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[天体百科] 我们从哪里来?

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发表于 2010-8-21 23:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
前言

    很久没有什么贡献了,酝酿了很久终于想写点什么。关于我们自己从何而来又将归去何方的问题一直是我们最感兴趣的问题。因此想以自己有限的知识来阐述一下自己的观点。这本是一篇以目前主流天文知识为根据的掺杂一些自己想法的文章,希望大家看过之后多提宝贵意见,当然也没必要在某些具体数据上争论不休,毕竟某些数据属于猜测,至今没有断论。因此严格来说这篇文章属于科幻型文章。另外,就目前主流的宇宙大爆炸理论,至今我还难以接受,因为这和我的哲学观点有些相悖。另外我认为宇宙大爆炸论并没有切实的证据,并且也并没有能够很好的解释很多现象。比如宇宙微波辐射,也就是说现在宇宙的温度是2.725K,那么这真的是宇宙爆炸的残存吗?不可以是暗物质的辐射吗?宇宙的膨胀真的可以倒推出爆炸点吗?难道就不可以是宇宙的震荡性涨缩吗?……因此我依然对宇宙大爆炸论持谨慎态度。当然也许是我的理解能力有限没有完全领会宇宙大爆炸理论。因此我在此没有谈到宇宙的诞生问题。类似的问题还很多,因此希望大家能够在开放的态度下发表自己的看法,而不是吹毛求疵,谢谢。

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 楼主| 发表于 2010-8-22 00:03 | 显示全部楼层
第一章  母亲的前传

                                                    第一节  银河系的诞生

    大约在公元130亿年前,一团宇宙物质很松散的聚合在一起,他们是靠着万有引力的作用而互相靠近,但是他们的运动依然显的比较杂乱。在这团物质当中,恒星的数目大约在几百亿颗左右。同时到处都是弥漫的星云,大量的恒星在酝酿、出生。突然,在这团宇宙物质的中心位置,两颗恒星相撞了,两个大个子相撞产生了巨大的爆炸,同时核心的聚合使得相撞后的质量超过了300个太阳质量,于是核心开始了近乎无限的压缩,巨大的引力使得恒星的物质以极大的速度撞向核心,从而引发了更大的爆炸,大量的外壳被迅速抛出,而核心的压力实在太大了,电子壳层被压碎了,电子钻进了原子核中,与质子合并成了中子,但是巨大的压力又压碎了原子核,压碎了中子,那剩下的是什么,至今谁也说不清楚,但是这不明物质组成了密度超大,引力超大的却有体积的物质——黑洞。在这黑洞的不远处,一个大约是150个太阳质量的恒星迅速燃烧殆尽,悲剧性的爆炸已难以避免,瞬间,他便将他的外壳抛弃了,可是即便抛却了大部分质量,剩下的质量仅有10个太阳质量,可依然超过了钱德拉塞卡极限(1.44个太阳质量),又一个悲剧性的引力压缩开始了。于是又一个黑洞诞生了。两个黑洞离得太近了,于是灾难性的引力又将他们拉近了,再近点、再近点,终于,两个黑洞撞在了一起并且合并成一个更大质量的黑洞。这个可怕的恶魔一旦诞生便开始了贪婪的一生。凡是被他们引力俘获的物质,无论是恒星还是星云、无论是星际分子还是原子都被他用引力一一撕碎,而后吞下。因此大量的物质在黑洞的周围形成吸积盘然后被他吞下,但是由于吸积盘物质稠密,巨大的引力使得这些物质以极高的速度坠向黑洞,从而引发了能量巨大的爆炸,但是巨大的引力又使得能量不能四散开来,于是爆炸产生的巨大辐射只能在以吸积盘为平面并且垂直于这个平面的方向喷射。巨大的能量照亮了整个这一大团宇宙物质,以至于从远处看会误以为是一个成熟的大星系发出的亮光。这就是20世纪60年代天文学“四大发现”之一的类星体。(见图1、图2)

图1

图1

图2

图2


数亿年的吞噬,使得这个中心黑洞已经成为了一个超巨型黑洞。他的引力已经俘获了更多的物质来围绕他运动,随着他吞噬的结束,渐渐地这个中心黑洞趋于平静,大量的星际物质围绕在他的周围在他的引力范围内做公转运动,又经过数亿年的旋转、调整,一些旋转臂产生了,这时你觉得眼熟了吗?对,这就是银河系,银河系到此才变成了我们熟悉的身影。(见图3)这个过程大致持续了近20亿—30亿年的时间。
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 楼主| 发表于 2010-8-22 00:07 | 显示全部楼层
第二节  母亲的前身

    如果说太阳是我们的母亲,那么我们的母亲是哪里来的呢?母亲都是姥姥生的,那就让我们先来看看我们的姥姥星是个怎样脾气暴躁的美女吧。大约在110亿年前,也就是银河系完全形成的末期。我们的姥姥星在一大团星云的簇拥下渐渐露出了娇美但却炙热的面容。经过数万年的吸食星云和成长,终于在某一天,姥姥星的质量使得其中心压力达到了氢聚变的条件,于是我们的姥姥开始发光了,但是由于姥姥星的周围依然有大量的星云物质,因此姥姥星巨大的引力依然使得星云不断的给姥姥星提供质量,终于当周围的星云物质被吸完之后,姥姥星的辐射能将周围的星云推向远处,而这时的姥姥星已经是一个大约140个太阳质量的大个恒星了。姥姥星正式步入巨星的行列,在赫罗图中她属于O型。一身蓝纱的姥姥星光芒四射,尽显美人姿态,但是这美人的表面温度却在30000K以上。由于质量太大了,姥姥星的中心压力非常的大,于是姥姥星不得不进行更多的聚变反应,产生更多的能量来抵抗这种灾难性的引力。尽管氢材料非常的多,但是姥姥这样大手大脚的挥霍,使得氢元素在短短几千万年内迅速减少。这时,更高的温度、更大的压力又点燃了另外一种聚变反应——氦的聚变。随着姥姥星的温度继续升高,中心压力继续增大,姥姥星上同时存在了多种聚变反应:氢到氦、氦到碳、碳到氧、硅……直到铁元素的生成,这时成了一个转折点,因为铁元素的聚变反应不再是释放能量而是吸收能量,结果姥姥星的热量迅速开始下降。当然在这个下降的过程当中依然有少量的重元素的聚变反应产生,最终有极少部分更重的如铀等元素周期表中大原子量的元素产生。但是这时的姥姥星已是油尽灯枯,美人迟暮。终于有一天,姥姥星在垂死挣扎中迎来了最后的疯狂。忽然间,姥姥星的内核彻底被引力压垮了。随着温度低过了临界点。姥姥星的内核猛然收缩。姥姥星咽下了最后一口气。刹那间,姥姥星爆发出一阵冲击波,紧接着是一阵死一般的寂静,大约几秒钟后姥姥星的外衣彻底爆炸了,这种瞬间爆炸所释放出的能量相当于50亿年来太阳辐射总量的2倍以上。或者相当于10²³颗氢弹的能量。因此姥姥星的中心温度上升到100亿度,大量重元素在此时生成。同时大爆炸使得姥姥星的外壳以10000公里/秒的速度向四周辐射开来,同时姥姥星的亮度上升了100亿倍,成为银河系最亮的星体之一。整个过程成就了宇宙中最惨烈的爆炸现象——超超新星爆发。(见图4)

图4

图4


而超超新星的爆发是质量大过太阳25倍的恒星进化到晚期必然的一种大爆发。(见图5)

图5

图5


这种爆炸使得恒星变的极不稳定,内核虽然致密无比甚至形成黑洞,但是在形成黑洞之前,这种大爆炸产生的能量很可能已经将内核也炸的粉碎了。而姥姥星恰恰属于这种情况。随着姥姥星以超超新星的规模爆发,姥姥星的内核也在爆炸中变的粉碎,最终姥姥星的遗体仅剩下一大团方圆数光年的星云。
 楼主| 发表于 2010-8-22 00:10 | 显示全部楼层
第二章  母亲降生

                                                   第一节 母亲的身世

    在离姥姥星粉身碎骨不远的地方,大致在超超新星爆炸中心几光年的地方,一团暗红色的星云正在慢慢收缩。这是一团比较年轻的星云,虽然还没有孕育出自己的恒星,但似乎一切都已经准备好了。这时,远处,姥姥星炸碎外壳的一小部分已经渐渐的飘了过来。没多久这两团星际物质便碰撞到了一起,由于星云的密度还是很小的,因此这种碰撞不会产生那种激烈的爆炸。他们很温和的融合在了一起。融合的结果就是这团复合星云内部的温度迅速升高。中心压力迅速增大。复合星云的中心出现了物质结合产生的核。这个核是重元素结合产生的,其引力迅速将周围的轻元素聚合起来,使得这个核的质量和体积迅速增大起来。没多久其引力已经使得周围的物质旋转起来形成吸积盘的形状。于是整个复合星云开始慢慢旋转起来。在旋转的过程中少量重元素也开始碰撞并产生很小的核,而这些核同时也开始靠自身引力慢慢吸收周围的星云物质。但是中心的星成长的比较快。(见图6、图7)

图6

图6

图7

图7


没多久其中心温度和压力就点燃了氢的聚变反应。终于一颗恒星诞生了。这就是我们伟大的母亲——太阳。由于这团复合星云并不是很稠密,质量也不算大,因此太阳很快停止了生长。成为主序星上一颗新星。在赫罗图上属于G型。这不大的质量决定了太阳的生命周期是比较长的,她将在主序星的位置上存留100亿年左右。
 楼主| 发表于 2010-8-22 00:11 | 显示全部楼层
第二节  亲爱的兄弟们

    随着太阳的发光发热。太阳周围的轻元素被太阳的辐射压推开来。于是靠近太阳的这些小核没有了轻元素的提供,只能吸收一些重元素慢慢生长,而渐渐地重元素也没有了,于是这些小核便停止了生长。成为以重元素为主的类地行星。他们的名字从靠近太阳的位置向外依次是水星、金星、地球、火星、X星。而在X星位置以外的地方,本来这里是要形成另外一颗恒星的地方,却由于太阳的过快生长,导致星云过早围绕太阳旋转而影响了这颗恒星的生长,使其严重营养不良,导致胎死腹中。这就是恒星半成品——木星。但是木星在成长的过程中,其质量越来越大,导致引力也越来越大,终于当其引力范围覆盖到X星时,尚处液态的X星终于难以抵抗木星的强大引力而被木星撕碎了。最终落得个身首异处,碎裂的遗体铺满了整个轨道,并且较大的部分还被木星拉去做了卫星。这就是小星星带的产生。由于木星以外的范围中轻元素的含量还是比较大的。因此从木星轨道向外直到海王星,依次是木星、土星、天王星、海王星。这些地球的兄弟们有着几个共同点,1、质量较大。2、气态行星。3、有重元素组成的核。再往外就是太阳系的边界,同时也是到目前最让我们感到太阳系神秘的区域——柯伊伯带。2006年8月24日被踢出行星队伍的冥王星就位于柯伊伯带。柯伊伯带位于距离太阳大约60亿公里的地方。这里原本认为是太阳系与太空接壤的地方,应该是个寂寥、真空的世界。可恰恰相反,这里是一个彗星的仓库、小行星的集市。整个柯伊伯带物质的质量大约是地球质量的10倍左右。堪称壮观。我们经常看到的拖着条大尾巴甚至是N条尾巴的彗星的巢穴就在这里。可惜以目前的科学技术手段还无法解释柯伊伯带物质的形成。为什么这里会有这么多的物质?但是至少我们可以肯定,这些物质的形成地绝不会是在这里。换句话也就是说,柯伊伯带的彗星和小行星在形成时的位置应该是在更靠近太阳的地方。也就是说,他们形成后不明原因的来到了柯伊伯带。看来这些兄弟是被“逼上梁山”的,可被逼的原因至今还没弄清楚。放眼望去,在地球众多的兄弟中大致可以分为三类:

1、类地行星。他们有着固态岩石的表面,长的也很相近。质量和体积相差不多。
2、类木行星。他们没有固态岩石表面,几乎是一个气态大球质量和体积要比类地行星大的多,并且靠自身引力绑架了众多的小行星充当其“保镖”——卫星。
3、小行星和彗星。他们不是岩石就是冰块。个头小到几米至1000多千米。但是却脾气暴躁,稍有不顺,便像疯子一样直接冲向各位大哥,充当荆轲的角色,撞个粉身碎骨,颇有神风突击队的味道。这就是我们多姿多彩的太阳系各位兄弟,但是我们依旧没有完全了解各位兄弟的具体情况,这里只能粗略的介绍一下了。
 楼主| 发表于 2010-8-22 00:12 | 显示全部楼层
第三章:母亲的未来

                                                  第一节  金蝉脱壳

    太阳母亲给了我们光和热,使得生命得以繁衍、进化。在漫长的岁月中,生命不断的进行着生与死的轮回。可是看似无尽却有终点。太阳母亲不会永远的眷顾我们、照顾我们。她也有着自己的生命周期。太阳的质量在恒星世界中属于较小。个头(体积)属于矮恒星。虽然小的不起眼,但这看似平庸的地方却决定了太阳的生命周期比较长。由于其质量小因此内部压力也较小,因此她的聚变反应不需要太多。因此她会在主序星的位置上一口气待上100亿年。最后,当太阳上的氢消耗殆尽时,由于热量的减少,使得内部氦核的压力增大,于是太阳的内核开始收缩。于是太阳内部压力和温度都开始上升。当中心的氦核心质量增大到0.45个太阳质量时,氦核心收缩的温度使氦被点燃,这时另一种核聚变反应就会诞生即氦聚变为碳。而这种聚变反应释放的能量开始将太阳最外层的氢层向外推,这时,太阳就脱离了主序星行列步入了红巨星时代。太阳的外壳将会一直膨胀到现在火星轨道附近。结果我们将在太阳母亲的垂死挣扎中被蒸发殆尽,随太阳母亲陪葬而去。太阳在红巨星时期不会太长,大约10亿年后,氦也燃烧完了,这时太阳的内核由于辐射压减小不能抵抗引力而导致继续收缩。强大的压力导致原子的外壳被压碎了,原子将不复存在,电子获得足够的能量脱离了原子核变为自由电子。原子核将紧密的排列在一起,之间的空隙则全部由自由电子填充。太阳的内核终于靠电子间的排斥作用稳定了下来。由于太阳内核质量太小,其压力还不足以将电子压入原子核,因此太阳的进化到此为止。而物质由原子态变为原子核态,其半径缩小了近10万倍。因此太阳的体积缩小到和地球差不多大。这使得太阳的密度达到了1000千克/cm³以上。因此太阳的表面重力会使得物质以极大的速度坠向太阳,同时反作用力会引发爆炸。因此太阳的外壳在引力收缩的过程中与内核相撞引发爆炸,爆炸的作用力使得太阳外壳快速散开,这就类似于超新星的爆发,但是其能量的释放要远逊于超新星。最终太阳在进行了金蝉脱壳般的变化后,最后只剩下一个密度非常大,体积又极小的小球,这就是标准的白矮星。其表面温度将会在1000℃以上,表面重力约是地球表面重力的18万倍。但是她已经是一个靠余热生存的星球,不会再产热了,再过大约100多亿年,热和辐射都会变的沉寂消失,最终成为一颗真正死亡的黑矮星。
 楼主| 发表于 2010-8-22 00:14 | 显示全部楼层
第二节 可怜的手足兄弟

    太阳母亲的变化必然会牵涉到地球众行星兄弟的命运的变化。当太阳进入到红巨星时期时,太阳的外壳会膨胀到接近火星轨道。届时首先倒霉的是水星兄弟,太阳的血盆大口直接将其吞没。虽然这外壳的温度已经降得很低,但是仍然有接近3000℃。那么水星会怎样?气化然后玩完儿,化为尘埃。紧接着是金星,然后是地球。都会在高温中融化走向终结。但是火星可能会幸免于难。之后的类木行星情况又不一样。木星因为热量的增多而损失一部分气体,但这些类木行星的变化不会太大。届时木卫二、土卫六可能会得到较适宜的温度。这些地方也许会是人类最后的去处。但是这样的情况也不会永远持续下去。当太阳最终变为白矮星后。这些行星将永远的封冻下去,成为宇宙的孤儿。真的永远会这样下去吗?流浪的孤儿救这样永远流浪下去吗?要知道,在宇宙中没有恒定不变的事物。这些流浪的行星在围绕太阳白矮星的公转时,轨道半径会越来越大,越来越远离这颗死亡之星。终究会有一天这些行星脱离太阳系的束缚,成为真正的宇宙流浪儿。并且只要宇宙还存在,那么也许会有一颗路过的继母恒星接受他们,让他们重新燃起生命的希望。
 楼主| 发表于 2010-8-22 00:15 | 显示全部楼层
第四章:命运在自己手中

                                                 第一节  何去何从

    很显然,太阳还有至少45亿年的稳定期,考虑45亿年后的事情就像是杞人忧天一样没有什么实际意义。但是谁叫人有思维、有幻想呢?终究这是一个不能回避的问题。想想又何妨呢?太阳的覆灭告诉我们,要想继续生存、繁衍,只有华山一条路,那就是移民,离开太阳系,寻找新的适合人类生存的星球。但是这谈何容易呢?要知道,距离地球最近的恒星是位于半人马座的比邻星。这颗红矮星距离地球有4.22光年。也就是说在人要是发明了以光速飞行的飞行器也要飞行4.22年才能到达比邻星。可是有什么用呢?除了时间太长外,比邻星没有行星系统。并且依目前我们的飞行器和燃料来说,要想达到光速是无论如何也不可能的。因此要想移民到适合生存的星球必然要能够进行超光速飞行。但真的超光速飞行的话,我们的身体在巨大的加速度面前会怎样?恐怕速度还没达到光速,人就已经玩完了。看来我们不得不悲观的面对死亡了,我们真的会绝种吗?回答是:那倒未必。我们不必过于悲观。因为人类的精英——科学家们在不断的探索和研究中始终有一些美妙的发现。这里首先提一下爱因斯坦,这个白毛老头最著名的理论莫过于相对论,从狭义相对论到广义相对论,让我们从另外一个角度审视宇宙,原来宇宙是这样的复杂和美妙,简直就是一个很复杂的方程组,只要我们能够找到答案,没有实现不了的愿望。广义相对论告诉我们,大质量的天体其巨大的质量弯曲了所在的时空,也就是说其巨大的引力可以弯曲时空。这个结论很有意思。比如黑洞,其引力大的完全将周围的时空弯曲,那么所有的发出的射线沿弯曲的时空最终走向黑洞的中心而不是外面,这样黑洞真的成了黑的。也就是说,只要有巨大的引力存在,那么时空是可以弯曲的。进一步说,假如我们要到比邻星上去,未必就一定要走4.22光年的距离,只要将我们与比邻星之间的时空弯曲起来,那么两点可以无限接近,接近到瞬间就可以到达的效果。这听上去很美。但是除非黑洞至今还没发现有什么手段能够将时空弯曲成这样的力量。但是接下来的研究就有意思了。既然黑洞能将时空弯曲,甚至弯曲成与原来的时空垂直时,也就意味着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,就是一种特定的虫洞。可是我们不可能在黑洞中穿越时空,因为那样我们就会被撕得粉碎,连原子都不是了。那么怎么办呢?哲学告诉我们,一般来说有正就会有反,有物质就会有反物质,有正能量就会有反能量,有质量就会有反质量也就是负质量。那么虫洞的超强力场可以通过负质量来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用。这样我们就可以通过虫洞达到宇宙的任何一个地方了。可是真的有负质量吗?听上去很玄吧?可是目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。一般来说,反物质是具有负质量的。那么什么是反物质呢?这里不再详细解释了,否则篇幅太大。简单说一下,物质是由基本粒子组成的,其中包括电子、质子、中子等。那么反物质就是由反电子、反质子、反中子等组成的。说一下什么是反电子吧。大家都知道电子带正电,而反电子却带正电,而且反电子与电子的自旋完全相反。总之电子的一切属性反电子都完全相反。因此像反电子这样的反基本粒子构成的物质就是反物质,其质量为负质量。尽管宇宙中我们发现的自然的反物质非常的稀少,但是我们已经可以制造出反物质了,尽管我们现在只能通过高能粒子对撞机制造出几个毫微克的反核子,但是这毕竟是我们新希望的开始。相信距离难不倒我们,因为我们足够的聪明,足够的强大。也许宇宙制造出人类,就是为了将命运掌握在自己的手里。
 楼主| 发表于 2010-8-22 00:16 | 显示全部楼层
第二节  终极问题

    这个终极问题是什么呢?我认为就是“宇宙的终点会在哪里?”。要回答这个问题相信至少目前还没有人有这个能力。我们需要做的就是不懈的努力、探索、思考。最终通过自己的能力不仅能够回答终极问题,更重要的是去改变自己的命运,绝不要被某些圈圈将我们禁锢直至灭亡。是生存还是死亡?你自己可以决定。因为未来是创造出来的,而不是被规定好的!(全文完)
发表于 2010-8-22 00:59 | 显示全部楼层
呵呵,很精彩,顶一下。

我从哪里来,是个盘古问题。
  
不过,以正常逻辑告诉大家一个不幸事实:

至少,造物主设计方案中,时空和宇宙都是不可以随便穿越的,否则,我们现在的世界已经乱套。
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