你知道嗎--現代科學中的100個問題

第5部分 (第1/4頁)

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但是再往後又將發生什麼情況呢？

在一顆恆星超過氦階段繼續向前發展的過程中，該恆星核心的溫度將會變得越來越高。有人提出一種理論說，當恆星發展到鐵階段時，其核心的溫度將會高到足以引起產生大量中微子的核反應。由於中微子不會被星體物質所吸收，所以它們一旦形成，就會以光速向四面八方飛奔，並把能量一起帶走。這樣一來，恆星的核心就會失去能量，並且很快就突然冷卻下來，結果，這顆恆星就會坍縮成一顆白矮星。

在坍縮過程中，它的外層，由於仍然含有許多沒有鐵原子那麼複雜的各種原子，因而將會全部立即發生聚變，並爆炸而成為一顆“新星”。由此產生的能量將會形成一些比鐵更為複雜的原子，即週期表中位於鐵以後的各種原子——一直到鈾原子和超鈾原子為止。

含有重原子的這種“新星”的碎屑將和星際氣體混合在一起。由這類氣體所形成的恆星就是“第二代恆星”，正因為如此，所以在“第二代恆星”中才含有少量在恆星本身的聚變反應中絕不可能形成的各種複雜原子，太陽就是這樣的第二代恆星，而這也正是地球中為什麼會有金和鈾這類元素的原因。

第18節

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第一，恆星會發射出無質量的電磁輻射——光子，這種電磁輻射包括從能量最大的γ射線到能量最小的射電波（甚至一個冷的物體也會發射出光子；物質的溫度越低，光子也越弱）。可見光就是這類輻射的一部分。

第二，恆星還會發射出中微子和引力子等無質量的粒子。

第三，恆星還會發射出各種具有質量的帶電高能粒子，主要是質子，但同時也包括數量較少的各種原子核及其它各種粒子。它們就是宇宙射線。

恆星發射的所有這些粒子（光子、中微子、引力子、質子等等），只要當它們是單獨出現在宇宙空間的時候，它們將是穩定的。就我們所知，它們可以在數十億年的時間內不發生任何變化地透過數十億光年的真空。

由此可見，恆星所發射的一切粒子只要沒有遇到任何會把它們吸收掉的物體，就會一直存在下去。拿光子來說，幾乎任何東西都能把它們吸收掉。能量很大的質子就較難被別的東西阻擋和吸收，至於中微子，那就更難被別的什麼東西阻擋和吸收了。關於引力子的情況，直到目前為止，人們尚未弄清。

假如我們的宇宙中，除了以固定不變的位形分佈的恆星以外，什麼東西也沒有的話，那麼，由某一顆恆星所發射出的每一顆粒子，除非它遇到了另一顆恆星並被吸收掉，否則，都一定會在宇宙空間“旅行”。在這種情況下，所有的粒子將只會從一顆恆星“旅行”到另一顆恆星，這樣，總的說來，每一顆恆星都應當能夠收回它所發射出去的全部能量。從這種假定出發，宇宙似乎應當會永遠不變地繼續下去。

但是以下三個事實的存在、使實際情況不會象上面所說的那樣。

第一，宇宙並不是單由恆星所組成，而是包含有大量的冷物質，從巨大的行星直到星際塵，當這些粒子遇到冷物質時，粒子就被吸收，冷物質則發射出能量較小的粒子以作為交換。這就意味著，總的來說，冷物質的溫度會逐漸上升，而恆星所含的能量會逐漸減少。

第二，恆星以及其他天體發射出來的某些粒子（如中微子和引力子）被物質吸收的機率是如此之小，以致在宇宙的整個生存期間，業已被吸收的只佔其中很小的一部分。這就意味著，在恆星發射出來的全部能量中，有很大一部分仍在宇宙空間中“旅行”，而這同樣也等於說，恆星所含有的能量正在逐漸減少。

第三，宇宙正在膨脹。這就意味著星系與星系之間的空間正在逐年擴大，因此甚至象質子和光子等一類能被其他物體吸收的粒子，平均說來，也要旅行更長的路程才遇到其他物體而被吸收掉。正因為如此，恆星所吸收的能量抵償不了它所發射的能量的傾向正在逐年加大。同時，為了填補因宇宙膨脹而增大的這部分宇宙空間，就一定會有額外的能量（亦即快速的高能的、但尚未被吸收的粒子）進入到這部分宇宙空間。事實上，這個道理是很明顯的，只要宇宙還在繼續膨脹，總的來說，它將會繼續變得越來越冷。

當然，如果宇宙有朝一日開始再一次從膨脹轉為收縮的話，情況就會倒轉過來，到那時，宇宙將會開始再一次逐漸變熱起來。

第19節