百問百答

浩瀚的宇宙，璀璨的星空，仿佛永遠披著一層神秘的面紗，不斷地吸引著人們?nèi)ヌ剿?。人類生活在太陽系中，從原來的九大行星到現(xiàn)在的八大行星，說明人類對它的認識也在不斷加深。2018年10月1日，國慶假期的第一天，伴隨著對祖國母親的祝福聲，每月一期的《知識就是力量》系列講座如期在中國科技館舉行，此次講座的內(nèi)容是“桃罐頭里的宇宙”。本期邀請到的主講嘉賓是行星物理學(xué)博士、國家遙感中心副研究員魯暘筱懿老師，讓我們在他的帶領(lǐng)下，一起探索行星的秘密吧！

什么是宇宙奇點？

宇宙是怎么誕生的？我們很多人都知道，宇宙起源于一次大爆炸。大爆炸之前有什么？只有一個點。這個點密度無限大、熱量無限大、溫度無限高、壓力無限大、時空曲率無限大、體積無限小。這個神奇的點就叫奇點。從廣義相對論的理論看，當(dāng)時空等于零時，是宇宙的最小條件，這時宇宙出現(xiàn)一個奇點。眨眼間，極熱的奇點急速膨脹，向空間四周擴大，速度之快，就如同一次規(guī)模巨大的爆炸，于是我們稱這次爆炸為宇宙大爆炸。

（回答者：魯暘筱懿）

月球是地球的天然衛(wèi)星，你對它了解嗎？

月球幾歲了？研究顯示，月球年齡大約是45.1億年，比太陽系晚6000萬年。月球有多大？49個月球才相當(dāng)于一個地球。月球的平均直徑是3476千米，月球的表面積是3800萬平方千米，相當(dāng)于中國面積的4倍。月球有多重？81個月球相當(dāng)于1個地球的質(zhì)量。月球有多亮？月球表面亮度只有太陽的1/46500。由于月球本身不發(fā)光，主要是通過表面物質(zhì)反射太陽光芒，月球只反射了7%的太陽光，其余93%的陽光都被月面吸收了。月球上的時間怎么計算呢？月球表面1天相當(dāng)于地球上的27天，白天13.5天，黑夜13.5天。月球上的溫度有變化嗎？月面溫度最高達123℃，最低可低至-233℃。月球離地球有多遠？月球繞地球公轉(zhuǎn)時，距離地球有時近，有時遠。最近時距地球不到36萬千米，最遠時超過40萬千米。平均月地距離為384400千米。

（回答者：魯暘筱懿）

關(guān)于好奇號火星探測器，你知道多少？

火星（Mars）是太陽系八大行星之一，是太陽系由內(nèi)往外數(shù)的第四顆行星，屬于類地行星，橘紅色外表是地表的赤鐵礦（氧化鐵）。

人們對火星的探索腳步從未停止過。2011年11月發(fā)射的好奇號火星探測器是美國國家宇航局研制的一臺探測火星任務(wù)的火星車。它是美國第七個火星著陸探測器，第四臺火星車，也是世界上第一輛采用核動力驅(qū)動的火星車，其使命是探尋火星上的生命元素。

因此，好奇號不是機器人，而是移動實驗室。好奇號與地球的直接數(shù)據(jù)帶寬大約8千比特/秒，當(dāng)探測器從漫游車上空飛過時，每次能通信8分鐘，最多能傳輸250兆比特的數(shù)據(jù)，而這250兆比特數(shù)據(jù)需要花20多分鐘才能傳輸?shù)降厍颉?/p>

（回答者：魯暘筱懿）

喀斯特溶洞是怎么形成的？

喀斯特洞穴是喀斯特地貌的地下世界，是可溶巖（主要為碳酸鹽巖）因水的運移、溶蝕、侵蝕和重力崩塌作用而形成的。最初，水運移的空間是原始孔隙，非常狹小，水流以層流為主，溶蝕非常緩慢；當(dāng)孔隙發(fā)育成孔洞后，水流稍快，發(fā)生紊流作用，溶蝕增強，形成狹小的孔洞網(wǎng)；后來受地質(zhì)因素影響，發(fā)生襲奪，水流選擇最佳路徑擴大形成洞穴。溶洞可以是短小、單一的地下空間，也可以是大到容得下飛機、復(fù)雜到延伸數(shù)百千米的地下通道網(wǎng)。它們是地球上最奇特且充滿神秘感的地方。

（回答者：張遠海 中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所）

（來源：知識就是力量微信公眾號）

為什么LED燈是白熾燈、日光燈的替代產(chǎn)品？

LED燈屬于新型發(fā)光光源。LED是發(fā)光二極管Light Emitting Diode的英文縮寫。2014年諾貝爾物理學(xué)獎授予日本名古屋大學(xué)的赤崎勇、天野浩以及美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校的中村修二，以表彰他們在發(fā)明一種新型高效節(jié)能光源方面的貢獻，即藍色發(fā)光二極管（LED）。通過藍色LED技術(shù)的應(yīng)用，人類可以使用一種全新的手段產(chǎn)生白色光源。相比舊式的燈具，LED燈具有更加持久且高效的優(yōu)點。

白熾燈耗電，日光燈每支燈管內(nèi)約含3.5～5.0mg的汞，報廢后存在污染環(huán)境等問題，相反，LED燈則具有省電、使用壽命長（5～10年）、亮度大、無環(huán)境污染等優(yōu)點。但美中不足的是價格略高于白熾燈和日光燈，這是因為LED燈的結(jié)構(gòu)決定燈內(nèi)含有少量的金、銀和稀土元素等。未來，這種新型光源的廣泛的應(yīng)用將為全球節(jié)能減排、防止氣候變暖作出巨大的貢獻。

（回答者：曲建翹）

太空垃圾的產(chǎn)生方式有哪些？

一是有意或無意爆炸產(chǎn)生的航天器殘骸。絕大多數(shù)太空垃圾來自蘇聯(lián)和美國太空戰(zhàn)的“預(yù)習(xí)”。比如蘇聯(lián)就曾進行了19次衛(wèi)星攔截、爆炸試驗，給太空帶來了500～1000塊大小不等的碎塊垃圾。

二是航天員漫不經(jīng)心的過失。如1982年，航天員瓦倫丁·列勃捷夫在進行例行的太空行走時，他剛剛打開禮炮7號空間站的減壓艙門，由于近乎真空的太空所具有的巨大吸力，把航天員們不慎留在減壓艙內(nèi)的一些螺栓、墊圈和一支鉛筆都吸入太空，成為太空垃圾。

三是衛(wèi)星和火箭的殘骸。一些失去效用的衛(wèi)星，雖然最終會因飛行速度減小，重返大氣層而與大氣層摩擦燒毀，但恐怕要在幾十年到幾百年以后。在近地空間里，還飄浮著許多火箭的殘余部分，如火箭被丟棄的金屬外殼、運載火箭的末級殘體、散落下來的發(fā)動機和各種銜接部件等。

（回答者：錢航 中國運載火箭技術(shù)研究院

總體設(shè)計部型號設(shè)計師）

（來源：知識就是力量微信公眾號）