(十四)縱談宇宙

 

(一)宇  宙

    宙universe)

宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙是物质的世界,它处于不断的运动和发展中,在空间上无边无界,在时间上无始无终。宇宙是多样而又统一的。

它的多样性在于物质的表现形态;它的统一性在于其物质性。古人说:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地。”宇宙,一般当作天地万物的总称。人类对宇宙的认识,从太阳系到银河系,再扩展到河外星系、星系团乃至总星系。

现在,人们的视野已达到一百多亿光年的宇宙深处。有人把总星系称为“观测到的宇宙”、“我们的宇宙”;也有人把总星系称为宇宙。

宇宙天体呈现出多种多样的形态:有密集的星体状态,有松散的星云状态,还有辐射场的连续状态。各种星体千差万别,它们的大小、质量、密度、光度、温度、颜色、年龄、寿命也不相同。

天体不是同时形成的!球状体是在形成中的星体,O型星、B型星是年轻甯P,主序星(包括太阳)是中年甯P,白矮星和中子星是老年甯P。每个天体都有它的发生、发展、衰亡的历史。但作为总体的宇宙则不生不死,无始无终。

宇宙是指所有实际观测到或假想的天体及现象所组成的整个客观世界。

宇宙的主要成分包括:星系、甯P和星团、星云(星际气体和尘埃云)。还有许多较小的成分,如行星、卫星、彗星和流星。除了这些天体和弥漫的物质外,宇宙还含有引力场及各种形式的辐射,如可见光、电磁波、X射线等等。

16世纪起,哥白尼的太阳为宇宙中心的学说、第谷的天体精密测量、开普勒的数学发现、伽利略的观测和论证以及牛顿的万有引力论等等,在大约200年间,使人们开始意识到宇宙可能是无限的,宇宙的中心并非有特定的位置。

17世纪末期,有人将银河系描绘成扁平的甯P和星云体系,在太空中自成一体,到20世纪初,科学家成功地指出银河系的大小和太阳在银河系中的位置。进而更确认银河系之外还存在着别的星系。

(資料來源:中國科普展覽館-宇宙-宇宙)

 

(二)宇宙的起源

 

宇宙的起源

千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。

直到今天,科学家们才确信,宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。

   在爆炸发生之前,宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,之后发生了大爆炸。

 大爆炸使物质四散出击,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、甯P、行星乃至生命,都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。然而,大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释,“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西? “大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。

 

大爆炸理论big-bang cosmology)

现代宇宙系中最有影响的一种学说,又称大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实。

它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。

在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。

 

根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:

在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、

电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。

当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;

化学元素就是从这一时期开始形成的。

温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束(见元素合成理论)。宇宙间的物质主要是质子、电

子、光子和一些比较轻的原子核。

当温度降到幾千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的甯P体

系,成为我们今天看到的宇宙。

大爆炸模型能统一地说明以下幾个观测事实:

1)大爆炸理论主张所有甯P都是在温度下降后产生的,因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间

为短,即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。

2)观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释,那么红移就是

宇宙膨胀的反映。

3)在各种不同天体上,氦丰度相当大,而且大都是30%。用甯P核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而

根据大爆炸理论,早期温度很高,产生氦的效率也很高,则可以说明这一事实。

4)根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等,可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾

预言,今天的宇宙已经很冷,只有绝对温度幾度。1965年,果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐

射,温度约为3K。

 

(資料來源:中國科普展覽館-宇宙的起源)

 

(三)恆星世界

 

恆星世界

凡是由炽热气态物质组成,能自行发热发光的球形或接近球形的天体都可以称为甯P。   

自古以来,为了便于说明研究对象在天空中的位置,都把天空的星斗划分为若干区域,在我国春秋战国时代,就把星空划分为三垣四象二十八宿

在西方,巴比伦和古希腊把较亮的星划分成若干个星座,并以神话中的人物或动物为星座命名。

 

1928年国际天文学联合会确定全天分为88个星座。宇宙空间中估计有数以万亿计的甯P,看上去好象都是差不多大小的亮点,但它们之间有很大的差别,甯P最小的质量大约为太阳的百分之幾,最大的约有太阳的幾十倍。

 

由于每颗甯P的表面温度不同,它发出的光的颜色也不同。科学家们依光谱特征对甯P进行分类,光谱相同的甯P其表面温度和物质构成均相同。

 甯P的寿命也不一样,大质量甯P含氢多,它们中心的温度比小质量甯P高的多,其蕴藏的能量消耗比小的更快,故过早地戕折,只能存活100万年,而小质量甯P的寿命要长达一万亿年。

甯P有半数以上不是单个存在的,它们往往组成大大小小的集团。其中两个在一起的叫双星,三、五成群的叫聚星,幾十、幾百甚至成千上万个彼此纠集成团的叫做星团,联系比较松散的叫星协。

 

(資料來源:中國科普展覽館-恆星世界)

 

(四)恆星的演化

 

恆星的演化

哈勃拍摄的行星状星云NGC7027向我们提供了一个类似太阳的甯P崩溃时的详细资料:暗蓝色的外围星云气体,巨大的网络状结构横亘内部的红色尘埃中,显著的中心白点,灼热的中央白矮星,星云的这些显著结构,详细表达了甯P临死时的活动。

 

在红巨星阶段,甯P的氧-碳内核已经不再发生热核反应, 即使外壳对核的压力增大,内核也得不到充分的压缩而引起碳-氧继续聚变, 但内核周围的氢层和氦层继续燃烧,并且向外扩展,这种情况下,引力与排斥力开始不稳定, 甯P便开始一鼓一缩的脉动。

红巨星稀薄的包层向外以星风的形式逃逸,形成同心圆结构; 随着红巨星大气的丧失,中心星由于极高的密度和温度产生类似爆发的高速星风, 将剩余的气体与尘埃抛出,形成不规则的块状结构和气泡结构,这张照片是哈勃广角行星镜头拍摄的可见光波段和红外波段的合成图像,.NGC7027距离我们3000光年,位于天鹅座。

(資料來源:中國科普展覽館-恆星的演化)

 

最近的恆星-太陽

从人类赖以生息繁衍的地球向外看,天空最引人注目的就是给人类光明和温暖的、灿烂辉煌的太阳。

太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。人们看到的太阳表面叫光球。光球以上的部分是色球层,色球层的外围是日冕层。这样三个层面合起来构成了太阳的大气层。

 

太阳的直径约为140万千米,地球的直径约为1.3万千米,太阳与地球相比,太阳的直径是地球直径的109倍。109的立方,约为1300000。那么,太阳的体积大约是地球体积的130万倍。

太阳不存在固态表层,它不会像地球那样整体自转。 太阳的平均密度为1.4克/厘米3,比水大一些。但是太阳里外的密度是不一样的。它的外壳大部分为气体,密度很小。但是越往里面,物质越稠密,密度越大。核心的密度可能为160克/厘米3,这比钢的密度还大将近20倍。它的总质量约为2.0×10 30千克,是地球质量的33万倍。太阳每时每刻都在稳定地向宇宙空间发射能量,其中只有约22亿分之一的能量,主要以辐射形式来到地球,成为地球上光和热的主要来源。太阳的核心不停地发生着氢核聚变成为氦核的热核反应,每秒钟烧掉6亿多吨氢核燃料,在聚变为氦时,实际消耗的氢核约400万吨。太阳的巨大能量就是这样产生的。

(資料來源:中國科普展覽館-太陽)

 

(五)太陽系

 

太阳系

太阳系是由受太阳引力约束的天体组成的系统,它的最大范围约可延伸到1光年以外。太阳系的主要成员有:

太阳(甯P)、九大行星(包括地球)、无数小行星、众多卫星(包括月亮),还有彗星、流星体以及大量尘埃物质和稀薄的气态物质。

在太阳系中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,其它天体的总和不到有太阳的0.2%。

太阳是中心天体,它的引力控制着整个太阳系,使其它天体绕太阳公转,太阳系中的九大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星)都在接近同一平面的近圆轨道上,朝同一方向绕太阳公转。 

 

 

距离
(AU)

半径
(地球)

质量
(地球)

轨道倾角
(度)

轨道
偏心率

倾斜度

密度
(g/cm3)

太阳

0

109

332,800

---

---

---

1.410

水星

0.39

0.38

0.05

7

0.2056

0.1°

5.43

金星

0.72

0.95

0.89

3.394

0.0068

177.4°

5.25

地球

1.0

1.00

1.00

0.000

0.0167

23.45°

5.52

火星

1.5

0.53

0.11

1.850

0.0934

25.19°

3.95

木星

5.2

11.0

318

1.308

0.0483

3.12°

1.33

土星

9.5

9.5

95

2.488

0.0560

26.73°

0.69

天王星

19.2

4.0

17

0.774

0.0461

97.86°

1.29

海王星

30.1

3.9

17

1.774

0.0097

29.56°

1.64

冥王星

39.5

0.18

0.002

17.15

0.2482

119.6°

2.03

 

 

 九大行星中,一般把水星、金星、地球和火星称为类地行星,它们的共同特点是其主要由石质和铁质构成,半径和质量较小,但密度较高。

把木星、土星、天王星和海王星称为类木行星,它们的共同特点是其主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成,石质和铁质只占极小的比例,它们的质量和半径均远大于地球,但密度却较低。

冥王星是特殊的一颗行星。

行星离太阳的距离具有规律性,即从离太阳由近到远计算,行星到太阳的距离(用a表示)a=0.4+0.3*2n-2(天文单位)其中n表示由近到远第n个行星(详见上表) 地球、火星、木星、土星、天王星、海王星的自转周期为12小时到一天左右。

但水星、金星、冥王星自转周期很长,分别为58.65天、243天和6.387天。

多数行星的自转方向和公转方向相同,但金星则相反。

除了水星和金星,其它行星都有卫星绕转,构成卫星系。

在太阳系中,现已发现1600多颗彗星,大多数彗星是朝同一方向绕太阳公转,但也有逆向公转的。彗星绕太阳运行中呈现奇特的形状变化。

太阳系中还有数量众多的大小流星体,有些流星体是成群的,这些流星群是彗星瓦解的产物。大流星体降落到地面成为陨石。

太阳系是银河系的极微小部分,它只是银河系中上千亿个甯P中的一个,它离银河系中心约8.5千秒差距,即不到3万光年。

太阳带着整个太阳系绕银河系中心转动。可见,太阳系不在宇宙中心,也不在银河系中心。 太阳是50亿年前由星际云瓦解后的一团小云塌缩而成的,它的寿命约为100亿年。

 

 

行星menu.jpg (13662 bytes)

(資料來源:中國科普展覽館-浩翰無垠的宇宙-太陽系)

 

 

 

(六)宇宙縱談

宇宙縱談

翻开人类文明史的第一页,天文学就占有显著的地位。巴比伦的泥碑,埃及的金字塔,都是历史的见证。在中国,殷商时代留下的甲骨文物里,有丰富的天文记录,表明在黄河流域,天文学的起源可以追溯到殷商以前更为古远的世代。  

人类对天文世界的认识是从自身所处的太阳系开始的。太阳是太阳系的中心天体,占有太阳系总质量的99.86%。太阳系的其他成员:行星、小行星、彗星、流星,都绕着太阳旋转。

从天文学的角度看,地球贵在是一个适于生物存在和繁衍的行星。虽然我们相信宇宙间还会有千千万万个能够繁殖生命的星球,但以目前的科学水平,我们还不能发现它们。作为行星,地球只是太阳系的一个普通成员。它的物理结构和化学组成虽然有自己的特点,但并不特殊。

太陽系

连地球在内,太阳系内已经知道的大行星有九个,从离太阳最近的算起,依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。它们都沿着同一方向自西向东绕着太阳转动,轨道都是椭圆的。大多数行星的轨道,都大致在同一平面上。

冥王星离太阳最远,轨道直径约120亿公里。但太阳系的边界并不到此为止,可能还要遥远得多。除了水星和金星,太阳系的九大行星周围都有卫星环绕。地球有一个卫星──月球,直径约3,500公里,在太阳系里算是一个大型卫星。

小行星是太阳系里较小的天体,已经发现数千颗,其中最大的一颗──谷神星,直径约1,000 公里。大部分小行星分布在火星和木星的轨道之间。

彗星也是太阳系中质量较小的天体。绝大多数彗星沿着非常扁的椭圆轨道绕太阳运行。它们在靠近太阳时显得十分明亮,而且拖着一条长尾巴。

流星体是太阳系内更小的天体,大多数还没有豌豆那样大,质量不到1克。流星体是固态的,也绕太阳转动,但轨道千差万别。它们经常会闯入地球大气层。由于速度很高,流星同地球大气的分子碰撞而发热、发光,形成明亮的光迹,划过夜空,称为流星现象。绝大部分流星体在进入地球大气时化为气体,也有一些比较大的或特别大的,在大气中没有烧尽,落到地面上便是陨石。  

 

太陽

太阳是地球上光和热的泉源。作为甯P来说,太阳既很普通又很典型。它在各类甯P中不算亮也不算暗,不算大也不算小。它的质量约为2,000亿亿亿吨,半径约70万公里。太阳的中心处在很高的压力下,温度约达1,500万度。那里的高温高压导致热核聚变(就像氢弹爆炸),每秒钟释放的能量可供地球上按现在的消费水平使用1,000万年。太阳内部产生的这种能量,辗转经历千万年的时间才传到太阳表面,然后辐射到周围的空间中去。

太阳由约71%的氢、27%的氦和 2%的其他元素组成。表面温度约6,000 度。作为太阳大气外层的日冕含有温度高达100∼200万度的电子气体。太阳外层大气以及太阳磁场,延伸到极其广阔的太阳系空间。  

随着天体物理学的进展,我们已经能够大概地描绘出太阳(以及绝大部分甯P)的发生和发展的历程。大约在50亿年前,太阳的前身──银河系里的一团尘埃──气体云,由于引力收缩,在幾亿年中聚集成为发光的“星前”天体,随即形成了太阳系的雛形。

星前天体在继续收缩中使中心部分愈来愈热,当温度升至700万度以上时,便产生核聚变,也就是由四个氢原子核聚变为氦原子核的“氢燃烧”过程。氢燃烧释放出的巨大能量使太阳内部的辐射压力和气体压力一起抵挡住进一步的引力收缩,这时太阳便进入了较为稳定的平衡时期。 太阳所含的氢估计足够燃烧 100亿年。太阳现在的年龄约50亿岁,所以正处在中年。

到了氢燃烧末期,太阳的核心部分主要是聚变的产物──氦,外壳部分则仍以氢为主。由氦构成的核心由于引力作用,愈缩愈密,氢包壳则在继续燃烧中膨胀,使太阳变成表面温度较低而体积很大的红巨星。红巨星的氦核心部分继续收缩,直到中心温度达到一亿度时,开始了内部的“氦燃烧”,也就是氦聚变成碳的过程。到了氦燃烧末期,由碳构成的核心不断收缩,而其外壳可能很快膨胀成为与中心脱离的行星状星云,而中心体在太阳原始质量的条件下不足以引起“碳燃烧”,就继续收缩,直到形成密度非常大、亮度很低的白矮星。

 

銀河系

银河系中估计有数以千亿计的甯P,比较稀疏地分布在尺度约10万光年的空间范围里。在已经研究过的甯P中,它们的化学组成大同小异,质量的差别也不是很大:最小的质量大约为太阳的百分之幾,最大的不过为太阳的 120倍。不同质量的甯P在自己的各个演化阶段中呈现出不同的颜色和光度。不同甯P的光度,以每秒钟发出的能量来看,可能相差很大。例如一些超巨星,光度可达太阳的200万倍,而像白矮星那样的暗星,,光度则只有太阳的幾十万分之一。当然还有许多我们没有能够观测到的那些并不发光或正在熄灭的星体,它们的光度等于或接近于零。  

许多甯P的光度会发生引人注目的变化。其中变星的光度变化是周期性的,周期从一小时到幾百天不等,也有的可以长达两三年。另有一些甯P的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星。它们是处在演化过程的某个转折点上,内部严重失去平衡,导致星体剧烈爆炸发出强光。规模较小的可以引起光度突增幾万至幾百万倍,称为新星,而规模大的则幾乎把星体全部质量都抛射出去,这时的光度突变可达千万倍至上亿倍,称为超新星。

甯P的大小十分悬殊。尽管处在氢燃烧阶段的各类甯P直径相差最多不过幾百倍,但是在演化的某些阶段上则不然,如包壳膨胀时形成的超巨星,直径可达太阳的幾百或幾千倍。

而演化末期的白矮星和中子星,星体物质高度压缩,内部密度可达水的十万倍到百万亿倍,直径却只有太阳的幾万分之一到幾十分之一。  

尽管各种甯P的性质千差万别,但是它们的演化幾乎都可以用核聚变为主的理论来解释。事实上,只要确定星体的起始质量和化学组成,就可以推断出这颗甯P从诞生到死亡的每一个阶段的物理特性。上面所说的形形色色的甯P,都可以被认为是具有某种起始质量的星体演化到某一特定阶段的表现。甯P演化理论的建立,无疑是二十世纪天文学的一个重大成就。尽管这种理论并非无懈可击,但是它为理解甯P的基本性质奠定了坚实的基础。

而由此引伸出来的一些结果,如化学元素的起源学说,以及包括黑洞在内的超密态天体的预测等,除了天文学上的意义外,对现代物理学的影响也是不可低估的。  

 

恆星

甯P在空间中常常不是孤立的。估计由两颗星组成的双星可能占全部甯P的三分之一。还有三、五颗星聚在一起的,组成聚星。也有幾十、幾百乃至幾百万个聚在一起的,形成星团。

所有甯P都沉浸在星际物质的海洋中。星际物质包括星际气体和尘埃等,平均密度约为每立方厘米一个原子(种密度就好比一个能装3千万亿亿个小球的容器里只装着1个小球)。

星际物质高度密集的地方形成星云。星云与甯P、是天文世界中两种互相矛盾又互相转化的实体。星云是构成甯P的原料,而甯P向空间抛射的物质也成为星云的一部分原料。

夏夜仰望天空,可以看到横贯天空的银河。从望远镜里看去,银河实际上是由千千万万颗星星组成的。这些星星构成了庞大的甯P集团取名为银河系。在银河系里,大部分甯P集中在一个扁球状的空间范围内,侧面看去像一只铁饼。我们的地球也在这个铁饼里,人们肉眼看到的银河正是这个“铁饼”的一部分。在银河系里,甯P的总数在1,000亿颗以上,此外还有各种类型的银河星云、星际气体和尘埃。  

银河系的扁球密集部分,直径约十万光年,中心厚约一万光年;除了扁球系统外,还有一部分甯P稀疏地分布在一个圆球状的空间范围内,形成所谓的银晕。整个银河系在转动着,离开中心的距离不同,转动速度也不同。太阳带着太阳系的其他天体,以每秒250公里的速度绕银河系中心转动,转一周约需2.5亿年。

银河系以外还有许许多多同银河系规模相当的庞大天体系统,它们曾被形象地称为“宇宙岛”,一般称为河外星系,简称星系。

星系也聚成大大小小的集团,有双重星系、多重星系以至由成百上千个星系组成的星系团。

用目前最大的望远镜可以观测到数以十亿计的星系,其中离我们最远的估计达150亿光年。河外星系按它们的形态可以分为椭圆星系、旋涡星系和不规则星系等类型。它们的演化历程目前尚无定论。但是上个世纪六十年代以来,许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外目标,陆续进入天文学研究的前沿。这些目标包括类星体、各种射电星系、塞佛特星系、蝎虎座BL型天体等,统称为“活动星系”。对它们的研究涉及宇宙间规模巨大的能量产生、释放和转移的过程,同时也接触到星系的发生和发展的线索。  

从对月亮、太阳到银河再到河外星系的观测,使人类认识宇宙的范围扩展到以百亿光年为尺度的广阔空间。然而宇宙中的无穷奥秘我们还知道得很有限。

 

天體運行

人类的祖先测量太阳、 月亮、 星星在天空的位置,研究它们的位置随着时间变化的规律、

从而为农,牧业生产的需要确立了时间、节气和历法。这就是说,是他们最初创建了天体测量学,认识到天体运行的规律性,把它应用到时间服务和历书编算上,为生产服务;而生产的发展又不断地促进了天体测量学的发展。 

早在十六世纪以前,中国的天象观测已达到非常精确的程度。中国古代天文学家,如落下闳、张衡、祖冲之、一行、郭守敬等,设计制造出精巧的观测仪器,通过甯P观测,以定岁时,上百次地改进历法。在西方,古代天文学家倾注很大力量,研究行星在星空背景中的运动。

 

天體學說

他们年复一年,精益求精地测量行星的位置和分析行星运动的规律,终于导致了中世纪哥白尼日心学说的创立。这是自然科学的一次辉煌进步。

日心学说的发展到十七世纪达到了高峰。牛顿把力学概念应用于行星运动的研究,发现和验证了万有引力定律和力学定律,并创立了天文学的一个新的分支──天体力学。天体力学的诞生,使天文学从单纯描述天体的幾何关系,进入到研究天体之间相互作用的阶段。也就是说,从单纯研究天体运动的状况,进入到研究造成这些运动的原因。

天体之间的引力作用虽然说明了许多天文现象(地球运动、潮汐现象、太阳系天体乃至星团、星系动力学现象),却不足以阐明天体的本质。十九世纪中叶以来,物理学的重大发展把天文学推进到一个新的阶段。

以测定天体亮度和分析天体光谱为起点的:天体物理学成为天文学科的一个新的生长点。十九世纪末到二十世纪初,量子论、 相对论、 原子核物理学和高能物理学的创立,给了天文学以新的理论工具。研究天体的化学组成、物理性质、运动状态和演化规律,使人类对天体的认识深入到问题的本质。

天体物理学带来的第一个成就,是天文学家从此可以有根有据地谈论天体的演化。天体物理学的诞生标志着现代天文学的起点。天文观测也在这时进入到一个新的阶段。

 

天文觀測

回顾十七世纪以前,天文工作者在漫长的年代里只是靠肉眼来观测天象,能看到的星星不过六、七千颗。十七世纪,伽利略首创的天文望远镜,使人类的眼界忽然大大开阔。

随着光学技术的发展,望远镜的口径愈来愈大,人类的视野从我们周围的太阳系,从太阳系所在的、由数以千亿计的甯P和星云组成的银河系,扩大到银河系以外广袤无垠的空间。

目前借助各种望远镜“视力”,数以十亿计的河外星系呈现在我们眼前。这些种类繁多、 结构复杂、 内容丰富、而大部分却是非常遥远而暗弱的天文对象,需要有很大的望远镜来进行观测,特别是分光观测。

二十世纪初以来,直径2米直到5∼6米的大型光学望远镜的发展,尤其重要的是近三、四十年来射电天文学和空间天文学的相继诞生,使天文观测手段不但具有空前的探测能力和精度,而且使天文观测的领域扩展到了整个电磁波段。

这就是说,除了肉眼可以看见的光波以外,天体的紫外、红外、无线电、X射线、γ射线的现象也都能尽收眼底。十分明显,我们的时代正在经历着天文学的一次新的巨大飞跃。  

观测手段的飞跃使天体物理学进入空前活跃的阶段。

如果说天体物理学在它诞生之初就对物理学作出某些贡献,如从太阳光谱中发现了化学元素氦,对星云谱线的分析提供了原子禁线理论的线索,对太阳和甯P内部结构的研究获得了热核聚变的概念,从甯P演化的理论引伸出元素综合的假说!

那么,在最近十幾年来天文学上接连发现的新现象,可以说给物理学科,包括天体物理学和其他物理学科分支以一连串的冲击。

像红外源、分子源、天体微波激射源的发现,对甯P形成的研究提供了重要的线索;脉冲星、X射线源、γ射线源的测定,则推动了甯P各阶段演化的研究;星际分子的发现,吸引了生物学界和化学界的注意;类星体、射电星系和星系核活动等高能现象的发现,对已知的物理学规律提出了尖锐的挑战;结合各种类型星系观测资料的积累和分析,星系演化和大尺度宇宙学的观测研究也已经提到日程上来。

从近处看,人们最熟悉的太阳,由表及里都有一些意外的发现,如太阳内部“核工厂”中的“中微子失踪案”,太阳表面层现象的脉动、日冕上出现的冕洞,都向太阳物理学和物理学提出了新的课题;自从人造卫星上天以来,日地空间物理学已经取得了大量的新结果;宇宙飞船远访行星,以及在月球、火星、金星上的着陆考察,使太阳系的构成和演化的研究展现出崭新的局面。

这一切,标志着天文学史上一次新的巨大飞跃带来的成果,人们对于把广阔无边的宇宙空间作为科学实验基地有了更深的印象和更大的信心。人们看到,这个基地有地面实验室难以模拟的物理条件:像星际空间中每立方厘米不到一个原子的高度真空,像中子星内部每立方厘米包含着10亿吨物质的高密度,像脉冲星表面上强达一万亿高斯的磁场,像一些甯P内部和一些甯P爆发时产生的超过100亿度的高温,像一些星系和星系核抛射物质所具有的极高速度──接近于光速、有的看起来甚至大于光速好幾倍的速度,……宇宙空间中诸如此类的表演,绝不仅是地面的物理学、力学、化学乃至生物实验室的简单补充。

事实上,人们意识到在这里交织着宏观世界和微观世界研究的前沿,可能正酝酿着人类认识自然的一次新的突破,而这个势头目前还在增长。光学、射电和空间观测手段的发展,给予天文学、物理学以及其他学科的冲击,将反过来促进天文观测技术的迅速发展,从而再导致更多的新发现。在这样的背景下,当前的天文学领域将日益集中天文学、力学、高能物理学、等离子体物理学、数学乃至化学的重大课题,成为富有生命力的多学科交叉点。

在不远的将来,口径2米以上的光学望远镜将进入空间,而大气外的X射线、γ射线等观测技术也将趋于成熟。随着电子计算机、光学技术、 自动化技术的迅速发展,地面天文观测设备,包括射电天文、光学天文和红外天文的设备,将会产生下一代的巨大口径的望远镜组合系统,其检测暗弱信息和分辨微小细节的能力将达到空前的程度。

天体演化学,宇宙学以及天体物理学其他分支学科的发展步伐将会继续加速,而一些重要的物理学领域,如高能物理学、核物理学、引力论、等离子体物理学等可能在天文研究中找到重要的突破口。  

这些惊人的发展,也给古老的天体测量学和天体力学带来新的推动力。人造天体的发射和应用,给天体力学带来了新的使命,促进了它在理论上和计算技术上的发展。在天体测量方面,由于射电天文、空间技术和激光技术的应用,通过对一些位置已知天体的观测,已能辨别出地面上微小到幾厘米的变化,从而开创了天文学、地球物理学和大地测量学的交叉点天文地球动力学。

(資料來源:中國科普展覽館-宇宙-前言)

 

(七)地外生命

 

地外生命extraterrestrial  life)

地外生命是指地球以外的宇宙空间可能存在的任何生命形式。

多年来,科学家推测地外生命存在的可能性,并进行了搜索,但仍没有探测到地外生命的存在。科学家假定,地外生命的化学特性必须具备:

1、        适合于化学反应的介质;

2、        原子物质在宇宙中普遍存在并有不稳定结构。地外生物学或地外生命的研究,就是在银河系的行星及卫星中调查生命存在的可能性。

长期以来人们想象火星为有生命的行星,但经过几次人类探测器登陆火星,这个想象被打破了。从20世纪60年代初,天文学家就尽力向被假定技术先进的文明世界发射探索信号。如波多黎各的阿雷西沃天文台的305米的阿瑞斯波射电望远镜,功率大到可使距离1000光年的远处接收到发射信号。

同样,哈勃望远镜可以观测到太阳系外的甯P及行星的电磁谱线。通过光谱分析,天文学家可以测定大气分子的温度、类型和丰度,并可依据地球上所知推测某些天体上生命所必需的元素。最广泛的正在进行的计划是美国地外智能的探索(SETI),它集中接收并分析来自宇宙空间的信号。

目前,按照人类已掌握的知识来认识地外生命,是一种科学的探索。我们不能抛开知识体系去任意想象。比如,我们不能说有一种生物可以在太阳上生活。现有的知识告诉我们:

生命不可能在甯P上形成,但生命的诞生、存在和发展又绝对离不开由甯P的光和热所提供的能源。因此,生命出现的第一个条件必然是在甯P周围要有行星存在。通常认为甯P是由气体尘埃云坍缩而形成的。如果密度很低的原始星云在自身引力作用下收缩,逐渐变为一个自转着的扁平圆盘,那么中央主要部分因密度增大、温度升高发生热核反应而形成甯P,周围的薄盘就有可能形成行星系统。

生命的进化是一个极其缓慢的过程,其进程之慢完全可以同甯P演化的时间尺度相比。一种称为蓝-绿藻类的比较高级的单细胞生物早在35亿年前就已经出现了,人类这种智慧生命是在太阳形成后经过45至50亿年漫长时间出现的。

因此,年轻的甯P,即使它周围存在行星,也不可能存在较高级的生命形式。另外,大质量甯P的发光发热寿命只有几百万年,对于生命进化所需要的时间来说也是远远不够的。只有类似太阳或更小一些的甯P才是合适的候选者。在我们的银河系中符合这一条件的甯P约有1000亿颗。

并非所有甯P在形成时都会伴随有一个行星系统。在银河系内,双星约占甯P总数的一半。有一种观点认为,对于双星系统来说,即使已有行星形成,那也要不了多久,这些行星不是落到其中一颗甯P上,就是会被抛入星际空间而远离双星系统。于是,只有单星才是可能的第二轮候选者。如果乐观地假定所有单星都拥有数量不等的行星,那么,银河系内大约可以有400亿颗带有行星的甯P。

生命不可能在任何一颗行星上诞生,行星离开甯P的距离必须恰到好处。同时特别假定液态水的存在是生命存在的前提,那么,这两个条件是十分苛刻的。如果地球离开太阳的距离比现在靠近百分之5,生命就不可能存在;再远百分之1,地球会彻底冻结。甯P周围具有能维持生命所必需的气象条件的行星是极为罕见的。计算表明,能满足这一条件的第三轮候选者充其量也只有100万颗甯P。

100万虽然还是一个不小的数目,但只有能同他们进行某种形式的接触才能最后证实外地生命的存在。目前地球上最强有力的联系手段当推无线电通讯。毫无疑问,不要说几十亿年前的蓝藻,就是人类本身,在100多年前也还没有能力发播无线电讯号。如果再次乐观地假定,有高度文明的外星人在和平繁荣的环境中生活了100万年,科学技术十分发达,财力充足,有能力不停止地向空间发送强大的无线电讯号。

那么,进化成智慧生命需要40亿年,100万年只占其中的万分之二点五。因此,100万个第三轮候选者中能做到这一点的就只有250颗了。250颗甯P平均分布在银河系中的话,离我们最近的也有4600光年。就地球上目前的技术水平,根本无法与之联系。唯一的可能是他们比我们先进,我们来接收他们的讯号。

我们人类生活在自以为宽广的地球上,而地球在太阳系中犹如沧海一粟。如果将太阳系大小比做万步,人类努力探索太空至今,也还只走出一步而已。而太阳系于银河系来说,则更是微乎其微。银河系浩翰10万光年,但比起目前我们观测到的宇宙120亿光年范围来说,又只是琲e一粒沙。而120光年以外是怎么样呢,我们还无法知道。

但是我们相信,在宇宙中生命甚至智慧生命绝不只是地球独有的现象,虽然是罕见的,我们并不孤单。从哲学意义上说,宇宙的无限注定了天体数量的无限,从而也可以注定存在生命的天体数量同样无限。问题只有一个,就是无法发现。

(資料來源:中國科普展覽館-宇宙-地外文明)

 

(八)擴充知識

閱讀了那麼多的宇宙天文知識,也許讓不少的讀者大開眼界,佛法修持原本只是古老的一種宗教學問,但是在方老師的發展過程中,卻一直希望把這種狹窄的宗教主義,擴張為現代科學去發展,因此恐龍的學說研究和天文宇宙的知識,都是現代修持者所必須補充的學問,透過種種不同的科學研究和學問的交流,宗教修持才有機會走出狹窄的門戶,攤在陽光之下曝曬,去除它的霉菌,讓它有一個轉型發展出新生命的機會!

 

從新侏羅紀中,方老師發現到時間的快速推進移動,可以讓宗教修持處理前世今生的過程中,出現了全新的啟示,和發展新佛法的契機!但是在發展過程中,也觸動了另外一種舊勢力的攻擊,那就是古佛所設下的宗教防火牆!

 

這些防火牆被安排設立在各種空間之夾層中,是一般修行者無法注意到的位置上,每一位古佛都留下這一種特殊的設施,共有七種攻擊性的力量,目前方老師已經發現它們的特色並力以處理,所以狀況都尚在掌握中!

但是目前這一種時光推進的修持方法,並沒有馬上往下推廣使用,只有阿闍梨資格的人選才可以學習,等到這一種功法的穩定度沒有問題時,才會公開向下傳授!據方老師目前的佔計,今年513日至14日的清明法會前, 實驗和觀察應該可以全部完成,因此本年度的清明法會中,楞嚴經二十五圓通之訓練過程中,應該可以將這種時光推進的修持方法正式對外傳授!只要曾經接受過彌勒心要密法灌頂的人士,都可以順利接受這一種全新的修持技術!如果沒有受過這種密法灌頂的人,在處理古佛的防火牆時,學習起來可能會有一點困難!

 

目前恐龍世界的力量正在被挖掘和起動,唯識學的修持有一種特色,就是修持唯識佛法的人,身上會有一種特殊的磁場反應,可以將已經死去久遠久年的靈起動,原因是第八識阿賴耶識的力量,可以把古老久遠包藏在種子識之中的古老靈異力量喚醒,所以在416日星期天開始,原本放眼看下去只見恐龍屍骸遍野的空間中,已經開始有一只恐龍站起來活動了!並且為數不少的恐龍蛋中,也開始出現恐龍孵化的反應,小恐龍也慢慢的出現,這些恐龍在第八識種子識之中孕育出來,雖然並不等於在我們的現實世界之中出現,但是在靈異的修持境界之中,本來一直都缺席的大恐龍終於可以現身了,其實也是一種很大的發現!

 

這些龐然大物的出現,並沒有任何的攻擊性,目前都是以天真可愛的活潑方式呈現牠們的動力,牠們以不斷奔跑的方式向前躍進,但是方老師目前還不了解這種活動的意義?在靈異的起動反應之中,並沒有相伴的環境變化出現,牠們也不需要吃任何的食物,因此這一些動作都並不代表牠們的原始活動狀態?可能只是時光推進過程之中的一種反應,我們都要時間觀察才能了解最後的答案!

 

在接觸天文宇宙的知識之前,宗教修持的過程中所出現的內丹,目前已經發現當內丹進入深沈的修煉過程中,內丹會現出類地球的形狀,因此接受完整 的天文宇宙知識,對於內丹的修煉過程中,可以有更大空間的發展,原因是在人體的修煉過程中所出現的異狀,經常與天文學上的宇宙星球之變化,似乎有相 當程度的類似!目前這一種學說都只是在引進中,我們都需要時間才能證明它們之間,是否還有其它特殊的意義?

417日完稿)