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深邃的宇宙(科普)

 昵称48860834 2019-07-31

          (龙震南文)

每天晚上,当我们仰望星空时,看到星光璀璨,繁星点点,犹如无数珍珠,悬浮在九霄云外;又似无数神眼腑视人间,赐予幸福平安。九天之上,有嫦娥奔月,夸父追日,七星北斗,牛郎织女,隔河相望……诸如此类神话传说,脍炙人口,妇孺皆知,亘古相传。总之,深邃的太空,承载着人类千百年来的浪漫想象和无限瑕想……由此,激起了人们对宇宙的探索、研究,开启了天文学的新篇章。

人类身处宇宙之中,那么,宇宙到底是什么?这是一个宽泛而宏大的问题,不是一两句话、一两篇文章、一两个故事或一两个理论就能说清的。宇宙的浩瀚,总是超乎人类的想象。我们中国是最早产生天文学的国家之一,古人对“宇宙”一词的理解是:“四方上下曰宇,往古来今曰宙,”含义:时间和空间。现在,我们知道宇宙就是包括一切时间、空间和物质的总称。

在远古时期,原始人类在具备了思维能力之后,仰望天空,看到日升月落,斗转星移,昼夜交替现象,便引发了思考。这一切如何发生,天上的事物究竟是什么?从一个模糊概念,激起了人类的好奇心,更激励着一代代人不断地探索、研究。

那么,宇宙是如何产生的呢?何种形状?建立哪种模型?它会否消亡?等等。这是一个复杂、深奥的问题,围绕这个问题,总是困扰着我们。宇宙中的物质和它们各种表现形式一直在不断运动、发展、演化,像迷一样的多姿多彩、不可思议。

古往今来,人们认识宇宙有个漫长过程。现在,就从我们中国古代说起,我们的祖先认为宇宙是“天圆地方”的,并建立了盖天说、浑天说和宣夜说三种。盖天说“天圆如张盖,地方如棋局;”诗曰:“天似穹庐,笼盖四野。”接着“浑天说”认为,“天圆如弹丸,地如鸡子中黄,”通俗来讲,宇宙像是鸡蛋,地球是蛋黄。后来,宣夜说又诞生了,它最早出现于战国时期,如《列子·天瑞篇》所说:“日月星宿亦积气中之有光耀者。”特别是到了西晋,又出现了一位学者叫杨泉,他著了一部《物理论》,书中有一段对宇宙的精彩描述:“日月众星,自然浮生于虚空之中,其行其止,皆须气焉;”他说:“夫天,元气也,皓然而已,无他物焉。”《物理论》在思辨性的自然哲学中提出:“气发而升,精华上浮,宛转随流,名之曰天河,一曰云汉,众星出焉。”这一论述与现代对银河系的描述不谋而合,而且十分精辟独到。我们再看古代印度,他们认为宇宙结构“大象龟蛇说,”含意:一个大海里有一只乌龟,乌龟驮着四只大象,大象驮着一块陆地,陆地上有座高高的山峰,中间有条巨蟒缠绕。这都是古代先人对宇宙的看法和想象。从托勒密的地心说到哥白尼的日心说,再到宇宙大爆炸学说,经历了漫长而艰辛的过程。

现在,我要介绍的是现代人对宇宙的描述和看法。从伽利略到牛顿时期,人们对宇宙认识有了科学依据,普遍认为,宇宙是无限而永恒的,在空间上没有范围,在时间上没有开始和结束,它是平直的。首先提出宇宙大爆炸理论的是比利时物理学家勒梅特,最初是由一个体积极小,质量极大的宇宙原子的大爆炸产生的。1929年,美国科学家埃德温.哈伯观测到“红移现象,”这一发现,最具里程杯意义。

不管往哪个方向看,远处的星系正急速地远离我们而去。换言之,宇宙正在不断膨胀。这意味着,在早先星体相互之间更加靠近。事实上,似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻,它们刚好在同一地方,所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸时刻,当时宇宙无限紧密。1942年,美国宇宙学家伽莫夫就开始酝酿并创建了宇宙大爆炸的理论模型。到了1948年,他的研究成果基本成熟,于是发表了一篇了不起的论文,详细阐述了宇宙大爆炸理论。

宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸,由一个最初极小致密的点,在巨大的高温高压下,产生了大爆炸,万事万物诞生了。宇宙出现了物质、时间和空间,大爆炸使物质四散出去,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,在一定条件下,物质又重新组合,从而形成了星系、恒星、行星和生命。与大爆炸相关的一些原理,就是物理学家们所说的量子物理、核物理,但是因为整个体系在不断膨胀,温度逐渐下降。随着温度降低、冷却,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为气体。气体在引力作用下,逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星、星系、行星和生命,最终形成我们如今所看到的宇宙。支持大爆炸理论的最强有利证据是后来观测到的宇宙背景辐射。

宇宙大爆炸示意图

宇宙起源经历了三个阶段:一:宇宙创生阶段:它是宇宙诞生的起点,大约在137亿年前大爆炸的奇点,此时的宇宙具有极高温度、密度和压力;接下来很快进入普朗克时代,大爆炸后的10的负34次方秒,温度下降到10的32次方K,密度为每立方米10的93次方千克;很快到了大统一时期,也就是10的负35次方秒,温度为10的28次方K,引力、电磁作用力、强作用力、弱作用力四大作用力统一为一体;进入强子时期,是10的负6次方秒,温度为10的14次方K;进入轻子时期,是10的负2次方秒,温度为10的12次方K;此时,从四大作用力中分离出来,粒子开始出现,原子尚未形成。

二:氢、氦等简单元素产生阶段:首先是辐射时期,1——10秒,温度为10的10次方——10的9次方K;氦形成时期,3分钟,温度为10的9次方K,直径约1光年,有将近30%氢反应生成氦;粒子稳定时期,30分钟,温度为10的8次方K;物质时期,1000——2000年,温度为10的5次方K;物质从背景辐射中透明出来,10万年,温度约为5000K。

三:是星系、星体和生命诞生阶段:到了1亿年,温度为100K,星系开始形成;到了10亿年,温度为12K,类星体、恒星、行星和生命开始诞生;到100亿年,宇宙温度为3K,而我们人类就处于这一时期。为了证明宇宙大爆炸学说,科学家们提出许多不同的证据。

证据一:通过观测计算出的宇宙年龄与大爆炸理论所测算出的数值相符,还尚未发现比这数值年龄更大的天体。

证据二:氢和氦的丰度比例与大爆炸理论所给出的数值相符。我们知道,在氦形成时期,有近30%的氢反应生成氦。科学家们对当前宇宙各个角落进行观测和计算,得出所有数值都与这一比例相符。

证据三:就是观测到宇宙微波背景辐射,这是大爆炸学说的最关键证据。发现这一最关键证据的人是美国贝尔电话实验室的两位无线电工程师彭齐亚斯和威尔逊,他们在工作中偶然用天线接收到强烈的噪声,无论天线朝哪个方向,都无法停止,即使排除一切干扰因素,噪声依旧存在。他们最终确认处于微波波段大约3K等效温度的位置,发现一种来自空间且各个方向同性均等的噪声。

这个发现一公布,很快引起美国物理学家迪克的重视。迪克认为,根据宇宙大爆炸理论,爆炸后产生的能量逐渐冷却,到现在为止应该残留一丝痕迹,他和他的团队一直在寻找这个遗迹,还没找到,就意外地送上门来了。彭齐亚斯和威尔逊的发现恰好证实这个遗迹——宇宙微波背景辐射。后来,人们每次进入宇宙空间探索时,都要验证一下微波背景辐射,发现它充斥着整个宇宙空间,个别区域还发现了涨落现象,这也印证了宇宙大爆炸学说是正确的。

宇宙微波背景辐射

宇宙在真空中诞生,它是“无中生有”的。“沸腾的真空”说法是英国物理学家狄拉克在1930年提出来的。他认为,真空中充斥着正负电子,当具备一定条件,也就是“真空极化”时,负能粒子会转变成正能粒子。

那么,也许有人会问,在宇宙诞生之前,还有没有宇宙?它是什么样子?等等问题,这些都是不成立的。直到进入普朗克时期,10的负34方秒后,连续的时间和空间才真正形成。在此之前,时间和空间是量子化、不连续的,时空处于混沌状态。

宇宙是个“无中生有”的事物,宇宙中的所有物质都在飞速运动,不可能静止的。那么,这些物质为什么能在真空中运动?它又靠哪种神秘力量推动的呢?如果无外力施加,或许是静止、稳定的。比如,一根木头,如果不施加外力,它就是静止的。一个气球,如果不往里吹气,它就不会膨胀,因为气球内部没有任何支撑力,就是扁平或静止的。如果你往里吹气,它就会膨胀起来,气吹得越多,膨胀越大。当然,一旦发生漏气,失去支撑力,就会剧烈地坍缩。而且,体积越大,坍缩得越快。如果宇宙中不能源源不断地提供足够的物质和能量,一旦失去支撑力,将会发生什么呢?就让我们发挥一下想象力吧。我想,无非是三种可能:

一、当宇宙不能源源不断地提供足够的物质和能量时,在万有引力作用下,会发生坍缩,这就是科学家们常说的“闭合宇宙。”关于“闭合宇宙”理论,首先由前苏联科学家弗里德曼提出的。他根据爱因斯坦《广义相对论》里的方程:R_uv-1/2*R*g_uv=κ*T_uv进行计算,发现宇宙在膨胀,当宇宙所有质量产生的引力压超出膨胀力时,就会发生剧烈的坍缩,坍缩后的宇宙又恢复了原状。

二、支撑力固定了,宇宙安静了,不膨胀不收缩,这就是“静态宇宙。”因为,在爱因斯坦的头脑里认定宇宙是安静的,不膨胀不收缩的。他加了一个宇宙学常数:R_uv-1/2*R*g_uv+Λ*g_uv=κ*T_uv,

建立起一个有限、无界、静态的宇宙模型。

三、宇宙能在真空中源源不断地产生足够物质和能量,有强劲、的支撑力,而永远膨胀下去,这就是“膨胀宇宙。

三种宇宙模型示意图

以上三种模型揭示了宇宙未来演化的情形。一是“闭合宇宙,” 宇宙从诞生之时起,就决定了它未来的走向。它犹如一个正在膨胀的气球一样,当在某一时刻停止了充气或者漏气,会发生什么呢?开动脑筋发挥想象吧,如果内部气体消失了,意味着失掉支撑力,要么向内收缩,回到原点;二是“宇宙大解体,”它犹如一团绽放的烟花一样,当焰火耗尽之时,就会发生解体,最终消失得无影无踪;三是“永恒宇宙,”它犹如一个正在膨胀的气球,在真空中不断产生足够的物质和能量,而永远膨胀下去。

据科学家观测发现,宇宙中可见物质的分布并不均匀,它们悬浮在137亿光年的哈勃球内。而且,星系之间彼此远离或接近,或相互碰撞与融合等,都受到引力牵引的作用。也就是说,两个或多个物质的相互靠近和吸引,取决于质量大小,大质量的物体吸引小质量的物体,最终相互融合,相互作用,形成更大的物体,这是万物演化的基本规律。比如,地球受到太阳强大的引力牵引,而围绕太阳运转,始终摆脱不了它的束缚。除非地球运转速度超出太阳引力,达到逃逸速度,而飞出太阳系。

从牛顿那时起,他看见苹果从树上落下,便引起了思考,最终发现了万有引力。他在前人研究的基础上,完整地建立了力学三定律和万有引力定律,以思辨性的科学思维,进行了艰苦卓绝地研究,著了一部闻名世界的科学巨著《自然哲学的数学原理》。它的问世,对世界科学发展产生了深远影响。英国科学家爱德蒙·哈雷利用万有引力定律首先测定彗星轨道数据并成功预言每76年回归周期,这就是“哈雷彗星。” 而且,人们利用万有引力,印证了潮汐现象和发现海王星。

爱因斯坦在《广义相对论》中提出,物体的存在,导致时空的弯曲,万有引力不是力,而是时空弯曲的表现。宇宙是“无中生有,”而所有物质在真空中不断产生,不断运动,不断融合,不断演化,最终形成了宇宙。宇宙是由质子、中子、电子、光子和中微子等基本粒子的形态物质。

宇宙物质分布图

从这张图中可以看出:我们所看得见的如星云、星系、恒星、行星、生命等重子构成的物质,在浩瀚宇宙中仅占4.6%,有95.4%的物质是不知道的,据初步猜测,其中23%称暗物质,72.4%为暗能量。到目前为止,人类在实验室环境中发现的唯一暗物质粒子就是中微子,这种粒子的质量几乎为零,它在全部暗物质中占的比例非常小。其它的暗物质粒子是由大质量弱相互作用粒子构成的,这些粒子比质子的能量大10——1000倍。当两个暗物质粒子相撞时,会发生湮灭现象,并释放出r射线。由此可见,相对浩瀚宇宙来说,人类只是极其微不足道的渺小尘埃,甚至是尘埃中的尘埃。但作为碳元素的智慧生命——人类,好奇心和求知欲绝不满足于眼前的认知,而是驱使我们将眼界伸向宇宙深处,去追根溯源。

自宇宙诞生之初,物质在时空中四散开来,就像烟云似的游荡,之后在引力作用下,又开始逐渐收缩,形成了最初的星系。星系在空间中游荡,又不断在靠近或远离。原始星系中大部分都是小星系,星系之间在引力牵引下,相互碰撞与融合,形成大星系。大星系吞噬小星系,这是宇宙演化的基本规律。就我们的银河系来说,也是如此。据观测表明:大约在100亿年后,银河系可能跟距离我们220万光年的仙女座大星系发生碰撞、合并,形成更大的星系。

星系碰撞融合演示图

  所有物质在宇宙空间中飞速运动,银河系也是如此。科学研究证明,银河系内部的引力是不足以使其运转和力量平衡。对此,科学家们产生了浓厚的研究兴趣,通过观测和计算,结果间接发现星系中有一种神秘的物质跑到发光物质的前面,这就是“暗物质,”它对星系运动产生了巨大影响。

暗物质示意图

星系运动示意图

宇宙中有无数星系,它们既相互靠近,又彼此远离,而绝大部分都是彼此远离。红移现象说明,星系之间彼此远离而去,这印证了宇宙在膨胀,而且由减速膨胀变为加速膨胀。这令天文学家们迷惑不解,由此做了大量地观测和研究,经过反复观测和计算,间接发现一种神秘的排斥力——暗能量。暗物质还不清楚,又来暗能量。暗物质是相互吸引,暗能量是彼此排斥。

暗能量示意图

  暗能量到底是什么?不清楚!宇宙中绝大部分问题,我们一无所知。据猜测,暗能量可能是爱因斯坦在《广义相对论》的方程中:R_uv-1/2*R*g_uv+Λ*g_uv=κ*T_uv,后加的那个宇宙学常数“∧”拉米塔,如果是的话,爱因斯坦认为是错误,可能不是错误,而是一个重大成就。但是,宇宙学常数“∧”拉米塔又显得过于简单或牵强了。总之,从哥白尼的日心说到现在才过了500年,我们不可能什么都知道,但人类探索求知的欲望、雄心和脚步,始终不会停止。

那么,也许有人会问,宇宙有多大?星系有多少?恒星有多少?是否有外星文明等一系列问题。下面,一一说道……

浩瀚的宇宙有为数众多,大小不一的星系,目前人类所观测到的大约1000亿——2000亿个星系,它们分布在137亿光年的空间范围内。什么是光年?顾名思义,也就是光在一年所行的距离,就叫“光年,”(代号:ly),星系之间的距离很遥远,用一般的长度单位很难代表,宇宙中最快的就是光速,每秒30万公里,要想测量星系之间的距离只能用光年,数据约(300,000×3600×24×360=9.5万亿公里)这就是1光年;宇宙中恒星约为1000亿×1000亿,也就是10的22次方,这只是下限。由此可见,宇宙大得让人不可思议。

星系,康德称为“宇宙岛。”星系大致分为:椭圆星系、球状星团、旋涡星系和不规则星系:

球状星团

旋涡星系

椭圆星系

不规则星系

  而不规则星系其实就是两个星系正在碰撞、合并,形成的不规则形状,因此称为“不规则星系。”旋涡星系,又叫“棒旋星系。”银河系,就属于棒旋星系。

银河系全景图

银河系是一个盘状的、带有旋臂结构的、密集的星系群体,而它在浩瀚的宇宙中只是众多星系中的一个,不是最大的,但也不是最小。银河系是一个棒旋星系,质量大约是太阳的1万亿倍,直径为10万光年,中心厚度为1万光,银河直径为7000光年。银河系有四条旋臂,分别是:人马臂、猎户臂、英仙臂和天鹅臂。我们的太阳系就处在猎户臂,距离银心不到3万光年。天文学家们曾于2008年证实,位于银河系中心,距离地球2.6万光年的'人马座A'其实是一个质量超大的黑洞(约为太阳的400万倍)。这个巨型黑洞,是凝聚银河系的唯一源头。如果把银河系看作是我们在宇宙中的国,那么,太阳系自然而然就是我们的家。银河系,据天文学家们预测,预计在100亿年后,可能会跟距离我们230万光年的仙女座大星系碰撞、合并,到那时候,银河系就会发翻天覆地的变化。大家不用紧张,我们人类能否看到,还是未知数。

什么是恒星?它有什么特征?顾名思义,恒星就是自身能发生热核反应,发光发热,最终演化成致密残骸的星体。星云是恒星诞生的原材料,它曾经是一颗红超巨星死亡后的产物,飘散在空间中,在一定条件下,物质受到彼此引力牵引作用,而逐渐凝聚,专业术语叫:“引力收缩,” 像滚雪球一样,越滚越大,物质因凝聚而升温,当质量和体积达到一定程度时,点燃了热核反应,也就是氢聚变成氦的核反应,此时,引力压和膨胀压达到了平衡,一个辉煌壮丽的恒星诞生了。形成恒星的相关条件,取决于星胚质量和体积的大小,至少要达到8%m⊙(太阳质量)以上,如果小于8% m⊙,就无法产生足够的高温高压,点不燃热核反应,也形不成恒星。

恒星的一生主要经历漫长的演化过程,它生于星云,死于星云。可分为:星胚、主序星、红巨星和致密星四个阶段。星胚是恒星的胚胎阶段;主序星是恒星的青壮年阶段;红巨星是恒星的衰老阶段;致密星是恒星的死亡阶段。致密星又可分为:白矮星、中子星和黑洞。质量越大的恒星,寿命越短,质量越小的恒星,寿命越长。质量大于10倍m⊙(太阳质量)以上的恒星死亡后,即超新星爆发,抛出去的物质,形成了星云。在引力牵引下,星云又重新凝聚,从而为下一代恒星的诞生,创造了条件。可谓分久必合,合久必分,遵循这样“周而复始,始而不同”的演化规律。

当一颗红巨星步入致密星阶段,核燃料快要耗尽时,使多级核反应并存,能量超常,膨胀力克服中心的引力,体积不断向外扩展,一旦核燃料耗尽后,膨胀压撤销了,引力压超出膨胀压,会发生剧烈的坍缩,在巨大的高温高压下,砸成一个致密的星核,可能形成白矮星、中子星和黑洞。关于三种致密星的数据资料,首先看一下白矮星,图例:

白矮星

中间的白点就是白矮星,它的表面重力等于地球表面的10亿倍。在这样高的压力下,任何物体都已不复存在,连原子都被压碎了:电子脱离了原子轨道变为自由电子。体积小,它的半径接近于行星半径,平均小于10的3次方千米。光度即恒星每秒钟内辐射的总能量,即恒星发光本领的大小。白矮星的光度非常小,是正常恒星平均的10的3次方分之一。质量为2.213248万亿吨。密度高达1,000,000 g/cm3(地球密度为5.5g/cm3),一颗与地球体积相当的白矮星(比如说天狼星的邻星Sirius B)的表面重力约等于地球表面的18万倍。表面温度很高,平均为10的4次方℃。磁场高达10的5次方--10的7次方高斯。从白矮星到黑矮星,需要100亿年,黑矮星就是一个巨大的金刚石,到目前为止,一颗黑矮星都没找到。因为宇宙年龄才137亿年,还早着呢。

中子星

中子星,也叫脉冲星,它是宇宙中的“灯塔,”当你在星际航行中看到脉冲信号和物质奔流时,很有可能是中子星。1932年,英国剑桥大学卡文迪许实验室的詹姆斯·查德威克发现了中子,并因此获得1935年5月18日的诺贝尔物理学奖。俄国著名物理学家列夫·朗道及其同事们随即预测存在一种完全由中子组成的星,但他们的想法并没有及时发表。真正计算验证和发现中子星的时间要早一些。首先,验证中子星的人是印度天体物理学家钱德拉塞卡,1930年,20岁的钱德拉塞卡在去英国留学的轮船上对白矮星的质量和体积进行精心计算,发现白矮星有个质量上限,不能超过1.44m⊙(太阳质量),如果超过上限,就会进一步坍缩成更致密的星体,被誉为“钱德拉塞卡极限。”中子星半径则在10至20公里之间,质量密度为每立方厘米1亿到10亿吨,硬度是钢铁的1亿倍,逃逸速度在10,000至150,000千米/秒之间,表面温度超过1000万摄氏度,中心温度超过60亿摄氏度,因为角动量守衡,每秒自转几千次,并发出规则的脉冲信号,让人误以为是外星人。1969年,发现中子星的人是两位射电天文学家休伊士和贝尔,那是在公元1054年(中国宋朝年间)在金牛座有一颗超新星爆发的残骸蟹状星云中,发现了一颗射电脉冲星(中子星),证明了脉冲星、中子星和超新星之间的关系。根据泡利不相容原理,不论任何物体,它的结构支撑靠电子简并压,通常来说,就是电子与电子之间斥力来支撑。如果引力压超强,泡利斥力顶不住了,它会进一步坍缩,把质子压进原子核里去了,质子之间挨得很近,变成了中子,由中子构成的星体,俗称“中子星,”也称“脉冲星。”

黑洞

黑洞——宇宙中的怪物,它是超大质量恒星死亡的残骸。早在200多年前,首先由法国天体物理学家拉普拉斯和英国剑桥大学学监米歇尔几乎同时预言暗星。拉普拉斯在他的书中写道:“天空中存在着黑暗的天体,像恒星那样大,或许像恒星那样多。一个具有与地球同样密度,而直径约为太阳250倍的明亮星体,它发射的光将被它自身的引力拉住,而不能被我们接收。正是由于这个道理,宇宙中最明亮的天体很可能却是看不见的。”形成暗星的条件:R=2GM/c平方。

1939年,美国原子弹之父(奥本海默)在研究中子星结构的时候,再次用广义相对论预言了暗星。他经过计算,中子星也有个质量上限,不能超过3.5 m⊙(太阳质量),如果超过这个质量上限,也会进一步坍缩成暗星(黑洞)。如果太阳要成为黑洞的话,从半径70万千米,缩小到3千米,密度为每立方厘米100亿吨。如果地球变成黑洞,所有物质缩到乒乓球大小。黑洞,有恒星级的,也有星系级的。恒星级的较小,星系级的较大。黑洞内部大部分是真空,它吞噬着周围的物质,当物质接近黑洞,会被强大的万有引力吸进去,进去之后,潮汐力将其撕碎,就直奔奇点,只有奇点无穷大。球对称的黑洞叫做“史瓦西黑洞,”不随时间变化的,它有一个表面,中心在r=0,有一个奇点,黑洞里边和外边时空是区别的,在黑洞里边的时空坐标互换了,它的半径r变成了时间,而时间t变成了空间,黑洞里边的时间是朝里的,白洞里边的时间是朝外的。黑洞的奇点是时间结束的地方,白洞的奇点是时间开始的地方。因此,我怀疑黑洞的背面可能存在白洞,反之,白洞背面可能存在黑洞。黑洞和白洞的接口处可能存在虫洞,虫洞也叫“爱因斯坦罗森桥,”据猜测,它可能是进入其他宇宙的通道。

虫洞(爱因斯坦罗森桥)

太阳系全景图

就我们的太阳来说,在50亿年前,由一团星云受到引力的牵引而慢慢凝聚,随着气体越积越多,越聚越大,越凝聚就越升温,中心形成了一个大亮团,大大大……大到一定程度后,点燃了核反应,此时,引力压和膨胀压达到了平衡,一个辉煌、壮丽的恒星就诞生了。恒星的诞生,会迅速扫清周围的碎片,形成了围绕恒星运转的行星或小行星,也就是我们所熟知太阳系的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星,以及二级行星(矮行星)和小行星等天体,从而形成我们的太阳系。水星、金星、地球和火星是固体星球;木星、土星、天王星和海王星都是气态或液态星球。

太阳是一颗恒星,它是太阳系的伟大主宰,处在中心位置。半径70万千米,表面温度高达6000℃,核心温度1500万℃,核心压力是地球大气压的340亿倍,体积是地球的33万倍,占整个太阳系总质量的99.7%,直径是地球的109倍,内部正在发生剧烈的热核聚变,4个氢聚变成一个氦,熊熊烈焰燃烧50亿年了,剩余的氢还可燃烧50亿年。假如,我们乘坐宇宙飞船去那里旅游,可行吗?它就是火的海洋,别说接近,日珥就能把你烤化了。再过50亿年后,中心的燃料燃烧差不多了,表面向外蔓延,产生大量的氦,在巨大高温高压下,再进一步点燃,3个氦聚变成一个碳。两级核反应并存,使它的能量超常,巨大的膨胀压力,克服了中心的引力,体积会膨胀,迅速吞掉水星、金星、地球,一直蔓延到接近火星轨道。待能量燃烧完以后,发生坍缩。为什么?因为燃烧的膨胀压力撤销了,万有引力压就大,当引力压大于膨胀压时,就会发生剧烈的坍缩、反弹、爆发,最终坍缩成白矮星,安静而孤独,也走完它的生命旅程。

地球全景图

我们生活中的家园——地球,是太阳系中的第三颗星球。地球上的所有动植物的生存,都靠太阳的光和热。地球处在太阳系中恰到好处的位置,也就是天文学家们所说的“行星适居带。”

水,为生命的生存、进化和繁衍,提供了重要能源,特别是人类这样的高级生命。越高级的生命,对生存环境的要求越是苛刻。地球上蕴藏着丰富的水、氧气、煤、石油、天然气等能源,

月球是地球的天然伙伴,它为地球自转速度的减缓,起到关键作用,从而加速了生命的进化,由海洋转上陆地。闪电、氮磷化合物、有机分子与地核内部的岩浆提供适度的热能,构成了生命的催化剂。地壳运动,火山喷发,造山开始,导致大陆板块的飘移,以及绿色植被的生长,为早期生命的生存,提供了足够的氧气,从而形成了原始生态系统。

寒武纪是显生宙的开始,标志着地球生物演化史新的一幕。在寒武纪开始后的短短数百万年时间里,包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现,这一爆发式的生物演化事件被称为'寒武纪生命大爆炸'。带壳、具骨骼的海洋无脊椎动物趋向繁荣,它们营底栖生活,以微小的海藻和有机质颗粒为食物,其中,最繁盛的是节肢动物三叶虫,故寒武纪又称为'三叶虫时代',其次是腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物,寒武纪的生物形态奇特,和我们现在地球上所能看见的生物极不相同。

而我们熟知的大形食肉动物——恐龙,就出现在距今6500万年前的白垩纪。而恐龙的灭绝,据相关证据表明,是由一颗直径约为40公里的小行星撞击地球引起的。假如,恐龙还在的话,人类还能出现吗?我们不得而知。但可以肯定的是,一个物种的消失,标志着另一物种的开始;生命的演化绝非单纯或单一的,演化历程也是漫长而艰辛,万物都是由低级向高级,由单一向多种,由简单向复杂的进化规律。

人类,是由古猿进化而来的。由猿到人的过程中,经历了漫长艰难。从爬行到直立,从简单到智慧,最终成为地球的主宰,无不遵循上述规律。

在现代文明的今天,人类在探索浩瀚的宇宙,不断去追根溯源,利用先进的科学技术,探寻地外文明。可惜,至今尚未获得有关证据。但是,人类决不是唯一的智慧生命,在浩瀚的宇宙中,在众多的星系中,很有可能存在众多的地外文明,甚至比人类更高级的地外文明。只是,人类目前还尚未达到生活在高维度的外星人先进的科技程度。可见,目前人类的认知和眼界是极其有限的。我们不可能什么都知道,也不可能一无所知,只是处于一知半解的发展阶段。总之,我们要相信自己有一天在宇宙中一定能找到地外文明的证据,证明人类并不是孤独的。并与他们建立某种沟通渠道,从而发现自己的优劣,改进我们的思维,促进共同进步,作出不懈努力!

人类作为碳质的智慧生命,在不断地追根溯源,这是可以的。但关于宇宙之迷有太多太多,对于这样深奥、宏大的课题,我们还要不断努力去研究、探索……

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