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第11章 木星大红斑

进入木星的同步运转轨道,人们看木星显得更加恢弘壮观,一条条的明暗分明的带状云气汹涌而动,像是一颗画好了维度的星球仪。传说中的大红斑在这个方向看上去更加触目惊心,即使相隔千里,人们似乎也感受到呼啸风暴的可怕吞噬力。此次星舰的目的非常明确,那就是将会进入木星表面去查探其他星舰的状况,如果它们遇到了危险情况,必要时予以帮助。也就是说,星舰将会潜入大红斑,对于星舰上的宇航员来说这并不是一个令人轻松的话题。但是年轻的宇航员们斗志高昂,他们并没有露出丝毫退缩的意志,生和死在智慧、认知达到一定高度的时候就变得没那么重要了。一个学识渊博头脑睿智的人类,并不惧怕死亡的降临,他只是担心所想做的事情并未完结或者死的毫无意义。

2123年5月25日,经过一番休整星舰终于开始下达降落火星的命令,星舰发动机在同一时刻开始点火。经过科学家计算,木星上的风暴是不可能因为他们的到来有所减弱甚至停止的,所以还是干脆点好了。星舰点火后脱离同步轨道,呈逐渐拉长的螺旋轨道进入木星近地轨道。星舰再次点火以稳定降落速度,6000千米——500千米——300千米,木星已经如同一尊天神一般矗立在星舰的脚下,恐怖而喧嚣。

“呼——呼——咕咕——”

一个看不出直径多少的云柱喷薄而出,与运行中的星舰擦肩而过。强烈的云柱带来巨大的震动,星舰内部的人员一阵东倒西歪,固定桌面上的东西因为全部是特制的纹丝不动,但人类就不好受了,许多人磕破了脑袋,捂住脑袋呜呜大叫。云柱后面跟着一股旋风,不过星舰是在它的上面,所以受的影响不大。星舰继续接近木星表面,目前已经进入氢气层了。透过舱门,氢气在阳光的照射下发出昏黄的晕光,时而会有强烈的风暴扫过,将星舰吹的偏离轨道。因为星舰必须环绕木星数周方能进入云层深处,所以星舰选择了赤道附近的轨道。但这个地方风暴依然非常强烈,特别是赤道线上,因为风的方向相反乱流频繁,星舰几乎被吹得晕头转向。

100千米——50千米——

星舰已经能够看到远处的大红斑,大红斑处是一个极高速旋转的云气,如果星舰被卷入很可能会失去动力,那里云层浓厚温度极低,说不定整个星舰会冻成冰棍。星舰面前是一层浓厚的旋转云气墙,舰体在高速氢气的冲击下很难稳住身形,即使全力启动所有加速器也无法抵御这样告诉的风暴。为了能够顺利进入大红斑,星舰舰长下令开启减速器,然后进入旋转云气,随着它的旋转而动。进入旋转云气后,星舰逐渐稳定下来,人们松了一口气——终于安全了。

大红斑是一个面积极大的高压区,根据航拍技术分析,红斑地区是个炎热的地区,但是因为云层升的太高热量辐射到太空中,云层反而比其他地方要冷得多。简单的分析一个云层的抬升模式,我们可以了解到,在一大块高热地区,云层因为热力上升导致压力降低,它周围的云气会自动涌过来补充,因此形成强大的漩涡,升到高空中后云层缓慢向四周流动,就成了大红斑这副模样。不过星舰上的人们并没有看到“先驱者”号拍摄出的那种绚丽的色彩,在云层里向外看到处一个鸟样都是黄白的云气。星舰的科学家根据这个情况推测,很可能是氢气在各处的压强变化很大,导致了它反射的光子颜色不同。比如一道白光通过很薄的一层气体,它还是白色,随着气体不断增加颜色逐渐加深。而氢气是一种康普顿效应较强的气体,阳光照射到上面,经过5次康普顿效应的光子波长和经过10次康普顿效应的波长会有很大差异,在视觉上就表现为颜色的不同。而星舰是在云层内部,它的周围获得的光子频率基本上是相同的,所以频率差异不是太大,人类的眼睛无法区分如此细微的差异。科学家的分析很有道理,不过谁也不知道是不是正确,因为星舰没有到达大红斑的时候,科学家可不是这么说的,他们基本上认为这是云层里携带的磷化物或者硫等元素造成的康普顿效应。毕竟不同元素吸收的特定光子差异很大,很容易表现出颜色的差异。

有许多人会很迷惑康普顿效应究竟是一种什么东西,以至于我翻来覆去的提到。其实这是一个叫做康普顿的美国人在很多年前发现的一种光学现象。他将一束光照射到原子上,发现得到的光子中有两种:一种是光源原有的光子;一种是波长更长的光子。他由此得出结论,光子被电子吸收然后重新辐射,辐射出来的光子波长比原有光子波长更长。因为光子是一种波且没有质量,不存在所谓的弹性碰撞,所以只能经吸收后重新辐射才能波长变长并改变原有运行轨迹,经辐射后的光子方向性不确定,可以向任意方向运行。

我们根据爱因斯坦的相对论方程可以知道,粒子附近引力是非常大的比如中子、质子、电子均是如此。电子因为质量很小且常以高速运动的方式存在,所以它的引力常常会被忽略。但是我们依然可以考察到它存在的正确,比如光通过一块玻璃后光的波长就会增加。这是因为电子在告诉运转的时候可以看做一片概率性云雾。光在通过的时候除非被电子正好捕获,其他的都可以看做是在电子附近偷偷溜过,因为电子的强大引力,光子在经过的时候波长就变长了,被截取的能量就残留在电子中。介质中原子核的效应是可以忽略不计的,因为原子核相比于原子实在太小了,光子通过电子附近的概率要比核子大上几千万倍,因此光的折射基本上都是电子的引力造成的。

有时候人们会疑惑,电子是高速运动的,为什么光经过折射后会呈确定的角度而不是四处乱射呢?因为电子运动速度太高,我们可以将它看成一片固定不动的电子云,光在通过的时候就会产生固定的折射途径。当元素形成固定的化合物之后,它的电子云就固定下来了,相同物质比如同一材质的玻璃,折射角和光波长增加的幅度是相同的。其实按照科学来说,光在介质中的运动并不是呈直线传播的,而是呈一定弧度,如果通过画面显示应该更直观一点。

搞清了光的折射原理,我们再看光的散射。物理常识告诉我们任意物质都是由原子构成的,任一原子都是有电子和原子核构成。光在射到物质表面后,是不会发生弹性碰撞的,因为爱因斯坦告诉我们光没有质量。我们看到的任何反射光及散射光都是由康普顿效应产生的次级辐射光。当然,经太阳辐射过来的光99.99%以上都是经过大气层气体分子电子引力波长加长后的光,原子散射的光的数量与之相比太小了。除去以上的光子,还剩下的光子有很大部分被电子捕获,经过再一次的辐射到达空中,我们看到的散射光和反射光99%以上就是这种光。正因为电子存在强大的引力,所以我们在研究光的时候就必须考虑它的存在,比如电子经康普顿效应辐射出的光子,它的频率必须是仪器得到的光子频率加上引力损失的频率才能是正确的辐射频率。

电子的质量与核子相比是极小的,因此核子的引力更加强大,所以一个光子经过核子的时候,波长会变得超乎寻常的大,能量几乎完全被核子吸收。所以无论哪种光子,经过折射后都将存在波长极长的低频光子。如果光子直接照射到核子上,就会被核子吸收,达到一定程度后再被辐射出来,这种情况我们称它为γ光子辐射。内层电子吸收了光子并辐射出来就是常常说的激光了。我们知道核子的引力是很大的,那么我们在研究γ光子频率的时候,也必须是仪器得到的光子频率加上引力损失的频率。从这个角度来看,核子辐射出来的光子能量是极其恐怖的,只是因为它本身的引力过大,导致我们探测到的光子能量降低了无数倍。假如一个核子在辐射光子的时候引力突然消失,我们实在无法预测会发生什么情况!或许核子辐射的根本不是光子,而是真真切切的——具有质量的——粒子!

当然了,有人对核子的引力有很大怀疑,毕竟月亮那么大质量的天体也不过让经过它的阳光弯曲了一点点而已。但是我们必须认识到一点,光经过月亮表面即使是擦着表面运行,它与核子的距离也是巨大的,1毫米和0.001纳米的区别是不可同日而论的。事实上天体中的中子星有这么强大的引力,就是因为它完全是由核子组成的。我们可以设计一个简单的实验来验证核子的引力。我们获取一些α粒子,这种粒子不含电子,只有核子组成,将这些粒子经电磁场减速后悬浮在磁场,然后使用高能光子照射,在与核子擦身而过的光子中,经过核子引力,波长会加长,被核子吸收的光子是任意方向辐射出去的,但数量极少。得到的低频光子大部分都是引力造成的。不仅是其他人会有疑惑,连我也有疑惑,既然核子具有这么强大的引力,时空极度扭曲,以至于时空曲度成为一个闭合圆环,那么我们是怎么看到核子的呢?它怎么还会发出光或者反射光让我们看到呢?

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