登陆注册
2944600000007

第7章 埃文斯牧师的宇宙(2)

寻找超新星的工作大多一无所获。从1980年到1996年,他平均每年有两次发现——那要花几百个夜晚来观测呀观测呀,真不划算。有一回他15天里有3次发现,但另一回3年里也没有发现1次。

“实际上,一无所获也有一定价值,”他说,“它有利于宇宙学家计算出星系演变的速度。在那种极少有所发现的区域,没有迹象就是迹象。”

在望远镜旁边的一张桌子上,堆放着跟他的研究有关的照片和文献。现在,他把其中一些拿给我看。要是你翻阅过天文学的通俗出版物,而你肯定在某个时候翻阅过,你就会知道,上面大多是远处星云之类的色彩鲜艳的照片——那是由天光形成的彩色云团,华美动人,异常壮观。埃文斯拍下的形象根本无法与之相比。它们只是模模糊糊的黑白照片,上面有带有光环的小亮点。他让我看一幅照片,它描述了一大群恒星,上面有一点儿光焰,我不得不凑近了才看得清楚。埃文斯对我说,这是天炉星座的一颗恒星,天文学上称之为NGC1365。(NGC代表“新编总目录”,上面记录着这些材料。过去是都柏林某人书桌上的一本笨重的书;不用说,如今是一个数据库。)在6000万年时间里,这颗恒星的壮丽死亡时所发出的光,不停地越过太空,最后在2001年8月的一天夜里以一点微光的形式抵达了地球。当然是身处桉树芬芳的山坡上的罗伯特·埃文斯发现了它。

“我想,这还是挺令人满意的啊,”埃文斯说,“想一想,那个光在太空里走了几百万年,抵达地球的时候恰好有个人在不偏不倚地望着那片天空,结果看到了它。能亲眼目睹这样一个重大事件,这似乎是挺不错的。”

超新星远远不止让你产生一种惊奇感。它们分为几种类型(有一种是埃文斯发现的),其中之一名叫Ia超新星,它对天文学来说尤其重要,因为这类超新星总是以同样的方式爆炸,拥有同样关键的质量。因此,它们可以被用做“标准烛光”——用来衡量其他恒星的亮度(因此也是衡量相对距离)的标准,从而衡量宇宙的膨胀率。

1987年,由于需要比目测所能提供的更多的Ia超新星数目,加利福尼亚州劳伦斯·伯克利实验室的索尔·珀尔马特开始寻找一种更加系统的搜寻方法。珀尔马特利用先进的计算机和电荷耦合器件设计了一个绝妙的系统——实质上是一流的数码相机。它使寻找超新星的工作自动化了。现在,天文望远镜可以拍下几千幅照片,然后利用计算机来发现能够说明发生了超新星爆炸的亮点。在5年时间里,珀尔马特和他的同事们在伯克利利用这种新技术发现了42颗超新星。如今,连业余爱好者也在用电荷耦合器件发现超新星。“使用电荷耦合器件,你可以把天文望远镜瞄准天空,然后走开去看电视,”埃文斯不大高兴地说,“那种神奇的味道已经不复存在了。”

我问埃文斯,他是不是想采取这种新技术。“哦,不,”他说,“我很喜欢自己的办法,而且,”他朝新近拍摄的一幅超新星照片点了点头,微微一笑,“有时候我仍能超过他们。”

很自然产生了这样的问题:要是一颗恒星在近处爆炸,情况会怎么样?我们已经知道,离我们最近的恒星是α星,在4.3光年以外。我曾经想像,要是那里发生一次爆炸,我们在4.3年时间里都看得到大爆炸的光洒向整个天空,仿佛是从一个大罐子里泼出来的那样。要是我们有4年零4个月的时间来观看一次无法逃脱的末日渐渐向我们逼近,知道它最后到达之时会把我们的皮肉从骨头上刮得一干二净,情况会怎么样?人们还会上班吗?农民还会种庄稼吗?还有人把农产品运到商店去吗?

几个星期以后,我回到了我居住的那个新罕布什尔州小镇,向达特茅斯学院的天文学家约翰·索尔斯坦森提出了这几个问题。“哦,不会了,”他笑着说,“这么一件大事的消息会以光的速度传开,还有那个破坏性,你一听顿时会被吓死。不过,别担心,这种事情不会发生。”

至于超新星爆炸的冲击波会要你的命的问题,他解释说,你非得“离得近到荒唐可笑的程度”——很可能是10光年左右之内。“危险来自各种辐射——宇宙射线等等”。辐射会产生惊人的极光,像闪闪发亮的怪异光幕,充斥整个天空。这不会是一件好事情。任何有本事上演这么一幕的事儿会把磁层——地球高空通常使我们不受紫外线和其他宇宙射线袭击的磁场——一扫而光。没有了磁层,任何倒霉蛋只要踏进阳光,很快就会看上去——比如说——像个烤焦的比萨饼。

索尔斯坦森说,有理由相信,这种事情在星系的我们这个角落里不会发生,这是因为,首先,形成一颗超新星要有一种特别的恒星。恒星非得要有我们的太阳10—20倍那么大小才有资格,而“我们附近没有任何符合这个条件的星球”。非常运气,宇宙是个大地方。他接着说,离我们最近的、很可能有资格的,是猎户座;多年来,它一直在喷出各种东西,表明那里不大稳定,引起了大家的注意。但是,猎户座离我们有5万光年之远。

在有记载的历史上,只有五六次超新星是近到肉眼看得见的。一次是1054年的爆炸,形成了蟹状星云。另一次是在1604年,创造了一颗亮得在3个多星期里连在白天都看得见的恒星。最近一次是在1987年,有一颗超新星在宇宙一个名叫大麦哲伦云的区域闪了一下,然而仅仅勉强看得见,而且仅仅在南半球看得见——它在16.9万光年以外,对我们毫无危险。

超新星还有一方面对我们来说是绝对重要的。要是没有了超新星,我们就不会来到这个世界上。你会想得起来,第一章快结束的时候,我们谈到宇宙之谜——大爆炸产生了许多轻的气体,但没有创造重的元素。重元素是后来才有的,但在很长时间里,谁也搞不清它们后来是怎么产生的。问题是,你需要有某种温度确实很高的东西——比温度最高的恒星中央的温度还要高——来锻造碳、铁和其他元素;要是没有这些元素,我们就令人苦恼地不会存在。超新星提供了解释。这个解释是一位几乎像弗里茨·兹威基一样行为古怪的英国宇宙学家作出的。

他是约克郡人,名叫弗雷德·霍伊尔。霍伊尔死于2001年,在《自然》杂志的悼文里被描写成一位“宇宙学家和好辩论的人”,二者他都受之无愧。《自然》杂志的悼文说,他“在一生的大部分时间里都卷入了争论”,并“使自己名声扫地”。比如,他声称,而且是毫无根据地声称,伦敦自然史博物馆里珍藏的那件始祖鸟化石是假的,与皮尔当人头盖骨的骗局如出一辙,这使得博物馆的古生物学家们非常恼火。他们不得不花了几天工夫来回答记者们从世界各地打来的电话。他还认为,地球不仅从空间接受了生命的种子,而且接受了它的许多疾病,比如感冒和腺鼠疫。他有一次还提出,人类在进化过程中有了突出的鼻子和朝下的鼻孔,就是为了阻止宇宙病原菌掉进去。

是他1952年在一篇广播稿中开玩笑地创造了大爆炸这个名字。他指出,我们在理解物理学的时候,怎么也解释不了为什么一切会聚合成一点,然后又突然戏剧性地开始膨胀。霍伊尔赞成恒稳态学说,该学说认为宇宙在不断膨胀,在此过程中不断创造新的物质。霍伊尔还意识到,要是恒星发生聚爆,便会释放出大量热量——温度在1亿摄氏度以上,足以在被称之为核合成的过程中产生较重的元素。1957年,霍伊尔和别人一起,展示重元素是如何在超新星的爆炸中形成的。由于这项工作,他的合作者W.A.福勒获得了诺贝尔奖。霍伊尔则没有,很难为情。

根据霍伊尔的理论,一颗爆炸中的恒星会释放出足够的热量来产生所有的新元素,并把它们洒在宇宙里。这些元素会形成气云——就是所谓的星际媒介——最终聚合成新的太阳系。有了这些理论,我们终于可以为我们怎么会来到这个世界的问题构筑一个貌似有理的设想。我们现在认为自己知道的情况如下:

大约46亿年之前,一股直径约为240亿公里、由气体和尘埃组成的巨大涡流,积储在我们现在所在的空间,并开始聚积。实际上,太阳系里的全部物质——99.9%的物质——都被用来形成了太阳。在剩下的飘浮物质当中,两颗微粒飘到很近的地方,被静电吸到一起。这是我们的行星孕育的时刻。在整个初生的太阳系里,同样的情况正在发生。尘粒互相碰撞,构成越来越大的团块。最后,这些团块大到了一定程度,可以被称做微行星。随着这些微行星无休止地碰撞,它们或破裂,或分解,或在无休止而又随意的置换中重新合并,但每次碰撞都有一个赢家,有的赢家越来越大,最后主宰了它们运行的轨道。

这一切都发生得相当快。据认为,从小小的一簇尘粒变成一颗直径为几百公里的幼星,只要花几万年的时间。在不过2亿年的时间里,很可能还不到,地球就基本形成了,虽然仍是灼热的,还经常受到仍在到处飘浮的碎片的撞击。

在这个时刻,大约在44亿年以前,一个火星大小的物体撞上了地球,炸飞了足够的材料来形成一颗伴星——月球。据认为,不出几个星期,被炸飞的材料已经重新聚成一团;不出一年,它变成了那个现在还陪伴着我们的岩石球体。据认为,构成月球的大部分材料来自地壳,不是地核,这就是月球上极少有铁的原因,而地球上铁却很多。顺便说一句,这个理论几乎总是被说成是最近提出的,而事实上,它最初由哈佛大学的雷金纳德·戴利于20世纪40年代提出。关于这个理论,惟一最近的事儿就是人们已经不大重视它了。

当地球还是它最终大小的大约三分之一的时候,它很可能已经开始形成大气,主要由二氧化碳、氮、甲烷和硫组成。我们几乎不会把这些东西与生命联系起来;然而,在这有毒的混杂物中,生命形成了。二氧化碳是一种强有力的温室气体。它是一样好东西,因为当时太阳已经弱多了。要是我们没有受益于温室效应,地球很可能已经永久被冰雪覆盖。生命也许永远找不到一块立足之地。但是,生命以某种方式出现了。

在之后的5亿年里,年轻的地球继续受到彗星、陨石和银河系里其他碎块的无情撞击。这个过程产生了蓄满海洋的水,产生了成功形成生命所必不可少的成分。这是个极不友好的环境,然而生命还是以某种方式开始了。有一小袋化学物质抽动一下,变成了活的。我们快要来到这个世界上了。

40亿年以后,人们开始想,这一切到底是怎么发生的?下面,我们就来讲讲这个故事。

同类推荐
  • 西方科技十二讲

    西方科技十二讲

    《西方科技十二讲》从历史、社会、经济、哲学和文化的维度,来透视科学和技术,概述西方科学技术事业发展的历程,及其与社会经济互动的特点,以便帮助读者更深刻、更全面地理解科学技术,从而为全面提高公众,特别是大学生的科学素质做一点服务工作。全书可分为四个部分,第一部分主要是介绍西方科学事业发展的社会制度化历程。第二部分主要是将科学技术嵌套在国家经济系统中,介绍西方技术创新活动的发展。第三部分主要是介绍西方科学技术事业发展的政策、人才培养和科技共同体运行的机制。第四部分主要是介绍西方科学技术的学科发展的特点。
  • 天文百科知识博览

    天文百科知识博览

    《巅峰阅读文库 我的第一本百科书:天文百科知识博览》是一本献给天文爱好者的书籍,也是同青少年朋友分享天文科普知识,掌握各种天文观测常识,了解最新天文探测成果的书籍,内容主要包括宇宙、太阳、太阳系外天体、星系、星云、银河系、银河外星系、恒星、行星、太阳等等。《巅峰阅读文库 我的第一本百科书:天文百科知识博览》内容包罗万象,形式丰富多彩。它既是人们认识世界、感知历史、触摸时空和超越未来的组合工具。又是聆听历史和探索未来的一条捷径,同时也是家长引领孩子成长的教育指南。
  • 了解环境:环境现状介绍

    了解环境:环境现状介绍

    保护和改善生产环境与生态环境、防治污染和其他公害,是我国的一项基本国策。经过长期努力,我国的环境保护工作取得了举世瞩目的成就。当人类社会跨入二十一世纪的时候,我国进入全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化的新的发展阶段。党的十六大提出,要大力实施可持续发展战略,实现经济发展和人口、资源、环境相协调。中国是一个人多、地少、水缺的发展中国家,以占世界7%的耕地和8%的淡水资源养育了占世界22%的人口,为世界文明和人类进步作出了巨大贡献。中央高度重视环境保护工作,走可持续发展的道路。各级党委、人大和政府都认识到环境保护工作的极端重要性,自觉地把环境保护工作摆上了重要议事日程,不断加大环境治理力度。
  • 科技万花筒

    科技万花筒

    《我最好奇的108个科学奥秘大发现:科技万花筒(彩图注音百科精华本)》内容简介:奇妙的科技拥有魔术般的神奇力量,让我们的世界充满了奇迹:没有生命的合金为什么会有“记忆”?汽车“不吃不喝”也能纵横天下?神奇的光纤如何传递信息?谁拥有看穿人体的“透视眼”?没有土壤,种子也能生长……科技就是如此充满魔力,上面发生的一切仅仅是个开始!旋转科技万花筒,还有更多奇迹即将上演。下一个出现的会是什么呢?
  • 地里万千

    地里万千

    《我的第一本探索书:地理万千》对地球的构造以及著名山脉、冰川、盆地的形成进行了细致的展示,对生态资源、人文环境、地球资源等方面的情况作了详尽的介绍。
热门推荐
  • 笑着说,累了

    笑着说,累了

    那时候,我还很单纯。坚信人人平等。后来,我渐渐明白了。人生不可能平等,就像我没有父亲一样。16岁那年,我爱上了一个人。***从此,我的人生轨道变得一发不可收拾。
  • 爱之恨

    爱之恨

    其实,她只不过想一直爱着那个男人,可是,为什么,把这种幻想也要打碎呢?!死心的绝望!痛苦的事实!这一切的一切,她一定会加倍还给他的!
  • 阿呆寻仙记

    阿呆寻仙记

    在深受儒家思想熏陶的九州,他是个异类的少年天才,凭借年幼时的一场奇遇,年纪轻轻的书痴得窥修真的门槛。三年之中,虽有波澜却无关大碍,修行一途万事俱备只欠东风,少年人春风得意马蹄急。大恢宏的时代,小清新的情路,才子佳人、盖世豪杰,七情六欲纷至沓来……。可有朝一日东风袭来,被机缘砸中的这位爷,终于得以飞升修真者的异界,这时的他才惊讶的发现,自己不过是金字塔下的一粒黄沙。芸芸众生的安危、九霄银河的浩劫、根本与他毫无关系。在这里、他只是个五行缺水、六根不净、七情未泯的‘废废’。
  • 璃安不安

    璃安不安

    十年前的恩怨情仇,十年后的殊途陌路。一个从孩提开始就就肩负复仇命运的郡主,一个命途多舛最后眼看自己的王国灰飞烟灭的王上。乱世浮沉,离人尽。爱与恨,在多年后,不曾终止。
  • 《中华人民共和国出境入境管理法》释义及实用指南

    《中华人民共和国出境入境管理法》释义及实用指南

    这部法律,是在总结1985年全国人大常委会制定的中国公民出境入境管理法和外国人入境出境管理法施行经验的基础上,为适应我国经济社会的快速发展和对外开放的不断扩大而制定的,对于进一步规范出境入境管理,维护我国主权、安全和社会秩序,具有重要意义。
  • 神动苍穹

    神动苍穹

    我带着系统来到新的世界,开始了新的旅程,你很强,但是我总会比你更强!你是一方霸主,抱歉,我看不上!我要的是在整个苍穹遨游,而你只能在一个角落里玩耍!新人新书,求求支持啊!谢谢了!
  • 八千湘女上天山

    八千湘女上天山

    五十年代初,新疆和平解放,新中国的决策者们命令驻疆二十万官兵垦荒屯田,扎根新疆,立志改变自古以来屯垦一代而终的局面,以达到长治久安的战略目的。在党中央建设新疆的号召下,一场轰轰烈烈的参军狂潮席卷了湖南三湘四水,一时间,激情澎湃的湘女们蜂拥古都长沙,报名参军。
  • 台北春宴系列之吴美慈

    台北春宴系列之吴美慈

    在前一部陆小岚的后记中作者就曾说过,风十一郎不是专业作家,以致会对刚写完的书中人物,产生某种耽溺的现象,而这种精神负荷,往往会让人觉得又无奈又沉重,像胸口二十四小时都压着铅块,真的满痛苦的。一起来翻阅《台北春宴之吴美慈》吧!
  • 窥鼎

    窥鼎

    古语云:得九鼎者得天下。然而几千年来楚庄王问鼎中原之后突然重病而亡,秦武王举鼎丧命,秦相张仪献计夺九鼎反被处死,拥有九鼎的周王室被秦国毁了宗庙,屠光子孙。得到九鼎的秦国也于长平大败,暂时无力统一六国,只是这样人们窥鼎之心依然不死。就在这样一个大时代中,周复带着身上的土气,头上的傻气,心中的热气,腹中的正气,莫名其妙的掀起时代的波澜壮阔。
  • 生命中多出你们

    生命中多出你们

    品德即道德品质,是道德在个体身上的体现,是指个人按社会规范行动时所表现出来的稳定特性,是人们依据一定的社会道德准则和规范行动时,对社会、对他人、对周围事物所表现出来的稳定的心理特征或倾向。