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第26章 天体之谜(9)

对宇宙中的任何一个系统(恒星系统、行星系统、卫星系统)而言,其新年到来之际,也就是它们行经其轨道的“黑色周期”点之时。对地球来说,新年从1月份开始。而冥王星的新年是1989年9月来临的。太阳的新年是5000万年前开始的,而它的下一个新年将在2.5亿年后到来。基于这一研究便可推断:恒星上发生的爆炸是在时空尺度上的一种规律性现象——其中有恒星行经特殊区域时,即轨道“黑色周期”时才会出现。俄罗斯、英国和德国的科学家的研究结果揭示了恒星爆发的规律性,所有这些为预测太阳的未来活动提供了科学依据。

当太阳发生爆炸时,能导致地球上的灾难和悲剧般的后果:第一,能使地球上的火山活动加剧,最终导致火山爆发。第二,使地球上的水循环加快,导致洪涝灾害。第三,使危及人类生命的流行病和传染病增多,同时使脑血管和心血管疾病的发病率升高。而这时经常晒太阳易导致皮肤癌,还有损于人体甲状腺。第四,处于太空中的宇航员会遭受极强的宇宙射线辐射,仪器断电,飞船防护罩受损。就连地面仪器对太阳上的这种爆发事件也有异常反应。譬如,1989年3月13日的一次太阳爆炸,导致了加拿大渥太华的金郎动力系统停机长达9小时,从而造成几亿美元的损失。太阳爆炸还曾引起俄罗斯和美国运行在空间轨道上的几个航天器停止工作。此外,还能使地面的短波无线电通讯中断。

当地球面对另外两颗行星时,特别是当这两颗行星又处于“黑色周期”时,就会引出这样一句谚语:“二者联守,第三者难攻。”在这种情况下,地球就会破坏那两颗行星的相互作用场。这时,太阳和其他行星就会立刻对此作出反应。

据天文学家计算,2009年,冥王星将横穿海王星轨道并开始远离太阳。如果分析一下1979年冥王星也曾横穿海王星轨道并与太阳接近时的事件,那么2009年可能会再度引发太阳的活动高峰。到2039年,海王星将接近太阳。大约在这个时候,土星和木星将经历它们的“黑色周期”。到2050年,天王星也将经历“黑色周期”,这将形成一个节律;然而,海王星是300年前开始进入“黑色周期”的,而冥王星是300年前结束“黑色周期”的。这两颗大行星对太阳的影响时间为30年(1710—1740年)。

综上所述,有充分根据认为,来自宇宙间对地球的周期性扰动,正巧在本世纪初出现,在这种情况下,“地球—宇宙”关系链的几个周期、大周期、小周期以及各个周期的高峰期交错迭生。“黑洞”“白洞”的悲剧。

天文学家在观测和研究中还发现,地球上的灾变除同太阳爆发和太阳系其他行星的位置有关外,还同宇宙“黑洞”和“白洞”密切相关。在宇宙“黑洞”中,每四年发生一次像我们地球范围大小的巨大的能量积蓄,这与闰年相符。这种能量积蓄会对地球产生不良影响。如果在宇宙“白洞”中发生这种能量积蓄,地球上会出现相应的灾祸期。宇宙间的这种能量分布能危及人类命运。

1988年,在一些宇宙“白洞”中发生了这种能量积蓄。观测结果表明,如果在宇宙“黑洞”中发生这种能量积蓄,在地球上将反映出发生战争的危险性明显增大,而且死亡率也将升高。当宇宙“白洞”中发生这种能量积蓄时,上述危害性就会小些,而且对地球上的某些民族来说还会出现一些有利因素。当能量的分布处在“白洞”与“黑洞”之间的中间状态时,情形最为有利。研究中还发现,太阳的活动还取决于闰年,在宇宙能分布的中间状态期到来之前,太阳活动会更强烈。

此外,1979年3月5日,运行在太阳系中不同位置上的九颗人造卫星,同时探测到我们银河系不远的大麦哲伦星云中发生的一颗中子星大爆发。

这次爆发虽然只持续了0.1秒,但它所释放出的能量却相当于太阳在3000年内所释放能量的总和。这是有史以来人类记录到的一次最强烈的星球大爆炸“悲剧”。使科学家们大为震惊的是,这颗爆发的中子星所处的大麦哲伦星云距地球18万光年远,如这次大爆炸发生在我们银河系,地球将顷刻间将化为一缕蒸气。可见,地球人类随时都受到来自“宇宙悲剧”的威胁。因此,征服宇宙,与命运抗争,将是21世纪人类面临的严峻挑战。

宇宙的边界之谜宇宙有边界吗

导言:宇宙到底有多大,对于生活在地球上的我们来说真的不好回答,因为没有个标准尺度,极而言之还有个极,不出地球的范围。可宇宙有极吗?于是人们根据自己的认识提出了种种认识宇宙的猜想和推测。宇宙究竟是开放的还是闭合的?空间有无边界?时间有无始终?这是自古以来困扰人们的谜题。

人们都知道宇宙很大。仅仅一个银河系就有1000亿颗恒星,而且还有无数个行星。如果从银河系的一端到另一端,以光的速度跑还要跑15万光年。而宇宙不知道有多少个银河系这样的星系,其辽阔是可想而知的,因此认为宇宙没有边界。但是有的人也认为,宇宙怎么可能没有边界呢?人们认为不可能存在无界限的东西,只是用人们现有的手段和知识无法探测到而已。这两种截然不同的观点一直困扰着人们对于宇宙的认识,而关于宇宙是否真的有界限,一直是一个谜。

1912年,美国的V·M·斯莱弗在亚利桑那州的洛厄尔天文台发现,许多星系发射的光已变红,有多普勒位移。1925年,哈勃在和他的得力助手米尔顿·赫马森观测宇宙时很快就发现“红移”不仅是某些星系,而且是本星系以外的一切星系都具有的特性。他们还发现,越朝远处看,星系的光谱线越移向光谱的红色一端。因此,他们不得不作出这样的结论:一个星系离银河系越远,其飞离的速度愈快。此后第四年,哈勃宣布:整个可见的宇宙(几亿个星系)是不稳定的,四面八方一律在膨胀。

基于“宇宙是膨胀的”这个由观测事实得到的论点,人们建立了宇宙的三种不同模型。

第一种是稳定态模型,认为宇宙一直在以不变的速率膨胀,新的物质不断产生,某一空间总是有同量的物质。

第二种是大爆炸模型,认为宇宙起源于一次大爆炸,以后各星系会无限膨胀,宇宙的全部元素供应都在爆炸的头半个小时内产生齐备,再不会有新的物质产生。

第三种是脉动模型,认为宇宙的所有物质都从一团原先压紧的物质飞离,速度逐渐缓慢下来,最终停止不动,而后开始在各部的引力互拉影响下发生收缩,物质凝聚到最后再度发生爆炸。在这些过程中,物质既没有产生,也没有毁灭,只是重新编排、互换位置。

三种宇宙模型共存,人们为此激辩了许多年,到了20世纪50年代后期,大爆炸模型渐趋上风。而到1965年,更有观测证据有力地支持大爆炸模型,从此大爆炸模型被广泛地接受了。

大爆炸模型认为,最初的宇宙是若干大充满的超高温、高密度的“一点”。大约180亿年前,这“一点”突然爆炸了,仅用10~36秒,伴随着真空相转移的过冷却现象,“一点”做了瞬间几十个数量级的膨胀,成为1厘米规模的宇宙。其后宇宙继续膨胀,温度从几十亿摄氏度开始下降,大约在5500万摄氏度时,由降温过程的能量生成中子、质子,它们又合为原子核,这些过程仅用3分钟。约30万年后当宇宙的温度下降到3000摄氏度时,自由电子被原子核捕捉形成原子。在随后的大约3000万年中那些原子继续外冲,宇宙也继续冷却,到宇宙温度降至绝对零度之上167度时,原子开始化合形成稀薄气体。此后因密度波动、引力作用、部分收缩,向新的天体进化。又经过100多亿年,显示出多种多样的物质形态,成了今天的宇宙。

当然,大爆炸理论认为今天的宇宙仍在继续膨胀。大爆炸理论告诉了人们宇宙是怎样诞生的,可并没有告诉我们宇宙将怎样死亡或是否会死亡。对这个问题,人类现在还未得到确切的答案。

人们认为,宇宙的未来取决于宇宙的几何模型,即宇宙是开放的还是闭合的。回答这个问题,要以爱因斯坦的狭义相对论——时空理论和广义相对论——引力理论为基础。狭义相对论发现了高速运动能使时间、长度和质量发生奇怪的畸变,广义相对论指出空间是弯曲的。运用爱因斯坦的理论,可以找出一种能够确定宇宙弯曲与否的观测方法。这种方法所根据的原理是:宇宙业已膨胀,必然会自行制动,因为各星系间相互引力一定会发生使各星系彼此分离的飞行缓慢下来的作用。制动效应的测量方法在于过去的膨胀速度。如果过去的膨胀速度比现在的膨胀速度大得多,那就表示宇宙的行动已被制住了很多,它的曲率是正的,像一个球体表面。如果制动只有一点点,它的曲率可能是零,像普通欧几里得(平直)空间。如果完全没有制动,它的曲率就是负的,像西部马鞍的表面。

到现在为止,人们对暗淡而迅速后退的星系所做的多次探测,显示出宇宙大概是正弯曲的。这就是说宇宙是无边的,然而是有限的,它可能往四面八方无限远地伸展,而质量并非无穷。人类对宇宙未来的认识仅仅如此。但人类已知地球所属的太阳系及银河系是无法永存的。56亿年之后,太阳将膨胀成大火球,那时人类的后代只有移民到银河系中别的星系的一个行星上才会得以续存。当银河系大大小小的恒星都黯然无光之时,人类未来如何呢?当然人类不能无动于衷。

目前,摆在天体研究者面前有两个谜。

其一是类星体。1961年,人们发现了类星体,类星体本身很小,与太阳差不多,其亮度却是1000个银河系亮度之总和。据推断,其寿命有1000万年,总能量超出太阳的1018倍,而且能量绝不是普通的核能。现在人们尚不知道类星体的能量来自何处,但人们知道宇宙里至少有100万个类星体,这么多类星体,那样高的能量,说明宇宙间有一种人们尚不了解的发能方式,它远远超过核能。这种现象离我们并不十分遥远。人类的地球所在的银河系以及每个银河系的中心,所含的能量比类星体只小了100倍左右,这说明宇宙普遍存在着非核能的存在方式。但人类对其真实的情况却一无所知。

其二是暗物质。人们发现,在银河系里有一个叫星系群的圆球,在星系群里有四分之三的物质,人们用光学、红外、放射等手段看不见,这就是暗物质。它占据了人类所在的宇宙的绝大多数质量,有很高的能量,人类现在不知其为何物,来源如何。

以上两个谜是当代天体研究上的两大问题。当代人研究天体问题的方法,一是继续天体上的观测,另一个是自己来制造宇宙的开始。

继续天体上的观测,人们的方法有三:其一是用地面上的巨大望远镜;其二是用人造卫星观测;其三是先到另外的星体上,再从该星上观测(人类已有登火星的计划,大约在下一个世纪中叶建造火星城)。

制造宇宙的开始,人们可以用物理原理及方法追溯宇宙的开始。大爆炸模型告诉人们宇宙的开始是基本粒子以自由形式存在的世界,而用高能加速器可以对基本粒子进行研究,用SSC(超导超级对撞机)可形成至少150亿年前的宇宙物质。从早期宇宙开始推下去,便可推知宇宙的一系列问题。

膨胀宇宙论和宇宙大爆炸模型指出,宇宙是从“一点”开始的,宇宙开始时物质是以基本粒子的形态存在。那么,对宇宙开始的问题,应该用量子理论来研究,而量子理论认为,物质是易分裂的,如中子,在原子核中,它是存在的,但一把它单独取出,就立刻分裂成多个别的粒子。时空是否也是这样,即宇宙从“一点”开始时分裂为两个或两个以上的宇宙,现在在我们的宇宙以外是否还有另外的宇宙,还有待我们去进一步探索。

宇宙到底有多大

导言:宇宙是一道人类永远无解的难题,是一个永远无法达到的真理。真理是没有终极的,人们只能越来越接近它,却永远不可能触摸到它。这就是宇宙。请世界上最伟大的数学家到世界上最先进的计算机前,请他用人类所已知的最大数来表述宇宙的尺度,让全人类都来做他的助手,不停地帮他在这个大数后面添“0”,演算的最后结果会是多少呢?结果将是“毫无结果”,人类永远无法算出这道题,因为这不是一道数学题。

“其大无外”,“宇宙是无限的”,古今哲学家们不厌其烦地重复着这一答案,认为这才是对宇宙尺度问题的准确表述。其实,哲学家们并不比数学家高明多少,当数学家们算不出来的时候,便使用了一个哲学界使用过的符号——∞,即表示宇宙无穷大。哲学家们讲的“无外”、“无限”本身就意味着人类的思维已无法思考这道题,或者说它在哲学上无解,故它也不是一道哲学题。

“上帝是至高无上的”,但是把上帝与宇宙相比,谁比谁大呢?如果上帝在宇宙之中存在,那么“上帝至高无上”则为谎言。如果上帝不在宇宙之中,那么宇宙之内则没有上帝的存在。无论神学家们如何想象宇宙与上帝,他们永远想象不出宇宙与上帝的确切边界,故“宇宙有多大”这道题在神学上无解,它不是一道神学题。

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