何富强觉得平时的教学太过于简单,而且一节课堂时间长达四十分钟,一天七节课,真的是很难安排满当。
于是何富强决定以讲故事的形式给孩子们普及课外科学知识,他便把自己家里的台式电脑搬了出来,雇佣了一辆三轮车拖到了学校,靠自己一人再搬进了教室内。
孩子们见状感到非常新奇,大家都乖乖坐好、翘首以待地望着何富强老师。
何富强捣鼓了一阵,终于摆弄好。他站在讲台上,把电脑屏幕转向讲台下的孩子们,清了清嗓子,道:
“同学们,今天呢,老师要给你们讲讲天上星星的故事,怎么样啊?”
“好呀好呀,老师,我们最想知道天上的故事了!”台下的孩子们异口同声地回答。
“那好,老师现在就点开几张图给同学们看。”说着何富强点开了他已下载好的天文图片给同学们观看。
看着台下充满好奇眼神的孩子们,何富强讲解道:
“据宋史仁宗本纪记载,公元1054年7月4日的凌晨发生了一场怪异的现象。”
“什么怪异的现象呀?”孩子们好奇地问。
“是一颗比满月还要明亮的星星突然出现并照亮了整个夜空的现象哦。”
“同学们,这个现象在那时白天依旧可见,并整整持续了两年之久呢!”
“哇!好神奇呀!”台下惊讶的孩子们中的黄畅直接跳了起来。
“是的,黄畅同学你快先坐下。”何富强慈祥地摆了摆手,继续说道:
“古人称这颗突然出现的星为克星。克星的出现意味着有吉凶祸福的事情即将发生。”
“随着现代天文学的发展,我们才知道这种克星原来是一个超新星发生了爆炸。现在让我们跟着电脑里的图片去看一下969年前北宋记录的那场超新星爆炸所留下来的遗迹。”
“这里是夜空中的金牛座方向。”何富强用教尺指了指电脑屏幕星空图片的位置,说:
“在金牛座东北的位置有一颗我们肉眼直接可见的亮星,我们中国的古人叫他天官星,在天官星的附近,也就是北宋记录的那次超新星爆炸的地方。”
“现代天文学家把它称为‘蟹状星云’,但严格说来,它并不是在天官星的附近。因为天官星距离地球仅440光年,而蟹状星云距离地球6500光年,他们只是视觉上的附近。”
“蟹状星云外观像一只张牙舞爪的螃蟹,因此得名蟹状星云。这是一个直径达11光年的超新星残骸,天文学家观测发现这个蟹状星云仍在以每秒约1500km的速度向外膨胀,如果以这个速度进行反推,则可以计算出它发生超新星爆炸的时间为969年前左右,也就是公元1054年。”
“但北宋记载那颗星出现的时候,实际上发生超新星爆炸的时间还要再往前推6500年。”
“为什么啊?老师?那不是更久远吗?”台下哗然一片。
何富强会心一笑,做出“嘘”的手势,继续说道:
“因为蟹状星云跟地球的距离大约为6500光年,北宋时期看到的克星实际上是迄今大约7469年前的一颗超新星发生了爆炸,蟹状星云也是首个被确认为历史上记载的超新星爆炸遗迹的天体。”
“这种超新星爆炸其实是一颗大质量恒星在生命末期经历的剧烈爆炸,它在爆炸一瞬间所释放的辐射能量相当于太阳一生释放辐射能量的总和。这也使得它在爆炸的时候极其的明亮,通常能把整个星系都照亮。”
“因此北宋史书所形容的比满月还亮,白天依旧可见,一点都没有夸张的成分哦。”
“而且呀,非常幸运的是那次超新星爆炸在距离地球6500光年外的地方,如果发生在距离地球几十光年外的地方,那就不仅仅是看到一颗明亮的克星那么简单了,其强大的辐射能量足以破坏地球大气层,造成生物大灭绝。”
“哇,好可怕呀!老师,那我们地球附近也会有这种将要爆炸的星星吗?”孩子们有些害怕。
“同学们不用担心哦,值得庆幸的是——在距离地球几十光年的范围内没有找到一颗即将发生超新星爆炸的恒星。目前已知最近且最有可能发生超新星爆炸的恒星是距离地球150光年的飞马座hr8210,这个距离的超新星爆炸会对地球造成轻微的影响。不过还达不到造成地球生物大灭绝的程度呐。”
孩子们听了非常地兴奋,都对天文产生了浓厚的兴趣。
“老师!你看那是什么?那星团好像玫瑰啊!”黄畅眼尖得指着电脑屏幕另一张星空图感叹道。
“这是一个巨大的球形电离氢区,它确实很像一朵绽放于宇宙中的玫瑰呢。”
“老师,那它距离我们有多远呢?”
“大约5200光年吧。也就是说,我们现在看到的光从它出发开始,最快也要5000多年才能与我们相遇。所以我们仰望星空的同时,也是在穿越时空。我们看到的光,也同时是真实的历史。”
“老师!图片中间的‘花蕊’出现了空洞!”
“这是玫瑰星云的中心,NGC2244星团。他也曾是星星的摇篮。这些质量较大的恒星产生大量的紫外线,同时释放强烈的恒星风侵蚀这附近的气体和灰尘,然后就形成了现今观测到的较大中心洞状结构。在黑暗之中藏着还未发光的万千星辰,成为了宇宙中永不枯竭的‘玫瑰’。”
“气体和灰尘,它们是宇宙中无关紧要的尘埃,却成了奇迹般的存在。这就是宇宙——星星在发光,星云在流动。看似黑暗的空洞中正在孕育新的恒星,这是人类永远无法到达的,但有些景象只是单纯的存在,就足以让人感到美好。”
“平时我们只要偶尔抬起头看看星空,在距离地球数千光年的地方,始终有一朵玫瑰,正在经历星风和尘埃的涤荡,在黑暗中,群星正在酝酿着璀璨。”
孩子们纷纷被这玫瑰星云吸引住了,忍不住连连称赞它的神奇与瑰丽。
“老师,那又是什么星星呀?也好像玫瑰啊!”孩子们被另一幅玫瑰状的星星图片吸引住了。
“这是玫瑰星系ARP273,一组相互作用的星系。如果说上一组图片的玫瑰星云是只有绽放的‘花朵’,那么玫瑰星系就是完整的一束‘花’。我们不仅可以看到盛放的‘花瓣’,还能看到支撑它的‘花枝’,它们都在属于自己的空间内绽放。”
“‘万有引力’有点像是宇宙的园丁,我们永远无法想象它会把这些物质变成什么样子。”
“同学们请看,玫瑰星系的花瓣部分由呈螺旋状的巨大星系ugc1810组成,而较小的星系ugc 1813则构成了花枝沉浸在宇宙的另一端。恒星构成了它们连接的桥梁,它们以宇宙为土壤,气体尘埃为养料,宇宙无尽的黑暗中野蛮生长,盛开亿万年,才变成了我们眼前的玫瑰。”
“如果不是现在科技哈勃望远镜的功劳,我们怎么也想象不出这样的景象。引力拉扯着两个星系命运的红线,让彼此相遇,互相吸引,巨大的潮汐力再让空间扭曲盘旋,开始一场万千星辰的茶话会。”
“其实在宇宙中星系之间的碰撞和相互作用很常见。多数的星系在它们一生中,大多都会经历一次重大的碰撞。”
“老师,那像地球一样的行星会毁灭吗?”
“基本不会,因为星星之间足够弥散。星系之间的相遇,反而会让气体和尘埃受到扰动而聚集在一起,当它们足够多时,新的恒星就在其中诞生了。”
“同学们看到这些星空图中的这些小亮点,大多都是恒星和星系,它们在宇宙中急速飞驰,因为它们都在被万有引力牵引。宇宙的基本法则就是不断的别离和相遇。”
“老师,那我们住的星球地球是怎么诞生的呢?”
“同学们问得好。我们常常称地球为‘母亲’,那你们有想过地球的妈妈是谁吗?”
“不知道诶,老师,您能告诉我们吗?”
“同学们,地球的‘妈妈’是太阳哦。太阳系所有的行星都是由她的尘埃构成的。”
“可是老师,那太阳的‘妈妈’是谁呢?”
“你们搁这套娃呢?同学们,太阳是一颗恒星,是从一片混沌的星云中诞生的,准确来说我们也是。而这些孕育我们的星云则来自另一颗大质量恒星的衰亡。”
“当我们层层追溯,会发现世间万物都有相同的起源。当我们看着这些遥远的星辰时,会发现身边所有的一切,构成它们的每一个原子都曾来自于遥远的天际。”
“老师,那我们是不是也都将会成为别的事物的一部分啊?”孩子们天真的神情里,让何富强有些动容:
“那是自然,我们的人生就是宇宙的历史。作为生的延续,我们的肉体会继续回归自然,滋养万物。也许小部分会变成天上半明半暗的云,然后成为某些处于黄金时代的少年眼中最美的光景,而灵魂则化为回忆,藏进另一些生灵心中继续前进,循环往复,生生不息。”
说道此处,何富强不禁感慨了起来:
“老师我呀,以前也从来没有这么想过,原来构成我们现在身体的每个粒子,都曾经是别的事物的一部分——可能来自月亮,积雨云,又或者是早已被岁月所掩埋的我们不认识的植物,成千上万的美丽生物就像我们一样,惧怕死亡。而我们又会赋予它们新生。”
“”同学们发现了吗?生命只是宇宙中的偶然产物,我们的生活只是大脑中的一些化学反应而已。而我们所有的愁思,都只是这个宇宙缓缓吐出的气体。”
“所以在座的每位同学都超级厉害,你们身体的每个部分都经历了亿万年的星际漂流,然后在一个名叫地球的小小行星上构成了如今的样子。同学们,无论遇到什么困难都要记住,你们是星星的孩子,你们就是这个宇宙唯一的奇迹哦。”
“好的呢!老师!我们记住啦!我们是星星的孩子!”
“同学们,还想继续听老师讲星星吗?”
“想!!!老师请您快继续说!我们都想知道呢!”
“好的!同学们请看下一组星空图,这组图中像是‘宇宙眼睛’的行星状星云名字就叫做猫眼星云NGC6543。”
“哇,老师!它的名字好可爱呀!”
“是啊,所以很难让人联想到它其实是一颗垂死的恒星。”
“所以老师,这些光……都是垂暮的星星吗?”
“是的,这些发光的物质实际上就是中低质量的恒星在生命的最后阶段抛出的尘埃和气体壳。”
“老师,那它最后会变成什么样子呢?”
“行星状星云中的气体以每秒数千公里的速度向外漂移……”
“老师老师!那它们耀眼的样子终有一天会消散吧……”
“同学们说的没错,最后这颗恒星就会变成白矮星,变的非常的致密。一勺的质量就相当于一辆卡车。消散的过程大约需要一万年。一万年的时光对于一个寿命几十亿年的天体也只是弹指一瞬。不知道该说它的寿命太长,还是人类存在的时间太短。”
“老实说,毕竟没有什么是一成不变的。回忆没有归途,哪怕是以‘恒’为名的星星,哪怕它可以存在几十亿年,宇宙也会逼迫它一次又一次的脱胎换骨。但即使沧海桑田,即使抛出的物质飘散到了宇宙中的各地,可它依然是当时那颗星星,虽然不发光了,但依旧璀璨!你们看,在其他类型的星云里,在这些相似的物质中,一颗颗新的星星即将诞生。”
孩子们听了若有所思,纷纷觉得宇宙还有许多神秘和未知,他们像是打开了新世界的大门,迫切得想要知道更多。
何富强接着切换到下一组星空图:
“这组图是夜空中肉眼可见的巨蛇座,我们把图片这里进行不断的放大,就可以看到一个明亮的星云——这里就是距离地球6500光年外的鹰状星云。在这个鹰状星云内部,我们可以看到一对宇宙中著名的景点——创生之柱。之所以称它‘创生之柱’,是因为这里就是一个恒星孵化场,大量的恒星在这些由气体和尘埃构成的星云中诞生。”
“我们的太阳和地球在几十亿年以前也是这样的诞生过程,而我们身上每一个细胞中的每一个原子都来自于这些星际中的每一粒尘埃,看到创生之柱似乎就看到了我们的过去。
“而这张是哈勃望远镜拍摄的有史以来最震撼的照片——哈勃极深场。这里的每一个亮点都是类似于银河系的庞大星系,据估计这张照片中至少有1万个星星,而这也只是宇宙中非常渺小的一块区域,可想而知我们的宇宙到底有多大。”
何富强接下来切换到一组木星图片,说道:“这是本节课最后的一组星空图片,是同学们略有耳闻的木星哦”
“木星有四颗体积较大的卫星,这四颗卫星被人们称为伽利略卫星,这四颗伽利略卫星中位于木星轨道最外侧的卫星就是木卫四卡里斯托。”
“老师老师!那这个叫卡里斯托的小星星怎么认啊?”
“同学们看这里哦,卡里斯托是整个太阳系中最好辨认的一颗卫星,因为它的外观就像是一颗布满芝麻的麻球,这些密密麻麻的芝麻其实是卡里斯托在漫长岁月中遭受陨石撞击后的累累伤痕,他是整个太阳系中遭受撞击次数最多且保存最为完整的一颗星球,卡里斯托是太阳系的第三大卫星,体积仅次于木卫三,盖尼米德和土卫六泰坦星。”
“如果拿它跟水星相比,我们会发现它的直径只比水星小了59km,但卡里斯托的质量却只有水星的1/3,原因是水星是一颗富含铁的大铁球,而卡里斯托主要由岩石和水冰所构成。”
“在四颗伽利略卫星中,卡里斯托是运行轨道最为特别的一颗卫星,它跟木星的平均距离大约为190万km,需要17个地球日才能绕行一圈,即使离得这么远,但它依旧被木星强大的引力潮汐锁定,使它的一面永远对着木星。”
“但卡里斯托跟其他三颗伽利略卫星不同的是,卡里斯托并没有发生轨道共振现象。而其他三颗伽利略卫星却被锁定在421轨道共振中,也就是说木卫一围绕木星转了四圈的时候,木卫二则转了两圈,而木卫三则刚好转了一圈,这三颗伽利略卫星在引力的相互作用下永远以这个频率围绕着木星旋转,但木卫四卡里斯托没有加入这个轨道共振中,而是以自己的节奏围绕着木星旋转。”
“没有加入轨道共振,这也意味着他无法向其他三卫星那样获得潮汐热效应,而潮汐热效应是身体内部结构分化和发育的重要动力,简单来说就是卡里斯托的地质运动非常的少,这也造就了他表面的地质年龄非常的古老。”
“同学们看我指的这里,我们可以在它的表面找到11年~40亿年不等的陨石坑,这些陨石坑布满了整颗星球的每一个角落,几乎接近饱和,除非有新的陨石撞击覆盖了老的陨石坑。否则没什么力量使他的表面发生改变。”
“在伽利略号探测器连续数年对木星几颗卫星的观察研究中发现木星的磁场无法穿透卡里斯托,这意味着在这颗星球的内部存在着一层厚度至少达到10km的高电导率液体,也就是由咸水构成的海洋,有海洋是不是意味着在这里存在着生命?”
“同学们,我们知道生命的存在不仅需要水,也需要足够的热量。而卡里斯托的地表下面既没有接收到来自太阳的热量,也没有像其他三颗卫星那样获得潮汐热,这说明这颗星球的地下海洋存在生命的概率要远远低于其他三颗卫星,尽管卡里斯托是一颗不支持孕育生命的星球,但它却是未来人类探索太阳系理想的基地和中转站。”
“首先它跟木星的距离有190万km。这意味着他受到木星的电离辐射要远远低于其他几颗卫星,其次卡里斯托上有大量的水冰,这些水冰既可以满足基地的日常用水需求,也可以通过分离生产出氧气和氢气,最后卡里斯托的表面地势比较平坦,且重力较低。方便人类飞行器在这里进行起降,另外还可以利用木星的引力进行加速,大大降低飞行器的燃料消耗。”
“老师,你后面讲的这些乱七八糟的我们就听不懂了呀。”台下的孩子们嘘声一片,叽叽喳喳地说“还不如之前的星云和星系好看呢!”
“你们这些小屁孩懂个啥,一定要好看才想要去了解吗?这是科学,我们要怀着敬畏和探索的心,知道不?”何富强看着这些天真烂漫的孩子们,又好气又好笑。
“嘤嘤嘤,老师,我们不知道呢!”
“老师,我们晚上也能看得见电脑图片里的星星吗?”
“嗯……大多都看不到哦,就算能看得到,你们也分辨不出来啊哈哈哈哈。”
“老师,是不是用那个什么‘哈勃望远镜’我们就能看到星星了?”
“理论上来说是可以的,可是我们也买不起啊。”
“那老师,我们不可以建造一个哈勃望远镜吗?”
“老师我呀,可没那么大本事哦,就看你们以后有没有这个本事了哈哈哈哈。”
“老师,我长大想造一个卫星装载着你把你发射到玫瑰星云上去。”人群中黄畅又跳了出来,屁颠屁颠地在何富强面前转悠。
“你个小壁登崽子,你怎么能这样对待你老师我呢,嘤嘤嘤”
“略略略,老师那么老了还‘嘤嘤嘤’,不要脸略略略。”
“纳尼?!看我不一脚把你踹到天上去!黄畅小崽子!给哀家站住!吃我一脚!”
“略略略你踢我呀踢我呀~”
“嘭”的一声,黄畅被何富强一脚踢飞摔进了装满垃圾的垃圾篓里。
顿时全班爆笑一片。