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[百家前沿] 冷---可能是宇宙最基本的自然属性

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发表于 2010-4-20 19:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
科学家们在讨论地球的起源和演化时有二种不同版本的说法:一种观点认为原始的地球有可能是个高温的熔融体,另一种观点认为原始的地球有可能是个低温的凝结体。这两种不同的观点始终存在着争论,目前仍都只停留在假说阶段各抒己见,但对地球演化的过程总体上经历了由热变冷并仍然处于继续变冷过程的这一说法则观点比较一致。且不论上述说法哪一种是正确的,但有一个不容回避的问题就不得不摆在了人们的面前:地球在演化过程中逐渐变冷所需的冷从哪里来?或者是谁为地球的演化过程提供了持续的冷却环境?

    所有教科书中在描述太阳与地球之间的关系时则版本比较一致,确认太阳是整个太阳系的热源所在,确认它一刻不停地向四周空间辐射出巨量的光和热能,给地球和太阳系的其它天体以光和热量。教科书中还给出了一组精确的数据:太阳每秒钟释放的热能有4×l0^26焦耳之巨,即使处于太阳1.49×l0^8公里以外的地球,也能得到太阳每秒钟约为2×10^17焦耳的热能,从地球诞生算起的45亿年已在太阳那里接受了约为3×10^34焦耳的热能。如果教科书给出的数据没有错,那么最保守的估算结果也会吓你一大跳:太阳给地球45亿年的热能累积,可以使质量为5.9×10^27克的地球原始温度约升高至一百二十万度左右。这样的热能累积,使我们现在的地球只能成为一个高温的熔融体。所幸运的是我们赖以生存的地球目前正万物茂盛,生命不息,寒暑有序,气象万千。又一个不容回避的问题被摆在了人们的面前:地球在45亿年演化过程中得到的太阳热能去了哪里?或者是谁为地球避免演化成高温的熔融体提供了持续的冷却空间?

    在太阳系和地球演化的认识过程中的确存在着一个冷由何处来热往何处去的疑问,其核心就是:我们赖以生存的地球周围,是否存在着一个空间尺度非常大且与太阳热能性质作用相反的冷却环境?使地球在得到太阳热能持续辐射的同时不断地受到持续的冷却,使地球在相当长的时间尺度内维持在一定的温度范围,使地球上的一切生命活动有机会得以发生、延续和进化。如果整个太阳系只有太阳的热在起唯一的作用,那么太阳与太阳系内一切物质的热平衡似乎是不可避免的,包括地球在内的其它天体也许在很早之前就已经变成高温火球,也能发出耀眼的光芒,地球上的一切生命也就无从诞生和进化。

    冷与热在地球表面的一天中是有规律交替变化的,这一事实是否在提示人们:我们的地球正运行在一个冷热交融的空间环境中,地球轨道内圈的一半是热的空间环境,地球轨道外圈的一半是冷的空间环境,由于地球自身的旋转,地球表面每天会交替经过两个不同的冷热空间,使地表的温度在一天内发生有规律的冷热变化。太阳为地球提供了热的空间环境,(我想这一点可能没有人会质疑的),而地球表面每天经过的另一半空间,是否就是为地球漫长的演化过程提供了持续冷却的空间环境?

    宇宙在空间上的无限大已经被人们所确认,它为它所包容的天体和物质以及热提供了存在和运动的空间。除此以外,包容一切的宇宙自身还有没有尚未被人们所确认的其它属性呢?人们常会说:“太阳是温暖的,而无限的宇宙则是寒冷的”,这句话也许就是一语道破的天机,宇宙确确实实是寒冷的。人们很早就假设过:如果太阳系内太阳这个热源体不存在,地球和太阳系内一切物质就会变得非常寒冷。唯一能让地球和太阳系内一切物质变得非常寒冷的空间环境只能是宇宙,这个空间环境的本质大概就是冷,冷可能就是宇宙尚未被人们所确认的基本属性。宇宙的冷时时刻刻在作用于人类,作用于地球上一切生命的活动,作用于整个太阳系,作用于宇宙中—切天体和物质的运动。虽然太阳的热在宇宙中只是一个小小的局部,但如果没有宇宙这种大尺度的冷起相反的平衡作用,太阳的热仍然有可能毁灭太阳系包括地球在内的一切。

    冷与热在地球表面的一天中有规律的交替变化,促使人类和许多其它生命物种在漫长的进化过程中最早完善了自身的冷热感觉系统,当人类进化成有思维和智慧的现代生命群体之后,认识和判断冷与热的来源其实已经很简单了。“太阳是温暖的,无限的宇宙则是寒冷的”,人们用最明了的一句表述,已经诠释了地球在漫长的几十亿年演化过程中冷与热的来龙去脉。人们在以后也许会相信并确认这一事实:冷充斥着整个宇宙,冷是宇宙最基本的自然属性,而类似太阳的热源体等物质只存在于宇宙中无数个局部。多少年来我们其实已经感觉到它的存在而没有真正用心去认知,人类的社会生活和生产活动对热能的依赖和偏爱,导致自然科学领域的从业者对冷和热的研究兴趣非常不对称,使宇宙中客观存在的冷真正遭到了“冷遇”和排斥,并忽视了它与热每时每刻对宇宙中一切天体和物质运动共同产生的作用。
  
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发表于 2010-4-20 20:01 | 显示全部楼层
一般认为太阳和地球也是宇宙的一部分,因此与其说宇宙冷,不如说宇宙中的物质和能量分布不均匀,这应该算是万有引力的特性所致,它使得物质集中的区域会吸引周围更多的物质进入,并将其引力势能转化为热能。

人们对宇宙之冷的研究不多(其实也不少了,比如对微波背景辐射非均匀性的测量),主要是因为它太简单了吧,几乎是均匀和恒定的,可能的偏差对地球的影响也太小。相比之下,太阳的结构和运动规律就要复杂得多,太阳活动对地球的影响也更直接。

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发表于 2010-4-26 11:47 | 显示全部楼层
太阳系的热源来源不完全来自太阳,太阳系仍受银河系热源等的影响。至于地球所受的太阳热能的去处目前有很多说法。
 楼主| 发表于 2010-4-26 15:54 | 显示全部楼层
对地球而言,太阳的热的确是最主要的也是最重要的热源体。
发表于 2010-6-30 14:37 | 显示全部楼层
宇宙慢慢地在走向死亡,而且是必然。。。
发表于 2011-2-11 20:21 | 显示全部楼层
那个4×l0^26焦每秒可能不是一成不变的。在历史上可能会有变化。
而且,地球还在不断地向星际空间散失热量(宇宙背景温度仅4K左右)
发表于 2011-3-29 21:21 | 显示全部楼层
为何都在讨论全球变暖呢?
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