假如你在金星上过生日,会遇到一件很离谱的事:一年都过去了,这颗星球自己还没转完一圈。更反常的是,太阳会从西边升起。听着像有人把钟表和地图一起弄反了,可数字确实摆在那里:金星自转一周约需243个地球日,绕太阳一圈却只要225个地球日。
先别忙着想象躺在金星海边等日出。那儿没有海边度假这种事,地表热到约467摄氏度,大气压强约是地球海平面的93倍。真正有意思的问题是:一颗行星怎么能“过完一年还没过完一天”?要弄清它,得先问一句,我们说的到底是哪一种“一天”。
地球上,“一天”通常指从一个中午到下一个中午;在天文学里,也可以指地球相对于远处恒星转完一圈。这两个时间接近,日常生活不用特别区分。可把同一套说法搬到金星,差别一下就大了。那个著名的243天,说的是它相对恒星完成一次自转。
金星的“年”比较好懂:它绕太阳跑完一圈,约225个地球日。于是出现了新闻标题里那句怪话——自转一周比公转一周还慢。你站在地球上,每年要经历三百多次日出;如果只数金星绕轴的转动,那里慢得像天上的指针几乎不走。
但这里有个容易踩的坑:金星地面上两次日出之间,并不是243个地球日,而约是117个地球日。原因是它一边绕太阳走,一边反着方向自转。站在行星上看太阳的位置,要同时算上自转和公转。两个运动叠在一起,才得到真正的“太阳日”。
你可以想象坐在一辆绕广场转圈的旋转椅上。一边看广场中央的灯,一边缓慢地朝相反方向转动椅子。你再次正对那盏灯的时间,当然不只由椅子转一圈决定,车绕广场的位置也在变。金星的日出日落,就是这两种运动一起写出的结果。
“太阳从西边升起”也不是诗句。太阳系多数行星与地球一样,按同一个大方向自转;金星却逆着转。假如能透过厚厚的云层看清太阳,它在天空中的移动方向会与我们熟悉的相反。只是那里的浓云常年罩住地面,真实观感不会像地球晴天那样有个清楚的太阳圆盘。
金星为什么反着转?这一点没有一个已被确定的简短答案。它可能在早期经历过猛烈碰撞,也可能受到太阳引力、大气与内部结构长期作用的影响。科学家还在研究不同过程各占多少。把它写成“当年被某颗星球撞了一下,所以倒着转”,故事很顺,却把尚未结案的问题说死了。
这颗星球从地球上看,偏偏又特别明亮。很多人见过黄昏天边那颗亮得扎眼的“星”,却不知道它很可能就是金星。它有时在日落后露面,有时在日出前出现,古人甚至一度以为那是两个天体。你以为是夜空里温柔的一点光,近看却是太阳系最热的行星表面。古人给它起过不同的名字,今天我们知道那是同一个天体在轨道的不同位置。一个小小的视角变化,竟能把一颗星分成两个“身份”。
明亮主要不是因为金星自己发光,而是它厚厚的云层反射了大量阳光。云层像一张漂亮的外套,也把下面的情况藏得严严实实。用普通相机在太空中拍摄,常常只见一颗近乎无纹理的白黄球体。想知道地面有什么,人类后来不得不换一种“看法”。
雷达能穿过云层,测出地形轮廓。美国的麦哲伦号探测器曾系统地绘制金星地表,显示出火山、山地与大片复杂地貌。苏联的金星号着陆器还真的落到地面,拍下荒凉的岩石景象。可它们撑不了太久:高温和高压会很快把机器逼到极限,最长的地表工作时间也不过几个小时。
这和我们在地球上看金星的印象反差很大。它大小与地球相近,常被叫作“姐妹行星”,可姐妹并不意味着性格相同。地球海水与温和的大气让我们能在地面呼吸、等待日出;金星浓密的二氧化碳大气把热留在近地表,形成了另一套极端环境。
你也许会想:转得这么慢,白天晒几十天,夜里是不是能冷下来?没有那么简单。金星的大气层极厚,热量在大气中被强烈保留和重新分配。地表不会像没有大气的月球那样,白天烫得惊人、夜里又骤冷到极低温度。真正控制那里环境的,是整层大气的作用。
更令人迷惑的是,地面转得慢,云却跑得快。金星高空的风能够以远快于地表自转的速度绕行,形成所谓“大气超旋转”。从远处看,云带很活跃;云层下面,地面却在极其缓慢地转动。一个行星身上,两套节奏差得像高速列车和慢吞吞的钟摆。
为什么值得研究这样一个难以登陆的地方?因为金星和地球起点看起来有些相似,如今却走成两个极端。比较它们,科学家才有机会追问:一颗行星的大气如何改变自身温度?地表的火山活动与天空怎样相互影响?慢速自转又会怎样塑造风和云?反过来看地球也一样:如果地球转速慢得多,我们的云、昼夜温差乃至生活节奏,都会变得难以想象。金星给出的不是另一张日历,而是一种完全不同的行星运行方式。
金星的时间感还提醒我们,地球上的钟表只是我们碰巧住在这里的结果。我们习惯把“日出”当作一天的起点,把“一年”当作四季轮回。换颗星球,这些词仍然能用,却未必按熟悉的顺序出现。那里的一次日出到下一次日出,足够地球上的人等近四个月。
假如你真的能待在金星地面,等太阳从西边升起也不是一件浪漫的事。厚云会挡住清晰的太阳,黄昏不像地球海边那样有分明的金色落日;设备先要扛住足以熔铅的高温和可怕压力。标题中的“站在金星看日出”,更适合当一把打开物理问题的钥匙。
在地球上,我们也能用小望远镜长期追踪金星。它像月亮一样会出现盈亏变化,早年正是这样的观测,帮人们更有把握地理解行星绕太阳运行。天边那颗亮点不再只是报时的晨星或昏星,逐渐成了一颗可以测量、可以探测、也仍有许多谜题的世界。
所以,“金星一天比一年长”并非一句纯粹的标题党,只是要加上限定:它说的是金星自转一周约243个地球日,比公转一周的225天还长。若说从一次日出到下一次日出,则约为117天。两个“一天”都没错,错的是把它们混在一起。
至于太阳西升东落,答案来自金星的逆向自转。至于它为什么会走到这一步,人类还在查。你抬头看到金星时,那一点稳定的亮光背后,藏着一颗连钟表都与地球反着走的行星。宇宙有时候不用把尺度拉到黑洞,就足够让我们重新认识“一天”这个最普通的词。
下次有人说“今天过得真慢”,你可以想起金星。地球上一天再漫长,到了那儿,日出还远着呢。更奇妙的是,我们说不清它当初为何逆行,却已经能把它每一次转动和每一层云的位置慢慢量出来。关于时间的那句玩笑,最终通向的是一颗真实而难解的星球。
热门跟贴