新疆域
                          FRONTIERS

[美]艾萨克·阿西莫夫  著
上海科技教育出版社 1999.12

扫描，校对：异调


宇宙学新疆域（FRONTIERS OF UNIVERSE），卞毓麟 何妙福  译

                          天路迢迢

    在现代科学方面，我们正面临着一系列庞大的工程，它们像中世
纪的大教堂那样，最初的实施者很明白，自己将无缘亲眼目睹计划的
最终完成。

    例如，如今我们已将空间探测器送往太阳系中的遥远行星。“旅
行者2号”已经拍摄了天王星和海王星的照片，它们是迄今所知最为遥
远的行星。这项计划花费了10来年时间，然而即便已届中年的天文学
家也都能指望再活上10年，并看到事情的结局。

    “旅行者2号”离开海王星后将无限期地继续前行，远离我们熟悉
的行星而进入辽阔的星际空间。当然，它在那里不再有明确的使命，
而成了一个毫不起眼的游荡者。

    然而，天文学家们如今正在探索这样一种可能性：发射一个探测
器，即使它到了比太阳系中最遥远的行星还要远得多的地方，它对我
们也仍然十分有用。它将以相对而言较低的速度离开地球，并将携带
大约12.5吨冻结的氙。氙被加热，直到它的原子分解为带电的碎块
（离子）。这些离子被一点一点地猛然排放出去，从而使该探测器在
10年的时间内不断地徐徐加速。

    10年加速结束时，氙用完了，届时这艘探测器将以每小时22.5万
英里——每秒62.5英里的速度运动。那时它离地球将远达60亿英里，
比遥远的冥王星所能达到的最远处还要远得多。

    在那里，自重5.5吨的探测器将抛掉燃料箱并继续前进。由于太阳
在远处对它施加的微弱引力拉曳，它将会极其缓慢地减速。

    探测器将继续向外漂泊40年，直到距离太阳几乎达1000亿英里。
这大约要比我们到太阳的距离远上1000倍。地球到太阳的距离称为一
个“天文单位”，通常记作AU。这艘探测器50年后的距离将是1000天
文单位，故这项工程称为TAU计划（译者注：TAU系英语thousand 
astronomical units（千天文单位）的首字母缩略词），即“千天文
单位计划”。

    TAU探测器将携带一架大型望远镜，其任务是在不断增大的距离上
向我们发送群星的——直至最后在1000天文单位处拍摄的照片。此后，
随着该探测器能量消耗殆尽，它也将像早先那些探测器一样，完成了
自己的历史使命而不再有用。

    如此遥远的恒星照片又有什么用呢？

    当我们从不同的地方观看恒星时，相对于较远的恒星而言，较近
恒星的位置仿佛有了移动；这种位移称为“视差”。一颗恒星的视差
位移越大，这颗恒星就越近。通过测量视差位移的大小，我们就可以
计算出这颗恒星的距离。

    遗憾的是，即使最近的恒星离我们也如此遥远，以至于这种位移
小得微乎其微。如果我们从相距很远的两个地方观看这颗恒星，那就
可以使视差位移加大。然而，我们在地球上所能达到的最大距离，就
是某一时刻地球在太空中所处的位置与6个月后地球在其公转轨道上相
反一端时所处位置之间的距离。地球公转轨道上的这两个极端，彼此
相距2个天文单位。

    这一位置差异使我们能够测出大约可远到100光年（1光年等于63225
天文单位（译者注：原文如此。更准确的数值是1光年等于63240天文
单位）的恒星距离。这些距离可作为用某些可靠程度稍差的方法估计
更遥远的天体距离的基础。

    TAU探测器向我们发送的恒星照片，是在比地球轨道尺度还要大500
倍的距离上拍摄的。将这些遥远的照片与我们从地球上拍摄的照片相
比较，我们将能看到大得多的视差位移，从而将能精确地测量远至150
万光年的天体距离。我们关于宇宙尺度的知识将会变得更加明确可靠。

    不过，天文学家们在探测器发射之后，不得不等待50年才能获得
最终的和最佳的结果。此外，看来在公元2000年以前尚不能发射这艘
探测器，因为我们必须研制出一种可靠的用以加热和排出氙气体的核
动力发动机。还有，我们必须研制出一种能够远达1000天文单位的激
光通信系统。尽管如此，天文学家们已在思考诸如此类的“远程”计
划，这件事毕竟是很鼓舞人心的。

    从更深远的眼光看，即使1000天文单位也仅约为最近的恒星与我
们的距离的二百七十分之一。请想想吧，为了能够到达那些恒星，我
们还得作出多大的努力啊！