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我们会被流星砸中吗？关于流星的误解和秘密
※全文4845字丨8分钟阅读※作者丨朱进※整理丨邱施运※编辑丨朱珍
授课老师：朱进，北京市科学技术研究院科学传播中心首席科学家，北京天文馆名誉馆长。
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高山大学顾问委员会委员、音乐心理学家、教育学家、音乐美学家、前中央音乐学院副院长周海宏教授每日分享：
天文学与众不同的魅力
地球其实很渺小
我们身边99.9%的人所做的99.9%的事，基本都是在关注地球上的人、事和物，而天文学家的视线，几乎总是在地球之外的天体与天文现象上。
从天文学角度来看，地球仅仅是一个直径约1万公里的石头，上面住着70多亿的人及大小生命体。
在地球之外，是浩瀚辽阔的宇宙。我们至今了解到的宇宙（可观测宇宙），是一个直径约1000亿光年的空间。即以已知的最高速度（光速），每秒30万公里的情况下移动1000亿年所能达到的距离。相比之下，从地球到太阳只需要8分钟。
所以，站在宇宙空间的尺度上看，地球比尘埃还渺小。
宇宙的一切都诞生于137亿年前的一场大爆炸。现在我们已经了解到宇宙正在膨胀，而且膨胀速度越来越快，那么未来它是继续加速或是减速，还是反过来收缩？这些都是天文学研究的范畴。
天文学者不“读书”
在偌大的时空里，注定涉及各种超乎我们想象的天体、现象，和一些地球实验室无法模拟的极端物理条件。
所以，有别于其他学科研究对实验的注重，天文学跟实验相对应的是观测。
我研究天文将近40年，除了学习时代，其余时候大都在观测，所以我书看得比较少。想来特别惭愧，每当被人问起学天文该读什么书的时候，总感觉答不上来。
天文学所读的不是地上的书，而是天上的书。从这个角度想，“天文”这词翻译得特别有意思。
绝大多数情况下，天文学家是接触不到自己研究对象的。除了像陨石这样的特例。
其他时候，我们都是以第三者的身份观测宇宙，捕捉支配客观世界的物理规律。
天文学研究的是“无用”的东西
在高山大学课堂上，吴国盛老师不时提到：最早的科学是无用的科学——“无用之学”，这也同样是高山大学的一贯学习准则。而天文学，就特别符合这个描述。
以我个人的理解，无用之学，强调的不是结果究竟有用或没用，而是出发点是好奇心驱动，还是功利性驱动。
平时我们做任何事，首先都会想自己想干什么，为什么想干、干了之后有什么意义。这也算是一种工程师思维——考虑问题，再解决问题。现代的很多技术之所以诞生，往往也就是因为人懒、想省事，所以决心发明新工具把事做得更好更快。
天文学的出发点则比较纯粹，就单纯想知道天上有什么东西、它们的本质是什么，又为什么存在。至于能不能与人们的生活产生联系，则不是我们所关心的。
不过，不关心结果，不代表结果就一定没用。很多时候，看上去没用的研究，最后的影响却是极其深远。
夜空灿烂而神秘的面纱
今年8月12日前后，地球经过第109号周期彗星-斯威夫特-塔特尔彗星的轨道附近，带来了夏季星空最耀眼的流星雨。高山大学2020级的同学们，刚好也在流星雨的见证下于内蒙古明安图开学。
那我们就从流星开始，一步步了解天上的图景。
■流星
在古代，流星是一件令人费解，但也因此成为惹人遐想的浪漫天象。 碍于当时的科技，仅凭肉眼观测，天上的图景显得相对静止。比如北斗七星，无论什么时候看都是一个勺子，看不出它们的相互运动。但其实只要时间足够久，行星的运动是可以观察到的。
相较之下，流星移动很快，转瞬即逝，显得极为特别。那么流星到底是怎么发生的呢？
流星体，绝大多数时候跟彗星相关。彗星在围绕太阳运动的过程中，尤其距离太阳较近的时候，当中的一些尘埃会因为太阳光、辐射等原因喷发出来，再随着太阳的引力作用环绕太阳运动。
关于流星，普遍存在一些误解：尘埃是因为地球的引力，而坠落到大气层之中。
其实，地球的引力并没有那么强，否则每天都将有大量尘埃坠落、大量流星雨发生——简单来说，它是因为流星体和地球的运动轨迹重合，彼此相撞而形成的。
我们在地球上遭遇的所有流星体，速度都在11-72公里/秒之间——若小于11公里/秒，它会掉到地球的轨道里，一起绕着太阳转；若大于72公里/秒，则会飞离太阳系，不会和我们相遇，除非它来自太阳系外。
一般的流星体在离地约110公里处开始发光，直到离地面80公里处消失。一些特别大个的流星体，有可能到离地面三五十公里的高度才不发光。
历史上，特别壮观的流星暴雨曾达到每小时上百万颗；这时的天空，几乎是漫天滑落的星星。那么，这是否意味着我们会被流星砸中？
其实产生流星雨现象的流星体基本上都是来自彗星，它们的个头都非常小，都会在大气层里燃烧殆尽。只有那些跟流星雨无关的偶发流星或者叫群外流星，才有可能因为有的流星体比较大，没有完全被烧光，有陨石掉到地球上。
■ 极光
极光跟太阳活动有关。当太阳表面出现大黑子或冕洞，有时候会伴随着一场耀斑爆发或者太阳日冕物质抛射现象，这时，会产生大量高速高能带电粒子。
如果黑子或冕洞位于太阳的视圆面的中心附近，这些物质将随着太阳风朝我们而来；若是在太阳边缘，它则可能跑别处去。
一旦耀斑爆发，八分钟后，我们将通过光速抵达的电磁波率先知道，而抛射的高能带电粒子，则在几天后抵达地球。这时候，地球磁场会将这些粒子沿着磁力线引向地球两极，形成绚烂至极的极光现象。
一般极光只出现在两极。但如果抛射的粒子异常强烈，引起的地磁暴反应足够严重，即便是在中纬度甚至低纬度地区，都能看到极光。
■ 人造天体
照片中间的一条线，是长曝光下捕捉到的一个移动的“星星”——它其实是当时在天空飞过的哈勃空间望远镜。肉眼可见，也很容易拍到。
在未来，马斯克准备发射42,000颗低轨卫星上天，如今已经发了1000多颗。以后仰望星空，会看见越来越多人造天体。
再过几年，如果我们不针对人造天体的亮度采取相应措施的话，天上移动的星点将比不动的星星还多。这对无论是光学波段或射电望远镜的观测波段，都会造成严重的干扰。
■ 太阳系
月球是至今人类到过的最远地域，离地球平均40万公里。约1.3光秒。相比之下，太阳离我们8光分。
至于火星，由于我们正各自围绕着太阳公转，彼此最近的距离大致在5-21光分。
■ 太阳系外
除了这几个行星，天上可见的几乎都是恒星，课堂上我主要列举几个比较典型的例子来说明。
离我们最近的恒星约4光年，是半人马座α星。它是一个三体系统，由三个恒星组成，最近的一颗就是我们熟悉的比邻星。
在它们周围，我们也发现了一颗系外行星，不过它离恒星太近，不会是另一颗地球。
左上角的恒星，是大家一直关注的参宿四。它已经演化到晚期，从去年年底开始，参宿四的亮度就在下降，100万年之内有可能会发生超新星爆发——如果爆发，夜空中将持续一星期左右闪耀着一个极亮的天体，在白天或许都可以看到。
如今，它的残骸成了一个酷似螃蟹壳的天体，膨胀速度大约每秒钟1000公里，跟太阳风的速度差不多。
这是在武仙座方向上的一个球状星团。 1974年，阿雷西博天文台代表人类尝试跟外星人打招呼，向它发射了二进制的无线电波。
但问题是，它离我们实在太远了，约25,000光年。这张照片，是它25,000年前的样子，而我们的信号，最早也要25,000年以后送达。
到那时候，假设外星人有足够的技术能探测、还原我们那些衰减严重的信号，并有足够的数学和文明解读信号里的规律——他的回复，我们还得再等个25,000年才能收到。
前面提到的所有恒星、星云、星团，都存在于一个更大的天体系统里——星系。在宇宙里，天体并不是随机分布，而是扎堆的。
太阳所在的星系，就是著名的银河系。银河系的圆盘，直径有10万光年，太阳基本处于圆盘中心与边缘之间；我们在离中心约2.6光年的位置。
所以，当我们在地球上沿着盘的这个方向看，星星就特别密集，这就是我们看到的银河。对北半球的观测者来说，夏天的银河会更漂亮。而由于银河系中心的方向更加偏南，南半球的观测者会看到更加漂亮绚丽的银河。
在南半球，肉眼可见的一个漂亮天体系统，叫大麦哲伦云。名为“云”，但它其实是一个星系，离我们16万光年远。
麦哲伦云有两个，一个是大麦哲伦云星系，一个叫小麦哲伦云星系。
在北半球，肉眼可见的有一个星系，如果用单反相机或者手机拍摄的话，你会发现它不是一个点，而是一个长条——它其实是一个比银河系更大的星系，直径约15万光年，叫仙女座星系，离我们250万光年。
通过天文观测，我们发现了四面八方几乎所有星系都正离我们远去，而且离得越远，速度越快；这也是致使天文学家反向推导出宇宙大爆炸的重要原因之一。
但仙女座星系是个例外——它正朝着银河系而来。再过数十亿年，我们将撞在一起。当然，星系空间上是弥散的，所以这样的相撞更近似并合，慢慢形成一个新的星系。
虽然人类的寿命有限，可能无法目睹这奇观，但我们能从天上找到各种演化阶段的天体，包括并合中的星系，以此窥得一二。
天线星系就是4500万年前，正在并合中的两个星系，形状显得怪异。随着进一步演化，它会变得更规则一些。
这个星系团是34亿年前的两个星系群相撞产生的，叫子弹星系团。据现在的观测，这里面蓝色部分可能跟暗物质相关。
引力波是近几年的一个重要发现。13亿年前，两个黑洞相撞在一起，形成了新的黑洞。
新的黑洞少了几个太阳质量的同时，对周围时空产生了一个扰动，传到了13亿光年外，虽然极其微弱，但被我们新建设的探测器所发现。而在那以后，我们陆续探测到了更多的引力波事件。
这是人类的第一张黑洞照片，很多人或许已经见过，但我想补充的是，它并不是真正肉眼所见的黑洞。它是透过射电望远镜所观测到的样子，而非光学望远镜。
射电望远镜接收到的，原是一个来自特定方向、随着时间变化的一个信号强度。再经过傅里叶或类似变换，把它转换到空间域之后，才能得到这样的图像。
结语
关于好奇心，与其说是培养，不如说是保持。每个小孩天生对世界就极其好奇，只不过很多在后天的教育中不小心被消磨掉了。对于保持好奇心和探索精神而言，天文学有着得天独厚的优势。
首先，天文学关注的对象极远，科研结果既不会带来直接的效益，也不会导致直接的恶果，所以天文学家思考事情能够更为纯粹——好奇、探索，然后发现、分享。
其次，天文学关注的时空更宽，所以未知比已知多得多；在未知面前，人更容易保持一个好奇而谦卑的空杯状态。同时在这样的时空下，新发现自然也更多。
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