本的「破晓号」金星探测船正在留意金星大气层在紫外光下透明度的变化,大家觉得这变化是生物颗粒给大气层「染了色」。

换个角度说,用电脑模拟金星一直变化的地质和气候,结果表明大概 7 亿年前,它的表面可能曾经存在适合生命的液态水。

那时候,金星上说不定已经有生物存在了。等表面环境变差,这些生物可能就「搬家」到大气层里去了。当然啦,这所有的情况,咱们都不了解。

虽说有不少证据显示有生命存在,可这些证据全是间接的。科学家得把那些零散的片段给整合到一块儿,跟做悬疑推理似的,把所有不可能的都排除掉,进而拼凑出完整的真相。