近空不可见，远空漆黑一片

　　宇宙和宇宙空间 宇宙（universe）与宇宙空间（space）两词完全不同。 前者包括所有的天体，其中有星系、星云、恒星、宇宙尘、不可见的天体等。 后者仅指空间（指能容纳一切天体的空间）。这空间不是静止的，与时间混 合在一起，叫做“时空”。物质的形态可以互变；光线可以变曲；空间可以 分隔，但不能缩小，也不能把它扩大。所谓宇宙膨胀，我的看法是仅指星系 膨胀，与宇宙空间无关，因为星系是位于宇宙空间之内，而非固定地镶嵌在 宇宙空间之上的。 我认为宇宙空间并不是空的，其中充满了力。我假定它就是上文所述的 惰力。这力有传导光、热、电的能力，也是一切物质形成的基础。但我不能 抓到这力。 在宇宙空间中，无论向那一方向看，除恒星分布不均匀以外，在视野范 围内所看见的都是一个样，无重大区别。这是视力方面的错觉。宇宙空间十 分复杂。宇宙空间内大天体有它的大重力场；微粒子也有它的微引力场。我 们看不见也觉察不到，并非宇宙空间的空虚。它是充实的，不仅能够传递光、 热、电，且能传播力。这空间用什么充实起来？粒子有引力，大小星体各有 各的引力场，然而宇宙空间它自身并不具有引力场。如果有的话，这么多的 天体及星系，都向宇宙中心引力场集中，岂不凑成一个大蛋？类似往日的“宇 宙蛋”。因为宇宙空间不属于物质，不可能有宇宙引力场。各大星系之间都 有足够的距离，不致引起互撞。同一星系之内或同一星团之内的恒星，彼此 之间远远地隔开，彼此可以独立存在。 宇宙空间无限界 大环境地理学下起地球星中心，上达天球视面，其中拥 有无限界的宇宙空间。
　　地面上一望无际，似乎地比天大。事实上地球星是个 “小不点”，它在空间内比一个小点还小，如果把它放在 100 亿光年以外， 它比宇宙尘还小。太阳恒星比地球星大 130 万倍。维持人类生存的太阳系位 于宇宙空间内何处？在空间上层？下层？内部？边缘？全都不是。因为这宇 宙空间无限界，也无中心。 具体来说，空间只有两类：（A）有限界的空间，例如室内空间、都市空 间、太阳系行星际空间、银河系恒星际空间；（B）无限界的空间，可容纳上 述所有的空间，宇宙空间就是无限界的空间。晴昼望空，天色蔚蓝，那是大 气层扩散的蓝光波；夜间望空，有微弱的星光、银河光、黄道光及大气的散 光，太空深远处昏暗漆黑，什么都看不清楚。因此，夜空有神秘感。 宇宙空间的区划 由地球星大气层向外的这段空域，叫做“近地空间”。 现今各国发射的通讯卫星、气象卫星、军事卫星及航天飞机，全在近地空间 以内。地月之间叫做“地月空间”。月球轨道以外，冥王星轨道以内属于“太 阳系行星际空间”，太阳系以外就是“恒星际空间”。 宇宙空间中有星的区域可以觉察，无星的区域一片漆黑，但可以通过引 力及电磁波来测。 宇宙空间中距离的量测 众所周知，测量月球对于地球星的距离单位，通 常用公里，测量日地距的单位也用公里。至于其他大行星对于太阳的距离单 位不用公里，而用“天文单位”（Astronomical Unit，简写为 A.U.），即 地球到太阳间的平均距离。这个单位比公里大 1.5 亿倍，它比地球赤道长度 大 3750 倍。试想绕赤道 3750 周才等于一个日地距，这数字实在惊人。 用天文单位表示宇宙空间中行星对于太阳的距离是把日地距作为 1 的。 水、金两颗行星对太阳的距离均小于 1，其他行星均大于 1。兹列表如下： 行星名称/天文单位（A.U.）/实际距离（公里） 水星 0.387 58000000 金星 0.723 108000000 地球星 1.000 149600000 火星 1.524 228000000 木星 5.203 778000000 土星 9.580 1427000000 天王星 19.218 2870000000 海王星 30.110 4500000000 冥王星 39.600 5900000000 在人们的观念中，1 亿公里不如 59 亿公里远，虽然在数量上是 1∶59， 却在人们脑中作不出实际的比较来。但是，如果测量远近的单位改用天文单 位，那末就很容易作比较。冥王星距日大于日地距 39.6 倍，即约为 40 倍， 这样比较给人印象就比较深。 由冥王星中心到太阳恒星中心作一直线，这一条线就是太阳系半径。这 颗圆球形太阳系直径长达 118 亿公里，或 80 个天文单位。所有的行星由西向 东大致环绕太阳恒星赤道前进，而非周绕太阳南北两极。 也可以用光速来表示宇宙空间中行星间的距离的大小。例如太阳光由太 阳表面传到地球星表面，需时 498 秒，或 8 分 18 秒，或 8.3 分。简说是 500 秒。月球距地球星比太阳恒星近得多，月面所反射的太阳光到达地面，需时 只有 1.3 秒。火星在绕日公转中当它最接近地球星时，火星反射太阳光到达 地面需时 3.1 分。冥王星距地球星最近时反射太阳光到达地面需时 5.6 小时， 距地球星最远时太阳光到达地面可能需 6.3 小时。如果有人往冥王星上打电 话，时为正午 12 点；一直要等到夜里 11 点以后才能听到冥王星上回话的声 音。 地球星直径如同太阳系直径相比，为 1∶1000000，地球星实在太小，太 阳系实在够大。如同银河星系作比较，太阳系又嫌太小，不能形成比例。因 此，太阳系以外的宇宙空间中距离的测量不能采用天文单位，而只能用“光 年”（light year）作单位。1 光年相当于 63240 天文单位。所谓光年，并 不表示时间，而是表示距离。光年是指光在一年以内所行进的距离。光速每 秒可以走 30 万公里（实际是 298128 公里），一年（指回归年）内光前进 94600 亿公里（9.46×1012 公里）。这样大的数字作为距离单位，其实际意义已无 法想象。 前文已述，最接近太阳恒星的是半人马座比邻星，相距 4.27 光年。南天 球视面上亮星是天狼星，它在北半球地面上低纬度内也可以见到。接近天南 极的老人星距地球星只有 98 光年远，比天狼星距离地球星多出 90 光年。北 极附近的北极星（Polaris 或 North Star）距地球星为 652 光年。仙女座旋 涡星系（M31）距地球星为 220 万光年。这都不算远，前文所述的最远的类星 体为 360 亿光年。 另一种距离单位叫做秒差距（parsec）。
　　如果一个恒星的视差是 1 角秒 （或弧秒），对于地球星的距离就叫做 1 秒差距，相当于 3.262 光年或 206265 天文单位。如远空星体的视差是 1 角秒或大于 1 角秒，可使用这种单位；如 果小于 1 角秒，例如类星体，则使用光年为单位。兹举例如下：半人马座比 邻星 1.30 秒差距（4.27 光年）；天狼星是 2.66 秒差距（8.67 光年）。 可以伤人的宇宙线 宇宙空间内常常通过一种高能量带电粒子，叫做“宇 宙射线”（cosmic rays），简称宇宙线。宇宙线速度近似光速。事实上这不 是“线”而是有电荷的粒子。通常所见的电磁波辐射可视为波的效应或光子 的效应。但是高能的粒子不是光子，也不是光波，它是破碎的原子核，其中 约有 91%是质子，8%是氦核，其余是碳、氧、氮、铁等重原子核。实际应该 叫做“宇宙粒子”，而不宜叫做宇宙线，然而它已是习惯用的名称了。 宇宙线分两种：一种为原生宇宙线，穿透力极强，可深入大气层内，可 深入水内，也可穿透地面表层。另一种为次生宇宙线或次生宇宙粒子，由原 生宇宙线撞击大气层气体而产生的。原生宇宙线或原生宇宙粒子来自星体爆 炸，例如超新星大爆炸，银河星系或其他星系大爆炸；也可能来自星系核心， 例如银河星系中心——银心；也可能来自大激波（shockwave），即超新星附 近气体受压缩而出现的大波。由于爆炸力太强或激波力太猛，原子核被炸碎 飞往太空，以光的速度前进，即原生宇宙线。
　　太阳表面上耀斑（flare）也能 产生原生宇宙线，但能量很低，属于低能宇宙线。由太空深处射出来的原生 宇宙线是高能宇宙线，速度很强，能量很高。原生宇宙线由太空内四面八方 碰撞地球星大气层，使大气层内一些气体化为次生宇宙粒子或次生宇宙线。 在大气层内产生的次生宇宙线也是四面八方地向地面撞击，穿透力很强。这 说明我们的大气层内变化很大，不完全只限于氧、氮等类气体。 现今地面上已装置特殊的光学望远镜，可以望见大气层最外层出现的光 流。这光流由高能宇宙线撞碰气体原子核而造成。 高能宇宙线即原生的宇宙粒子可以影响地磁场，可以破坏人的细胞，对 于地面生物有严重的影响。由银河星系核内射出的宇宙粒子当然很可怕，它 可撞出一些伽马射线、中子、质子、介子及其他微粒子，向地面辐射，促使 遗传基因出现变异。太空人遇到宇宙线也不好受。因此，太空人必须穿上太 空衣。
　　太空衣的妙用太空衣具有下列五种条件：（A）当太空人离开太空舱走进 太空时，太空衣内必须有氧气供应设备；（B）太空衣可以保暖御寒，又可以 阻挡太阳辐射。近地太空已无空气调节温度，身后缺乏空气射热，温度可能 降低至-70℃；身前面向太阳，温度可能高达 120℃。这样身前身后温度相差 190℃。太空衣不仅能防寒，也能隔热；（C）可以抵抗宇宙射线；（D）可以 抗拒小陨石撞碰；（E）太空衣不太硬，也不太重，太空人穿上太空衣可作太 空漫步。

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