“天空”是一個生活中常見的詞,人們通常不會注意到“天”和“空”的區(qū)別。實際上,這兩個字有著不同的指向。
按照現(xiàn)代科學的劃分,“空”對應(yīng)地球表面的大氣層,這一區(qū)域其實一點都不空,充滿了氮氣、氧氣、二氧化碳、水蒸氣以及被電離的高層大氣等,自下而上可分為對流層、平流層、中間層、熱層、散逸層,屬于大氣科學研究領(lǐng)域。在“空”之上,一直延伸到無窮遠處,就是“天”,一般是天文學研究領(lǐng)域。
來源:視覺中國
從航空航天角度來看,航空活動,包括飛機、高空氣球等的飛行都發(fā)生在大氣層,屬于“空”的范圍;航天活動,如人造地球衛(wèi)星的飛行,發(fā)生在幾乎沒有大氣的高層區(qū)域,屬于“天”的范圍,在那里,衛(wèi)星可以有效避開空氣阻力、依靠慣性繞地飛行。
“空”與“天”之間是漸進過渡的,并沒有嚴格分界線。國際航空聯(lián)合會將距離地面高度100公里處確定為代表“空”與“天”的分界。低軌道的人造衛(wèi)星其實仍在大氣層內(nèi),但大氣極其稀薄,也可以算作“天”的范圍。
除了地球,其他很多天體也有表面大氣,因而也存在“空”與“天”的區(qū)別和關(guān)聯(lián)。僅以太陽系來說,比如金星,表面大氣密度及壓力均為地球的90多倍,成分以二氧化碳、硫酸為主,底層溫度高達460攝氏度;火星的表面大氣雖然比地球稀薄得多,但偶爾也會刮起沙塵暴;木星主要由氫和氦組成,表面是濃密的大氣;而水星、月球、小行星等天體,表面之上幾乎沒有大氣,“空”與“天”渾然一體,彼此不分。
天文觀測的對象都在“天”里,卻受到“空”的制約:大氣層讓天文觀測效果大打折扣,甚至令有些波段的觀測幾乎無法進行??陀^因素的制約,促使科學家發(fā)明了空間望遠鏡,讓望遠鏡飛行在大氣層外,也推動了天文學上的重大發(fā)現(xiàn)接連發(fā)生。
“空”與“天”的組合,對人類而言是如此美妙:“空”帶來風霜雨雪,形成多姿多彩的環(huán)境,讓人類安居于家園;“天”帶來無限遐想,壯觀瑰麗的宇宙景象,激發(fā)人類的好奇和探索的雄心。
(作者為中國科學院紫金山天文臺科普部主任)
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