第一章 宇宙中的地球——第一节 地球的宇宙环境

我国首位航天员杨利伟在回忆从太空中俯瞰地球的感受时,这样写道:“地球真的太票亮了,漂亮得无可比拟!”“在太空的黑幕上,地球就像站在宇宙舞台中央那位最美的大明星,浑身散发出夺人心魄的、彩色的、明亮的光芒,她披着浅蓝色的纱裙和白色的飘带,如同天上的仙女缓缓飞行。”地球真的会发光吗?如果不是,那么从太空中看到的地球为什么是明亮的?这与它在宇宙中所处的位置有什么关系？

地球在宇宙中的位置
晴朗夜空下,仰望星空,可以看到闪烁的恒星、轮廓模糊的星云,以及相对星空背景有明显位移的行星;有时还可以看到一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星。这些都是宇宙中物质存在的形式,它们连同通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到的星际空间物质,统称为天体。
宇宙中的物质存在形式举例：星云：由气体和尘埃组成的星云雾状外表的天体，主要物质是氢。 恒星：由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体。 行星：在椭圆轨道上绕恒星运行的、近似球状的天体。行星的质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮。 卫星：环绕行星运转的天体。卫星的大小差别很大。木卫二，它是已发现的距离木星第二近的卫星。
宇宙中的天体都在运动着,运动中的天体相互吸引、相互绕转,形成天体系统。天体系统有不同的级别。地球所处的天体系统,按从低到高的级别,依次为地月系、太阳系、银河系和可观测宇宙。
地月系由地球和月球组成。地球是地月系的中心天体,月球围绕地球运动,它是地球唯一的天然卫星,月地距离约为38.4万千米。
太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成。太阳是太阳系的中心天体,质量占整个太阳系质量的99.86%,并以其强大的引力,约束其他天体按照一定的轨道绕着它运转。地球是距离太阳较近的一颗行星,日地距离约为1.5亿千米。（太阳系中已知有8颗行星，按照它们与太阳的距离，由近及远，依次为水星、金星、地球、火星、木星、天王星、海王星。 地球上看到的银河：由于身在其中，我们在地球上无法看到银河系的全貌。在没有月光且未受城市灯光干扰的晴朗夜晚，常能看到银河呈一条乳白色的朦胧光带横跨天际。）
银河系是由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统。在银河系中,有1000亿颗以上的恒星。银河系的直径约10万光年,太阳与银河系中心的距离约2.6万光年。
目前,在银河系外,天文学家观测到许许多多同银河系类似的星系,统称它们为河外星系。银河系和现阶段所能观测到的河外星系,统称为可观测宇宙。

行星地球
在太阳系的八颗行星中,水星、金星、地球、火星更靠近太阳,有固体表面,体积较小,称为类地行星。木星、土星、天王星和海王星远离太阳,主要由气体构成,其中木星、土星因体积巨大,称为巨行星,天王星、海王星因与太阳相距很远,称为远日行星。
八颗行星都围绕太阳公转,而且公转方向具有同向性,公转轨道面具有共面性,公转轨道形状具有近圆性(表1-2)。
表1-2 行星轨道倾角与偏心率
水星轨道倾角：7° 偏心率：0.206
金星轨道倾角：3.4° 偏心率：0.007
地球轨道倾角：0° 偏心率：0.017
火星轨道倾角：1.9° 偏心率：0.093
木星轨道倾角：1.3° 偏心率：0.048
土星轨道倾角：2.5° 偏心率：0.054
天王星轨道倾角：0.8° 偏心率：0.047
海王星轨道倾角：1.8° 偏心率：0.009
可见,无论是从距日远近、自身的体积,还是从公转方式来看、地球都只是太阳系中一颗普通的行星。
然而,地球又是太阳系中一颗特殊的行星。根据人类目前所掌握的宇宙信息,地球是八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。地球上具有适宜高级智慧生命生存和繁符的温度、水、大气等条件,这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关,也与地球有一个安全的宇宙环境有关。
目前,地球是人类在宇宙中唯一的家园。随着人类对宇宙探索的深入,航天活动日益频繁,留在太空中的垃圾越来越多。地球的宇宙环境亟待保护,这是全人类共同的责任。