作者:钱炜 唐婷 来源:科技日报 发布时间:2009-7-22 15:59:51
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专家解读日全食 观测结果初步结论11月之前出炉
 
90年前,英国天文学家爱丁顿在日全食期间观测到太阳背后恒星光线的弯曲,使爱因斯坦的广义相对论一举战胜牛顿的“绝对时空”论,从而开辟了物理学的新时代。
 
由日食成就的这段科学佳话至今仍被人津津乐道。而面对7月22日发生的日全食,科学家们又会带来怎样令人激动的新发现?
 
射电观测:就算云层较厚,也不影响
 
为了这次500年一遇的日全食,国内天文学界早在一年前就开始了准备工作。用国家天文台副台长王宜的话说:“日食常有,但能让国内有观测机会的日全食,却少有。”他告诉记者,自新中国成立以来,对日全食的大规模科学观测至今只有3次,分别是在1980年、1997年和2008年。“前面两次相隔的时间太长,以至于2008年我们观测的时候,仪器都需要重新制作和准备。2009年的观测则在去年的基础上,对仪器做了改进。”
 
此刻身在浙江海宁的王宜介绍说,去年在甘肃金塔的日食观测,一共包含10个课题,主要在光学、射电和引力等领域。今年在此基础上,增加了位于上海的25米射电望远镜观测和在浙江安吉县天荒坪的白光日冕观测。射电观测主要是通过监测无线电波的变化,来了解高空电离层在日食发生时的瞬间变化,就算22日上海云层较厚,看不到日食,也不影响这个项目的观测。
 
重力异常:测出来,将对万有引力定律形成挑战
 
有关日食的第一大谜团就是重力异常问题。早在半个世纪前,就有外国科学家发现,在日食时,地球的引力会发生异常变化,并且用万有引力定律和广义相对论都无法解释。我国科研人员也分别在2001年赴赞比亚和2007年在漠河观测时,都监测到了这一现象。如果重力异常现象确实存在,将对现有的重力理论形成挑战。
 
但王宜对此表示了谨慎的怀疑。他告诉记者,引力场是四大作用力场中最弱的作用力,对监测仪器的灵敏度和精确度都要求很高,且数据的获得很难。其次,国内科学家的两次观测,也不排除有偶然或者干扰因素,如周围人流、车流等。因此,必须在同一地点,用同样的仪器反复多次进行观测,才能得出数据。
 
“根据目前的所有资料,我们还不能肯定重力异常的存在,这需要更多可靠的观测数据支持。”王宜如是说。
 
作为当年漠河日食引力观测的总指挥,中科院地球物理所的汤克云教授这次前往上海,坐镇指挥本次日食的引力观测。据他介绍,他们在上海、浙江的杭州和湖州设了3个点来进行观测,“从20日下午将一直持续到23日中午”。
 
汤克云承认在漠河的观测确实无法排除很多外界因素的干扰,“当时我们是在一栋楼的平顶上进行观测的,只有两台仪器。不过这一次的条件有了很大改善:动用了7台进口的重力仪和4台数据采集仪,还有由河南地震局帮助建立的两个单摆,观测是在3个山洞里的标准重力测量平台进行。这个平台其实就是个石墩,其底部与地球的基岩相连,因此可以保证观测的准确性。”
 
“如果这次再测出有异常的话,就应该可以肯定日食期间重力异常现象的存在。”汤克云说,“这将是对牛顿万有引力定律的一次不大不小的修正。”
 
寻找水内星:找不到,或引发人们对太阳系重新认识
 
寻找水内星也一直是中外天文学家孜孜以求的目标。因为从理论上推算,在水星的运行轨道内存在着一颗小行星,被称作“水内星”。而水星本身在平时都是观测不到的,只有在日食时正好露出“真容”,这也成了寻找水内星的最好时机,但这么多年来,国内外的历次观测日食都没有找到水内星。
 
对此,王宜表示,“根据我们以前的观测,由于受到仪器的精度限制,只能说水内星的亮度不可能在8等以内。这次我们仪器的观测水平有了进步,在日全食带里又布了3个点来寻找水内星,希望能有收获。”
 
如果这颗理论上存在的水内星真的不存在,又说明什么?王宜回答说,这也许会引发人们对太阳系的重新认识以及相关理论的修正。
 
观测结果:初步结论11月之前出炉
 
此前有人表示,现在已进入空间天文学时代,对日食的观测,已经不像以前有那么大的科学价值。
 
对此,国家天文台研究员李竞表示,太阳的活动周期是11年,其状态有活跃期和宁静期的不同。每一次日全食,观测时的太阳、地球的状态都不一样,因此每一次日食观测得到的关于太阳、地球物理的数据也会不一样,从而会有新的发现。
 
而对白光日冕的观测,可以说日食是无法替代的最好机会。李竞解释说,白光日冕,即用肉眼就可看到的、无屏蔽的日冕。虽然平时人们利用空间太阳望远镜和日冕仪也能观测到日冕,但这只能看到整个白光日冕的一部分。当月球将太阳光球完全挡住时,白光日冕的“全部面容”则正好全部展现出来,人们用肉眼即可看到。
 
而日冕一直是太阳物理学研究中的难题——它的温度高达上百万度,但太阳表面本身才5750摄氏度,也就是说,太阳的外围气体反而比自身的温度高。国内外的研究人员对形成这种现象的原因至今尚未找到。
 
这也是天文学家们不远万里,兴致勃勃地冒着可能出现坏天气的风险,也要去实地观测的原因。
 
观测结果何时能见分晓?王宜表示,各项观测不会在日食结束后立即有明确的结果。研究人员还需对数据进行一番整理分析,预计初步结论会在11月之前出炉。
 
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