宇宙日历(下)

赵开羿

Amateur Astronomer - - CONTENTS - □赵开羿

时光荏苒,“宇宙年”总是过得很快,我们来到了第8个月。在这个月的最后一天,也就是8月31日,太阳系诞生了。

关于太阳系的起源,从早期的康德和拉普拉斯到现在的科学家,有不少人提出过很多不同的看法,不过大体可分为一元论和二元论。一元论认为太阳和行星是由同一块原始气体云凝缩而成;而二元论则认为太阳与行星的形成毫无关系,比如行星物质的出现是当太阳与另一颗恒星偶然相遇,由于潮汐力的作用,从太阳里面分裂出来的。目前来看,一元论占了上风。

中国天文学家戴文赛教授发展了康德的星云说,他提出:整个太阳系是由同一原始星云形成的,该星云原先有自转,在自引力作用下不断收缩,星云的中心部分形成了太阳,而星云靠外的部分形成了扁扁的星云盘,行星和卫星就是在星云盘中形成的。

46亿年前,气体尘埃云(太阳星云)在引力的作用下,逐渐凝聚,形成了盘状结构。致密的中心区域,最终形成了太阳。而盘面靠近中心的区域,主要由岩石和金属组成,所以形成了类地行星。在盘面外围,岩石和冰物质形成了核心,吸引周围的气体,形成了气态的类木行星。盘面外围残余的物质,形成了奥尔特云。这就是我们的太阳系形成的过程。

第9个月最重要的事件发生在9月21日,在这一天,地球上出现了简单的生命。这是一个跨越,在一个原本荒凉死寂的岩质星球上,出现了生命的气息。

根据现在发现的最古老的生物化石可知,最早的生命出现在大约40亿年前。这时的地球被海洋所包裹。不断呼啸而来的小行星,落入地球表面的海洋当中,猛烈的撞击使得岩浆喷出地壳。待熔岩冷却之后,形成了多孔的结构。海洋深处的海水被熔岩加热而沸腾,并把海底的气体和矿物质带了出来,比如氢、硫化氢等,在海水中与熔化的金属铁、铜等发生了化学反应,形成了硫化物。

德国科普学家弗兰克.施茨廷在《海,另一个未知的宇宙》中写到,喷发的海水带出各种化学物质,还形成了充满能量的气泡。这种环境促成了碳和氢的集合,形成了氨基酸和蛋白质以及碳水化合物。四种碳氮化合物组成了环状,产生了核酸碱基,也就是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶

和尿嘧啶。核糖和磷酸也出现了,与核酸一起组成了著名分子“核糖核酸”,也就是RNA。这种新型的酸,可以自我复制,并可以自己制造蛋白质。突然有一天,与尿嘧啶结构相似的碱基——胸腺嘧啶取代了尿嘧啶的位置,同一时间,核酸意外丢失了一个氧原子,造成的结果就是:一个稳定的分子产生了,它就是脱氧核糖核酸, DNA。

生命,就这样神奇地诞生了。

第10个月,在地球上广阔的海洋里的藻类,开始进行光合作用。

藻类植物,是从原始的光合细菌发展而来的。光合细菌具有细菌绿素,利用硫化氢作为氢的供应者,产生了光系统。藻类利用水中的氢,通过光合作用产生了氧。释放出来的氧气逐渐改变了大气性质,使得整个生物界朝着能量利用率更高的喜氧生物方向发展。

第11个月,在地球上,真核细胞生物出现了。真核细胞,是指含有真核(被核膜包围的核)的细胞。染色体数量在一个以上,能进行有丝分裂。光合作用在叶绿体里进行。除了细菌和蓝藻植物的细胞以外,所有的动物以及植物细胞都属于真核细胞。凡是真核细胞构成的有机体统称为真核生物。

时间,来到了一年中的最后一个月——12月。因为这个月太重要了,以至于我们必须详细地列出日期,才能把这个月发生的事情说清楚。

首先,在12月17日,最古老的脊椎动物——鱼类出现了。现在的我们觉得鱼类非常低等,但是在当时的地球上,脊椎动物的出现可算是一个飞跃。在当时,鱼类是结构最复杂、进化地位最高的动物。他们由软体动物进化而来,拥有着比较完善的感觉器官、运动器官和高度分化的神经系统。

在鱼类中,获得最大成功的要属硬骨鱼和软骨鱼类。现在的鱼类都属于这两类。发现于中国云南早泥盆纪的著名的杨氏先驱鱼就是目前所知最早的终鳍类代表,属于硬骨鱼的一支。

3天后,陆地植物出现了。接着,也就是12月21日,昆虫出现了。2天后,爬行动物出现了。爬行动物出现的2天后——12月25日——在“宇宙年”中的圣诞节,恐龙出现了。第2天,哺乳动物也随之出现。而到了第3天,也就是12月27日,大陆开始分裂了。

关于大陆的分裂和漂移学说,是解释地壳运动和海陆分布、演变的学说。这个学说认为地球上所有大陆在中生代以前曾经是统一的巨大陆块,称之为泛大陆,中生代开始分裂,逐渐到达现在的位置。1912年阿尔佛雷德·魏格纳正式提出了大陆漂移学说,并在1915年发表的《海陆的起源》一书中做了论证。

12月28号,第一朵花盛开了。2天后,当时地球上的霸主——恐龙——灭绝了。我们只能说,当时这一切发生得太 快了。一种生物从无到有,称霸地球,然后又灭绝,在“宇宙年”中,不过寥寥数日。

恐龙生活在距今大约2亿3500万年前到6500万年前的时期,称霸地球长达1亿6000万年之久。恐龙灭绝于6500万年前的白垩纪所发生的中生代白垩纪生物大灭绝事件。对于恐龙的灭绝,现在有很多种说法。有的专家提出气候变迁说,地球气温大幅下降,造成大气含氧量下降,导致恐龙无法生存。有的专家提出陨石撞击说。在墨西哥的尤卡坦半岛上有一个叫作西克苏鲁伯的陨石坑,不少专家认为这是造成恐龙灭绝的陨石撞击后留下的痕迹。

宇宙在不断演化,日历翻过了一页又一页,我们来到了“宇宙年”的最后一天,12月31日,这一天发生的事情就更多了。我们不得不把这一天拆开,搬出一个计时用的钟表,才能解释清楚这一天的宇宙,有多么忙碌。

因为在这一天的20:10,最初的人类出现了。

对于人类如何起源的,1859年英国生物学家达尔文在《物种起源》一书中,阐述了生物从低级到高级、从简单到复杂的发展规律。1871年,他又写了《人类的起源及性的选择》一书,列举了很多证据说明人类是由已经灭绝的古猿演变而来的,但是他并没有正确解释古猿如何演变成人。恩格斯提出的劳动创造人类的科学理论,指出人类从动物状态脱离出来的根本原因是劳动,人和动物的本质区别也是劳动。在此时出现的人类,西方学者称之为“南方古猿”。

不过,南方古猿花了“1小时35分钟”才学会了直立行走,这时候是21:45。此时的人类,我们称为直立人。

直立行走被认为是人类出现的标志之一。但是人类是如何“站起来”的,学界一直众说纷纭。有的专家认为直立行走是因为耗能更少,因为实验表明直立行走的人类消耗的能量比黑猩猩四肢行走要节省3/4的能量。有的专家则认为这是生存环境所造成的,沼泽地的环境要求人类必须直立行走。不过,无论原因如何,人类最终“站起来了”。

直立人之后,人类进入了智人阶段。智人分为早期智人和晚期智人两个时期。

到了23:54,晚期智人不断进化。一直到了23:59:38,生产力和生产技术的发展使农业得以发展,从此人类可以定居了。

14秒之后,也就是23:59:51,中国经历了古代夏朝。夏朝,大约在公元前21世纪到前16世纪,是中国史书记载的第一个世袭制朝代,根据夏朝留存下来的青铜和玉制礼器推断,夏朝大约在新石器晚期、青铜时代初期。

又过了7秒,克里斯托弗·哥伦布发现了新大陆。哥伦布是意大利著名的航海家,是地理大发现的先驱者。1492年到1502年间,他受到西班牙国王的资助,四次横渡大西洋,到达了美洲大陆,因此成为名垂青史的航海家。遗憾的是,直到1506年他逝世,他一直认为他到达的是印度。哥伦布不是最早发现美洲大陆的人,“新大陆”对哥伦布和西方人是“新大陆”,对美洲原住民印第安人来说并非如此,他们早在4万年前就已经到达了美洲大陆。尽管如此,哥伦布把大航海时代的靠近陆地的近海航行推进到远离陆地的跨洋航行的新阶段,为麦哲伦的环球航行奠定了重要的基础。哥伦布的发现对世界产生了巨大影响,成为人类历史发展的重要转折点。

1秒之后,也就是23:59:59,人类开始用望远镜观察天空。

1609年,意大利天文学家、物理学家伽利略发明了人类历史上第一台天文望远镜。这台望远镜由一个凹透镜(目镜)和一个凸透镜(物镜)构成,结构简单,而且直接成正像。

1609年8月,他用这台望远镜对准了月球,这是人类首 次对月面进行科学观测。透过望远镜看到的月球,不再是那个皎洁的银盘,而是千疮百孔的“大麻脸”。他把四周边缘突出的圆状命名为“环形山”,平坦的黑暗区域称为“月海”。

接着,他把望远镜指向了星空。1610年1月,他发现木星旁边有四个很小的光点,经过几个月的跟踪观测,他发现这4个点绕着木星转动,应该是木星的卫星。这就是说,并非所有的天体都在绕着地球运动!这也成了哥白尼日心说的第一个观测证据。再后来,他还发现了金星的位相变化,表明金星不是在绕着地球运动;还有太阳表面的黑子,证明太阳本身在自转。因此,当时的人们盛传一句话:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙。”

亲爱的朋友,你看看,在这“一年”的宇宙演化中,人类出现的好晚,而且显得多么渺小,但是又有什么关系呢?让我们一起努力,把地球变得更美好吧!

真核细胞结构图

西克苏鲁伯陨石坑

伽利略时代的望远镜

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