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從物質(zhì)的起源所想到的

       有一次上課的時(shí)候,曾經(jīng)有個(gè)同學(xué)突然問我:“地球上這么多的化學(xué)元素是怎么來的?”

       這是一個(gè)是我們大多數(shù)人覺得沒有意思的問題。我們與生俱來就被這些化學(xué)元素相包圍,我們對(duì)此已經(jīng)變得非常麻木!

但是,再仔細(xì)想想呢?要回答這個(gè)問題還真不是一件容易的事情。這可使人類追溯到世界是怎么來的即宇宙的起源(大爆炸理論)這個(gè)終極問題,直至宇宙的過去、現(xiàn)在和未來,以及人類的起源問題。追溯的腦袋都生痛。

    美國有位偉大的天文學(xué)家叫做愛德溫·哈勃(Edwin P. Hubble,18891953),他發(fā)現(xiàn)了所有星系所產(chǎn)生的光譜的共性,這就是在大尺度上,光譜都無一例外地向紅色端移動(dòng)。于是,他宣布,相互遠(yuǎn)離是宇宙的基本運(yùn)動(dòng),星系看起來都在遠(yuǎn)離我們而去,且距離越遠(yuǎn),遠(yuǎn)離的速度就越高。宇宙像氣球一樣在膨脹、在長大。更重要的是,哈勃于1929年還發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的速率是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)被稱為哈勃常數(shù)的速率就是星系的速度同距離的比值。后來經(jīng)過其他天文學(xué)家的理論研究,計(jì)算出宇宙已經(jīng)按此常數(shù)率膨脹了約150億年。

   那么,約150億年前宇宙是個(gè)什么樣子呢?這可是個(gè)諾貝爾級(jí)的問題!我只能按照已有的推論和我的理解予以描述。

   目前最流行的說法是宇宙大爆炸理論,即約在150億年前,宇宙大爆炸前的一瞬間,宇宙中除了一顆豌豆大小的物質(zhì)以外,其它都是真空。這一顆“豌豆”可以認(rèn)為是個(gè)磁單極子,它與真空構(gòu)成了質(zhì)的差別。這一磁單極子與現(xiàn)在的宇宙物質(zhì)構(gòu)成了質(zhì)的差異,由于磁單極子是新的宇宙物質(zhì),引力特別大,現(xiàn)在的宇宙物質(zhì)與其相比類似于真空,類似于沒有物質(zhì)。這是一種虛擬的物質(zhì)。真空中是有許多物質(zhì)的,但與磁單極子比較起來,只是一種虛物質(zhì),虛物質(zhì)對(duì)磁單極子來講是能量。真空(虛物質(zhì))要侵吞磁單極子(真物質(zhì)),磁單極子要吸引真空,二者矛盾激化,物質(zhì)能量嚴(yán)重對(duì)立。質(zhì)能對(duì)立的結(jié)果使時(shí)空無限小,在時(shí)空的夾持下,物質(zhì)脅迫能量,磁單極子釋放大量能量,從而產(chǎn)生真空激發(fā),最終導(dǎo)致了宇宙大爆炸!

    這個(gè)理論確實(shí)讓人難以理解和想象,但宇宙的全部物質(zhì)大約在150億年前全部濃縮在一個(gè)無限高溫的奇點(diǎn)中這一推論獲得了人類理論的證明。而人類更確信的是在一個(gè)對(duì)萬有引力特別青睞的宇宙,必須從一個(gè)大爆炸開始,一切才能獲得秩序。從愛因斯坦的相對(duì)論可知,150億年前的某個(gè)瞬間,一個(gè)溫度高得不可思議的能量奇點(diǎn)突然爆裂,在它的瞬間的膨脹中,溫度開始下降,能量演化出了物質(zhì)。但宇宙這幾乎是無限的物質(zhì)均來源于一個(gè)豌豆大的奇點(diǎn)的能量這一學(xué)說,確實(shí)讓人有點(diǎn)難以置信。這個(gè)問題很深?yuàn)W,似乎沒有盡頭。但目前根據(jù)人類的智力水平也只能如此。我們姑且將此問題用佛家的一句話來解釋吧,“心念一閃,振動(dòng)四方”!

    不過,世界的開始離我們非常遙遠(yuǎn),我們現(xiàn)在更關(guān)心的是物質(zhì)形成之后發(fā)生的一切。宇宙的最初始和最基本的元素應(yīng)該是氫元素。在萬有引力的作用下,氫元素聚集成了巨大的球體,在球體內(nèi)部巨大的壓力和高溫的作用下,四個(gè)氫原子聚變成了一個(gè)氦原子,導(dǎo)致約有千分之七的物質(zhì)變成了能量。用愛因斯坦著名的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式(E=MC2)來說,核能量能達(dá)到普通化學(xué)能量的2000萬倍。宇宙中最高效的核能是氫聚變成氦的聚合能。如果把1000克氫原子中千分之七的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能量,就相當(dāng)于4000噸石油和6000噸煤所發(fā)出的化學(xué)能能量。如此巨大的能量釋放就導(dǎo)致了恒星的產(chǎn)生。太陽每秒鐘使用約5億噸的氫原子參與聚變,其中有約400萬噸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量。這些數(shù)字聽起來似乎很大,但和太陽的總質(zhì)量相比,就變的非常微不足道了。太陽自50億年前產(chǎn)生以來,只損失了大約萬分之一的物質(zhì)。能量在它的大約70萬公里的深處的核心產(chǎn)生,要經(jīng)過1000萬年才能上升到表面。光在太陽的肚子里走得比蝸牛還慢,因此,經(jīng)過50億年的光芒四射,太陽仍然青春依舊,未來還有約40億年的壽命。

隨著太陽中的氫不斷地變成氦,導(dǎo)致其核心溫度不斷升高,最終氦原子核將會(huì)再度突破電磁力的屏障而碰撞,發(fā)生新的核聚變。根據(jù)太陽的質(zhì)量計(jì)算,在大約40億年之后,太陽的氦聚變將開始啟動(dòng)。這就是說,在太陽的核心又將誕生一個(gè)新的太陽。而這個(gè)溫度更高的太陽會(huì)把外面溫度較低的太陽推出去。其體積也將會(huì)因此而膨脹一百萬倍以上。太陽在衰老的時(shí)候?qū)?huì)顯得非常輝煌,但這種輝煌也將會(huì)徹底地毀滅地球。太陽的暮年不僅不會(huì)減少熱能,恰恰相反,一個(gè)百億歲的太陽將會(huì)把幾億公里范圍內(nèi)的一切都變成火海,地球的一切生態(tài)構(gòu)成都將崩潰并最終被它吞噬。

太陽只有2次核聚變,即90億年的氫聚變和大約10億年的氦聚變。當(dāng)氦燃燒完的時(shí)候,太陽的引力會(huì)繼續(xù)塌縮而且將沒有抵抗。此時(shí),它的力結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)一些不穩(wěn)定而噴出一些外圍的物質(zhì),然后這些物質(zhì)會(huì)形成艷麗的光環(huán)。在宇宙中有許多這樣的氣體光環(huán),這些都是類似我們的太陽這樣的恒星的死亡符號(hào)。如果它們之中有被孕育過的生命,不知它們有沒有足夠的時(shí)間進(jìn)化到智能,并且在它死亡之前尋找到新的居住地。

幸運(yùn)的是,人類還有至少40億年的時(shí)間來做準(zhǔn)備。屆時(shí)我相信人類一定會(huì)有能力會(huì)尋找到一個(gè)新的生存家園。

死亡太陽的大部分的物質(zhì)依然被引力牢牢控制著,但因?yàn)槠湟Σ蛔阋砸l(fā)比氦元素更重的碳元素的核聚變,所以太陽只有忍受塌縮而最終安靜地死亡,成為一顆直徑和地球差不多,但質(zhì)量比地球重幾十萬倍的巨大的鉆石--白矮星。

對(duì)于更大體積的恒星,大恒星能制造出更多的元素。宇宙的核聚變順序一般按照氫、氦、碳、氧、硅直至鐵的順序進(jìn)行聚變。一般超過太陽質(zhì)量8倍以上的恒星就能使聚變一往無前,使其核心達(dá)到幾十億度的高溫,不斷地創(chuàng)造著不可思議的聚變。每次聚變所產(chǎn)生的能量都會(huì)使恒星膨脹的更大一些,于是巨大恒星就會(huì)變成像洋蔥一樣,形成一種令人吃諒的多層核聚變的巨大空間。這個(gè)空間可以達(dá)到100億公里以上,能夠裝下整個(gè)的太陽系。在不斷的核聚變過程中,大恒星會(huì)變得越來越危險(xiǎn)。因?yàn)樵卦街兀圩兯芴峁┑哪芰烤驮缴?。而巨大恒星又必須靠不斷釋放的核能來進(jìn)行支撐。當(dāng)聚變到鐵元素時(shí),搖搖欲墜的恒星遭受到了最致命的破壞。因?yàn)殍F元素的結(jié)構(gòu)極其穩(wěn)定,它在聚變時(shí)不再釋放出能量。于是,巨大而膨脹的大恒星會(huì)因核心失去支撐而倒塌,恒星因此發(fā)生粉碎性地爆炸,能量的狂飆掃蕩天庭。這就是超新星爆發(fā)。此刻它的能量相當(dāng)于正常恒星的100億倍以上,在這個(gè)超級(jí)能量爆炸的瞬間,宇宙中所有的元素都被聚變出來!像金銀首飾這種重元素,就是在超新星的爆炸中誕生的。因此,我們的太陽系應(yīng)該就是一個(gè)巨大的超新星爆炸的產(chǎn)物。當(dāng)我們佩戴這些貴金屬時(shí),我們要記住宇宙制造這些高檔產(chǎn)品的確花費(fèi)了很高的代價(jià),它需要一顆至少比太陽大8倍以上的恒星的爆炸,才使我們能夠披金戴銀

造物主似乎在冥冥中做好了安排,恒星的質(zhì)量越大,越不穩(wěn)定,其壽命就越短。質(zhì)量差3倍,壽命就差750倍。也就是說,一個(gè)比我們的太陽質(zhì)量大3倍的恒星,它的壽命就只有1300萬年。我們很幸運(yùn)我們的太陽質(zhì)量正好大小適中,這給了我們約70億年的誕生和繁衍時(shí)間。

想到這里,我由衷地對(duì)造物主的如此精心安排而感到無限的贊嘆。我感謝造物主將太陽系安排在銀河系的邊緣,使得地球能逃脫其他巨大恒星爆炸被波及的災(zāi)難;我感謝造物主將太陽變的大小尺寸合適,使生命得以在足夠的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生和繁衍;我感謝造物主將地球安排在距離太陽正好的位置,只得地球既可獲得充足的能源而又不至于過冷或過熱;我感謝造物主將地球包裹在合適的大氣外殼里,使其生命能夠不受高能射線的傷害;我感謝造物主為地球制造了足夠大的熱核和一定的自轉(zhuǎn)速度,從而形成了完整的磁場,使生命免受太陽風(fēng)的侵害。我還要感謝臭氧層使我們逃離了紫外線傷害,感謝葉綠素為我們制造了氧氣,感謝充滿了水為我們提供了生命的源泉。還要感謝月亮、感謝地殼運(yùn)動(dòng)、感謝恐龍的滅亡。所有的這一切,造物主似乎都是為了一個(gè)目的,那就是在這個(gè)純粹的物質(zhì)世界中,造物主最終要?jiǎng)?chuàng)造出一種能夠最終理解他的智能生物——人類。

我相信,隨著人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的不斷深入,在不久的未來,人類甚至可以利用塵埃來制造任何他想要的東西甚至生命。人類使用自己的智能,不但能夠毀滅這個(gè)造物主精心創(chuàng)造的世界,也能夠升華這個(gè)世界使之成為宇宙的精靈。

造物主已經(jīng)把物質(zhì)智能交給了我們,但是人類的精神道德準(zhǔn)則卻要靠我們自己來建設(shè)。否則,文明的級(jí)別越高,毀滅的概率也就越大!我相信,一個(gè)還擁有40億年太陽光輝照耀的智能生命,將不會(huì)辜負(fù)如此厚愛我們的造物主,而這個(gè)造物主其實(shí)就是我們自己。

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