何泊杉
我們的宇宙是一個(gè)很龐大的家族,有數(shù)以億計(jì)的恒星、行星、星團(tuán)、星云以及星際物質(zhì)和廣大的星際空間。他們都隨時(shí)發(fā)生著變化,使宇宙這個(gè)大家庭更加豐富多彩。
現(xiàn)在我們知道宇宙中的一些天體正在離我們遠(yuǎn)去,就拿月亮來(lái)說(shuō)吧。它是地球的一顆天然衛(wèi)星(地球是一顆行星,在太陽(yáng)系里距離太陽(yáng)第三遠(yuǎn)),但它是否會(huì)永遠(yuǎn)與地球?yàn)榘槟兀扛鶕?jù)天文學(xué)家們的研究數(shù)據(jù):月球大約每年都會(huì)遠(yuǎn)離地球7厘米。如果按這個(gè)速度,大約在65億年后,月球?qū)?huì)脫離地球的引力。但是也許在這之前,地球和月球就已經(jīng)毀滅,因?yàn)槲覀冎?,太?yáng)(太陽(yáng)是太陽(yáng)系里唯一一顆恒星)大約已經(jīng)存在了五十億年,而太陽(yáng)的總年齡大約是一百億歲。也許大約再過(guò)五十億年,太陽(yáng)就會(huì)先毀滅太陽(yáng)系。所以我們不用擔(dān)心月球會(huì)離我們遠(yuǎn)去,因?yàn)樵谠虑蛎撾x地球引力之前,地球早已隨太陽(yáng)的滅亡而滅亡。再說(shuō),沒(méi)有人能活到56億年后。
我們?cè)賮?lái)說(shuō)恒星。恒星一般有三個(gè)演化過(guò)程:誕生——成長(zhǎng)成熟——衰老死亡。不過(guò)這個(gè)過(guò)程將十分漫長(zhǎng),至少要花一百億年。宇宙中的巨型分子云經(jīng)過(guò)互相碰撞,擠壓,升溫等過(guò)程會(huì)發(fā)生核聚變,使巨型分子云能夠自行發(fā)光,這就是嬰兒恒星。當(dāng)一顆恒星誕生后,它將不斷地以恒定的速率放出熱量,并不停的發(fā)生核聚變。這就是恒星的成長(zhǎng)階段,這個(gè)階段一般要持續(xù)幾十億年的時(shí)間。在幾十億年后,恒星步入老年期。首先,他會(huì)經(jīng)過(guò)自身的核裂變,使自身的體積變得十分龐大。屆時(shí),恒星上的溫度會(huì)比較低,且恒星表面極不穩(wěn)定,但它會(huì)十分明亮。這就是恒星進(jìn)入老年期的第一個(gè)階段——紅巨星階段。恒星在這個(gè)階段只會(huì)持續(xù)數(shù)十萬(wàn)年,這與成長(zhǎng)期相比,是微不足道的。經(jīng)過(guò)紅巨星階段的恒星,往往會(huì)因?yàn)橐μs而形成三種天體的任意一種,即白矮星、中子星、黑洞。三者的形成取決于恒星的質(zhì)量。當(dāng)一個(gè)恒星的質(zhì)量小于或等于太陽(yáng)質(zhì)量的1.5倍(錢德拉塞卡極限)時(shí),他就會(huì)淪為白矮星(白矮星是一種低光度,高能量,高密度的天體),大于這個(gè)質(zhì)量的恒星,變回淪為中子星(中子星是一種由中子支撐的天體)。不過(guò)有一些天體的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于錢德拉塞卡極限,達(dá)到太陽(yáng)質(zhì)量的3.2倍(奧本海默極限)。這時(shí),恒星內(nèi)部的中子也會(huì)因引力過(guò)大而被壓得粉碎,而形成另一種天體——黑洞(黑洞是一種體積無(wú)限小,密度無(wú)限大的天體。因?yàn)樽陨聿话l(fā)光,故名為黑洞),其引力很大,能夠吸收任何物質(zhì),就算是光線,也無(wú)法擺脫黑洞的引力。在中子星和黑洞之間,理論上還存在著一種名夸克星的天體。即便如此,恒星也還沒(méi)有達(dá)到其最終的形態(tài)。即使是自身不發(fā)光的黑洞,也能通過(guò)恒星的運(yùn)動(dòng)被觀測(cè)到。它們還會(huì)繼續(xù)演化為一種自身不發(fā)出任何輻射的天體——黑矮星。因?yàn)樽陨聿话l(fā)出任何的輻射,所以觀測(cè)它的難度極大(黑矮星是一種理論上的天體,因?yàn)橐活w恒星形成黑矮星的時(shí)間比宇宙年齡還長(zhǎng),所以目前的宇宙中并沒(méi)有任何的黑矮星)。
恒星的演化可以讓我們推廣到宇宙的演化。我們現(xiàn)在知道,宇宙在不斷的膨脹并發(fā)出能量,這就像是恒星的成長(zhǎng)。只不過(guò)宇宙的成長(zhǎng)要比恒星成長(zhǎng)的時(shí)間還要長(zhǎng)得多,目前已知的宇宙年齡是137億歲。我想目前的宇宙還處于童年階段,我之所以這么想,是因?yàn)橛钪娴呐蛎浭侨绱酥灾劣谝?5億年后,月球才能離開(kāi)地球。如果宇宙膨脹到一個(gè)臨界體積的時(shí)候,它就將會(huì)開(kāi)始引力坍縮(引力坍縮原指恒星內(nèi)部的能量無(wú)法平衡自身的引力而開(kāi)始縮小,這里推廣到宇宙)。這時(shí),宇宙中的一切都要倒過(guò)來(lái)運(yùn)行。你會(huì)看見(jiàn)太陽(yáng)每天從西邊升起,從東邊落下,月球也會(huì)以相反的方向自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。
當(dāng)宇宙再次變成一個(gè)奇點(diǎn)的時(shí)候(根據(jù)大爆炸理論,宇宙是從一個(gè)奇點(diǎn)開(kāi)始,它是一個(gè)曲率無(wú)窮大的點(diǎn),在奇點(diǎn)處,任何定律都會(huì)失效),宇宙中的一切都會(huì)從零開(kāi)始(因?yàn)楫?dāng)宇宙淪為奇點(diǎn)的時(shí)候,所有的天體就會(huì)聚集在一個(gè)點(diǎn)上,因此密度無(wú)窮大。久而久之,這些物質(zhì)就會(huì)在奇點(diǎn)里產(chǎn)生熱量并發(fā)生核聚變,使奇點(diǎn)能夠再次膨脹)。我們無(wú)法預(yù)測(cè)下一次奇點(diǎn)膨脹后會(huì)發(fā)生什么。也行它會(huì)按照以往的方式膨脹,也可能以其他的方式開(kāi)始膨脹。然后繼續(xù)收縮,直到宇宙再次淪為奇點(diǎn)嗎,這樣陷入無(wú)限的輪回之中。也是這就是宇宙的終極演化。