在太陽系中有一顆神秘的行星它可以幫科學家「驗證」相對論！

太陽系有許多謎團。如果你想知道最大的奧秘的答案，你越接近太陽越好。建議你去水星，它是太陽系中的「神秘之星」。

夜空中有一顆明亮的星星，坐落在陽光下。它在我們眼前垂下，我們可以用肉眼看到它，但很難看到它。對我們來說，這顆恆星有太多的秘密：它離太陽不遠，在太陽系的最熱端，包含許多關於太陽系形成的古老信息;它是一個地球型行星，與地球的根源相同。 「血」是類似的，有大量看不見的行星型行星;它最接近太陽，只要它能準確地測量它的運動，它就可以被看作是測試愛因斯坦廣義相對論的一種質量「障礙」。如果我們將這顆恆星與太陽系中的「麻雀」進行比較，那麼解剖這個「麻雀」對於天文學，地球科學和基礎物理學來說具有重要意義。這個明星，西方人稱之為「麥秋莉」，而我們的中國人稱之為「水星」。

五個極端

水星是太陽系的八個行星之一，與金星，地球和火星一起，屬於內行星。

然而，與其他內行星相比，水星非常特殊，存在五種「極端」表現：極度接近太陽，極端溫差，極小的尺寸，極高的密度，而人類則極為罕見。

水星是太陽系中距離太陽最近的行星。它距離太陽只有4600萬公里，距離最遠的7000萬公里，平均距離為5800萬公里，約為地球與太陽平均距離的1/3。由於靠近太陽和強烈的太陽引力的吸引力，水星總是有被拉向太陽的風險。為了抵禦強烈的太陽吸引力而不是落入太陽，水星根據萬有引力定律在軌道上快速運行，並利用產生的離心力來平衡太陽的強烈吸引力。根據計算，水星的平均速度為每秒47.89公里，並在88天內繞太陽運行。

當它接近太陽時，水星深深地沐浴在太陽的光芒中，並且在太陽強大的「引力海洋」中也「游泳」。因此，很難在地面或太空中觀察水星。看著地面上的水星，它與太陽分開的最大角度是28.3度，這隻能在清晨太陽落山之前或暮光之日後不久看到。因此，雖然人類早在公元前3000年就已經知道水星的存在，但到目前為止，對水星的地面觀測仍然很少。在探測水星的空間中，由於強烈的陽光和巨大的太陽引力，太空船很難進入水星周圍的軌道軌道。即使其他力量進入軌道，航天器及其上方的設備也無法承受高溫，有時寒冷的巨大溫差會發生變化。由於靠近太陽，水星的表面溫度變化很大。在陽光下，汞的表面溫度可高達427°C;在隕石坑裡，水星的恆星一年四季都沒有暴露在陽光下，溫度低至183°C。因此，到目前為止，只有兩艘船「水手10」和「信使」曾訪問過水星。其中，「水手10」只拍攝了水星的表面圖像，而「信使」只檢測到水星一個。返回。此外，這兩艘航天器也靠近太陽周圍軌道上的水星。因為它被觀察的太少，難怪水星在很多方面仍然是一個謎。

水星的直徑為4,880公里，不到地球的2/5，僅略大於月球，並且比太陽系中兩顆最大的衛星Ganymede和Titan小。曾經有人說，在太陽系的九大行星中，水星只比冥王星大。現在冥王星被驅逐出「大行星」的行列，水星將成為太陽系中最小的「大行星」。

不要看小水星，它是太陽系中最密集的天體。汞的密度為5.43克/立方厘米，略小於地球。這裡提到的密度不包括「重力壓縮效應」，也就是說，沒有考慮行星引力對行星密度的影響。如果考慮「重力壓縮效應」，水銀的密度為5.3克/立方厘米，地球為4.4克。水星的密度大於地球的密度。因此，可以說水星是太陽系中最密集的天體。

鐵石心腸」

如果我們切割一個像西瓜一樣的行星並將行星切成兩個葉片，那麼在它的橫截面上，它將分為三個部分：核心，筏和殼。核心是地球最裡面的部分，因為溫度很高，所以核心通常是熔融流體;殼是行星的堅固外殼，通常由岩石礦石組成;坩堝位於核心和殼體之間，熔點低於殼體。蠍子中的物質也應該是融化的。

根據預測，水星的核心很大，它的體積超過40%水星的體積，而地球的核心只佔17%相比之下，水星核心占水星體積的兩倍以上。這個比例也是其他大行星中最高的。如此高的密度，水星的核心必須富含鐵。地質學家估計，大約70%汞的成分是金屬和30%硅酸鹽（岩石）。最近的研究表明，水星的核心是熔化的，厚度為600公里左右

水星巨大的鐵芯是如何形成的？科學家提出了以下三種理論。

A.水星是由太陽周圍的熱氣雲形成的。在那裡，高熔點金屬可以凝結成固體，而岩石材料由於高溫而較少濃縮，最終留下富含金屬的行星胚胎，即原始的水星。

B.在太陽系形成之初，一顆質量為原始水星1/6的微行星穿過原始的水星，破碎它的殼和蛤，留下一個巨大的鐵芯。

C.原始的水星是在太陽被強烈加熱之前形成的。隨著年輕的太陽升溫，水星外層的岩石物質蒸發。最近對水星形成的計算機模擬顯示，大型小行星狀天體在早期太陽系周圍穿過，撞擊並聚集。科學家們推測，可能是一顆天體從火星或火星軌道猛烈撞擊水星，撞擊水星的許多外層進入太空，只剩下原始行星的一半大小，後來成為水星。

水星巨大的鐵芯會產生磁場。 「水手10號」

觀測表明，水星的磁場強度約為地球磁場強度的1/100。儘管場強不大，但它顯示為全局磁場，並且像地球的磁場一樣是偶極場，磁傾角近似為零。不久前，射電望遠鏡測量出汞中的物質處於熔融狀態並攪拌著攪拌。內部有一個移動的熔融導電金屬，周圍是薄的絕緣岩石，這表明水星確實有可能產生磁場。

什麼是磁場？它具有吸引鐵的特性。我們都知道磁鐵吸引含鐵物質，表明它們具有磁場。中學物理學告訴我們，通電的螺線管也可以吸引含鐵物質，因此通電的螺線管也有磁場。行星磁場產生的原理與通電螺線管的原理相同，是電荷流動的結果。行星磁場通常在行星的核心中產生，其中存在導電區域，存在熔融金屬鐵，並且熔融金屬鐵仍在循環。也就是說，這裡存在電荷流動，從而可以產生磁場。

我們說水星有一個巨大的鐵芯，相對於它的體積而言，它指的是鐵芯。與地球的核心相比，水星的鐵核仍然很小，其直徑只是地球核心的一半。因此，在水星內部的導電區域中產生的磁場相對較弱。

磁場是行星的保護傘。強行星磁場可以在行星周圍形成磁層，保護行星免受太陽風粒子和宇宙射線的轟擊。地球上的生命可以依靠地球磁層的保護來生存，移動和安全地生活。 「水手10」的測量結果表明，水星的磁場強度足以反射太陽風等離子體並在水星周圍形成磁性層。

然而，也有人認為水星的旋轉非常緩慢，在59天內只需要一次旋轉，幾乎是地球旋轉速度的1/60。這種緩慢的旋轉不太可能產生大的循環，使得難以在水星上產生強大的全球磁場。此外，到目前為止我們還沒有弄清楚：是什麼讓水星保持在熔化狀態？因此，水星的磁場仍然是一個謎。

表面像月亮

太陽系的天體是從46億年前的一組原始星雲演變而來的，所以它們與同一根相連，「血緣」相似，有許多相似之處。對「水手10號」的觀察表明，水星表面非常類似於月球表面，有一個像「月亮海」的寬闊平原和一個由嚴重撞擊造成的狙擊坑。然而，在「水手10號」只檢測到水星表面44英尺，而56英尺水星表面隱藏在神秘的深空中。因此，只有被檢測到的汞部分的表面狀況可以在下面描述。??灳楬？畎牥牥せ簠簠朠??嬠?? @ ?? @

水星的大部分表面都被平原覆蓋。大多數平原受到嚴重影響，是古老的平原;還有一些年輕的平原很少受到重創。水星平原可分為兩類：火山口交錯平原和平滑平原。前者的狙擊隕石坑直徑大多超過15公里，表明它們是古老的;光滑平整的原理很年輕，上面幾乎沒有狙擊坑。這片平原出現在卡洛斯盆地周圍。科學家在整個盆地觀察到一個「古怪的地形」 - 他們認為這是一個巨大的山地地形，是由撞擊形成的。衝擊過程中產生的衝擊波在水星周圍傳播，然後聚集在一起形成高壓，撕裂水星表面，最終形成「古怪的地形」。

「水手10號」的觀測也表明，水星表面散布著許多由撞擊形成的「點蝕點」，包括巨大的多環盆地和許多熔岩流。火山口的直徑在數十公里到數百公里之間。最大的撞擊坑是卡洛斯盆地和Schenakas盆地。前者直徑1,550公里，四面環山，中間類似月亮海，平坦的黑色熔岩平原;後者是已知最大的水星盆地，直徑1600公里。這些隕石坑留在不同的年齡，一些年輕的隕石坑有明顯的周圍區域，有明亮的「光線」。其他隕石坑已經高度退化，並且流星轟擊周圍的區域變得平坦。

在「信使」之前，地面望遠鏡和「水手10」觀測到水星表面的六個特徵：返回特徵（具有不同符號反射的區域），山脈，平原，山脊，懸垂和山谷。 2008年1月14日，「使者」通過水星並再次探測水星的表面。目前的意見尚未完全公布。

水星表面的主要特徵與影響有關。與太陽系中的其他行星一樣，水星的影響主要來自兩個時期：一個是46億年前的行星形成時期，另一個是38億年前所謂的「行星形成時期」。在前一個時期，水星的整個表面被擊中並觸發了火山活動。從地球內部噴出的岩漿被填充到盆地中，形成了像月亮海一樣的光滑月亮。

為了充分了解水星的外觀，信使已早在10年前拍攝了水星表面的另一半。它還將於2008年10月6日第二次接近水星以探測未被發現的水星表面。 。

水星周圍沒有空氣，流星和小行星可以直接進入水星表面，這些撞擊痕迹在水星表面保持完整。因此，只要繪製完整的水星表面圖，就可以從太陽附近發生的頻率和可怕的碰撞程度推斷，然後是太陽系的形成方式。

北極冰

由於水星非常靠近太陽，光學望遠鏡對觀測水星幾乎沒有影響。自1991年以來，天文學家的雷達測量了水星，它首先向水星發射雷達波，然後接收從水星反射的回波，並分析這些回波以獲得水星知識。

在觀測中，天文學家發現，在雷達波撞擊水星極區後，它會收到強烈的回波，並且是一個反射信號。這個信號類似於從火星極地皇冠和木星的冰衛星反射的波。這表明水銀反射材料很可能是冰。雷達回波還給出了另一個信息：雷達屏幕上的亮點與水星極區狙擊坑中的亮點相同，表明水星極地地區的狙擊坑中存在冰。這些狙擊坑是「冷阱」。

你可能會感到驚訝：在強烈的陽光下，水星的表面很熱，它會融化鉛。為什麼水星極區有冰沉積？事實證明，水星沒有大氣絕緣。在陽光普照的地區，溫度非常高，可以升溫至427°C。在沒有太陽的地區，溫度突然下降到零下183攝氏度。水星極地區長期處於陰影中狙擊坑，所以溫度非常低也就不足為奇了。

水星上有水嗎？水星的名字很可能讓人們認為水星上有水，但事實上水星是一個無水的世界。那麼水星上的冰是從何而來的？要了解這個問題，您需要了解水銀冰的成分。遺憾的是，不知道冰是由什麼製成的，它可能是水冰，或者它可能是其他物質，例如由硫形成的冰。如果水星極地地區的沉積物是水冰，它必須由彗星的碰撞留下;如果它是形成硫的冰，它可能來自水星，是火山活動的結果。由於雷達測量的準確性差以及無法測量細節，目前無法得出結論。

「信使」號航天器配備了伽馬射線和中子光譜儀，可以探測沉積在水星極區的氫氣，從而確定極地區域沒有水。航天器上的紫外光譜儀和高能粒子能譜儀可以直接測量沉積物中蒸發的硫。換句話說，這些儀器有可能揭示水星極區冰的成分。

當「信使」接近水星時，該航天器位於水星赤道上方，無法探測到狙擊坑。為了探測極區狙擊坑中的冰，科學家將調整「信使」控制裝置，使探測器在接近水星時將探測器指向極區，以找到蒸發器上的蒸發信號。冰。根據計劃，「信使」將在2011年接近水星以進一步檢測它。 2013年，歐洲航天局和日本航天局將共同發射一種專門探測水星的航天器 - 「Bipico Colbo」。有了這些飛機，人類最終可能會揭開水星極地冰的神秘面紗。

測試相對論

在太陽系的八個行星中，水星的軌道是最奇怪的。它不像其他大行星軌道那樣是圓形的，而是一個短周長的扁平橢圓。它在88天內繞太陽轉。此外，其他主要行星軌道位於黃道面附近，而水星的軌道表面與黃道面以7度角相交。更有意思的是，水星的軌道表面仍在擺動：從太陽擺動到46,000到70,000公里之後，它會向後擺動。

古怪的水星軌道引起了許多科學家的注意。它是如何形成的？有些人認為這是水星影響的結果，但大多數人認為它是由引力引起的：萬有引力輕微推動，似乎影響不大，但在太陽系形成期間，一顆行星不斷靠近另一個行星身體，它可能會產生如此顯著的影響。這種奇怪的水星軌道振蕩被稱為「水星軌道進動」，被科學家認為是測試廣義相對論的三個主要證據之一。

為什麼有可能研究水星軌道來測試相對論？愛因斯坦指出，廣義相對論效應總是改變著地球的軌跡。水星最接近太陽。當太陽的質量彎曲時，它對太陽的引力最敏感。水星的特殊位置必將改變水星自身的軌道。

歐洲航天局和日本航天局計劃聯合發射新的水星探測器Bippi Colombo，其主要目的是測試廣義相對論。

為了測試廣義相對論，關鍵是準確地測量水星的運動，而汞的運動又取決於對航天器位置的精確控制。根據計劃，使用航天器上的無線電，「Bippi Coulomb」可以控制其位置精度小於10厘米，並且計算出的行星運動可以精確到10米以內，這比目前的一個。 （精確到幾公里）增加了幾百倍。因此，科學家們迫切希望看到科倫坡主教能夠成功。

到那時，科倫坡不僅將測試廣義相對論，而且還將測試新的物理理論超越廣義相對論。目前，引力物理學家和宇宙學家越來越相信，一旦測量精度超過一定水平，廣義相對論就可能被打破！新提出的「新能源領域」就是一個例子。

「新能源領域」是在討論宇宙學時提出的一個新概念。宇宙學是從廣義相對論推斷出來的，它認為宇宙起源於大爆炸，並在爆炸後慢慢向外擴展。隨著宇宙膨脹，擴張速度逐漸減緩。換句話說，宇宙正在放緩。這一結論在1929年由著名天文學家哈勃的觀察證明。總結這些觀察，哈勃還建立了著名的哈勃定理。

然而，在20世紀90年代中期的超新星觀測中，科學家們發現宇宙並沒有減速，而是在加速。許多觀察結果證實了這一結論，包括威爾金森微波各向異性檢測器的檢測結果。

為了解釋宇宙加速膨脹的原因，一些科學家提出了「新能源場」（如暗能量）假說。然而，引入的每個「新能源場」與廣義相對論所預期的引力行為略有偏差。如果科隆博能夠發現這種偏差，就有可能找到發現這些神秘能量場本質的有力線索。

水星殖民地

航空航天工業的發展為人類帶來了光明的未來。將來，人類不僅可以在其他行星周圍旅行，還可以走出地球，在其他星球上定居下來。地球人去其他星球，就像資本主義國家尋找殖民地一樣。借用「殖民地」一詞，西方學者提到了人類走出地球並在太空中建造「太空殖民地」的生存空間。就像火星，金星，月亮和小行星一樣，水星也是內太陽空間殖民地的目標之一。

乍一看，極度炎熱的水星不是一個居住的地方，但開發水星殖民地有很多好處。因為水星非常接近太陽，它可以從太陽獲得大量能量。根據預測，太陽在一秒鐘內散發出370億億焦耳的熱量，這麼多的熱量足以將太陽和地球之間3000米長的冰橋融化成水！這種熱量被排放到行星際空間和太陽系天體中，其中約有22億個來自地球，但這22億個能量的這一小部分足以容納地球上的2萬輛汽車。年！水星比地球更靠近太陽，水星每平方米接收的太陽能為9.13千瓦，相當於地球上的6.5倍。相對而言，太陽能是一種取之不盡的自然資源，將為水星的發展提供可靠的能源保障。目前，科學家們在地球附近進行了「太陽帆」測試。如果可以在水星附近發射「太陽帆」，水星的「太陽帆」將獲得6.5地球「太陽帆」的熱量。

根據一些數據，水星土壤富含「氦-3」。這是一種重要的核聚變材料。採礦和使用它將對太陽系經濟的未來發展產生不可估量的影響。

「阿波羅」號太空船的登月過程表明，人類將在月球上遇到微重力問題。宇航員在月球上行走時只能像袋鼠一樣行走，因為月球的表面重力只有地球表面的1/6。宇航員不僅在微重力下生活不方便，而且長期微重力也會導致骨質疏鬆症並影響健康。在水星上，這種情況有所改善。月球的直徑只有3,476公里，而水星的直徑是4,880公里。水星比月亮大得多。水星具有巨大的鐵芯和高密度。結果，水星的表面重力是月球的兩倍多。

當然，作為太空殖民地的候選者之一，水星的缺點也很明顯：缺乏明顯的大氣，太靠近太陽，旋轉緩慢。這些都是在水星上建立殖民地的不利因素。

大氣層是成為太空殖民地的重要因素。它是地球的「保護傘」，不僅為「殖民者」提供呼吸氧氣，還散射陽光，調節溫度，保護行星表面免受外部宇宙射線的傷害。殖民地是否可以在地球上建造，在很大程度上取決於其缺乏的氣氛。行星是否具有大氣層與其自身的質量，表面溫度和大氣成分有關。只有具有強烈吸引力的行星才能保持大氣層。水星是太陽系中最小的行星，無法保護周圍的氣體，因此水星周圍的大氣層很久以前就逃逸到了星際空間。當水手10號接近水星三次時，它對其大氣進行了幾次測試。結果發現，水星大氣壓力僅為地球表面壓力的十分之一。如此薄薄的氣氛無法散射陽光，因此水星的天空是黑暗的，就像一層黑色天鵝絨。在「天鵝絨」上，星星正在粉碎，但他們看不到星星「眨眼」，因為星星「眨眼」是由大氣層引起的。

水星非常接近太陽，是水星殖民地建立中最致命的弱點。飛在水星周圍的飛機將深深地淹沒在強烈的陽光下，「游泳」在浩瀚的太陽「引力海洋」中。在太陽下，水星的表面溫度高達427°C，而陰影中水星竿的狙擊坑溫度低至零下183°C。繞軌道飛行的水星有時處於高溫狀態有時會陷入寒冷。巨大的溫差會縮短儀器在飛機上的使用壽命，性能會惡化甚至工作。飛機處於巨大的太陽引力下，將被拉向太陽，難以進入水星周圍的軌道。

一些科學家說，在太陽引力的影響下，宇宙飛船將飛向太陽。因此，對於在水星軌道上運行的飛機，沒有這樣的超級控制技術，這需要一個強大的控制火箭，它不能小於發射航天器的火箭。值得注意的是，美國於1973年發起的「水手10」正在前往水星。雖然它借用了金星的幫助，但它沒有進入水星周圍的軌道，而是只繞著太陽飛行。

除了飛船在水星周圍飛行的困難之外，人類向水星的遷移受到溫度的限制。在白天和黑夜的水星赤道中，表面溫差太大，顯然不適合人類居住。因此，水星居民只能居住在多年生結冰區的火山口坑中，偶爾會前往赤道進行短期旅行。

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