笔趣三小说

深邃宇宙的蛛丝马迹（第3页）

使用粒子加速器建造的这一早期版的大型强子对撞机，其控制器将能确保达到每秒近6亿次的碰撞。据欧洲核子研究中心透露，每一次碰撞将重造大爆炸后仅十亿分之一秒的情景——高能量放射的火球，科学家称此是150亿年前发生的，是它将宇宙变成实实在在的东西。

这些粒子所发生的情况将被最高级的计算机所记录，欧洲核子研究中心研究人员认为，他们将获得有关已知宇宙物质或未知物质是如何形成的知识。他们希望还能以此了解暗物质和可见物质的更多知识。

超乎想象的宇宙钙含量

据国外媒体报道，来自荷兰SRON宇宙研究机构的天文学家们日前研究发现宇宙中含有的钙元素的数量要比我们以前想象的多得多。天文学家们是在利用欧洲航天局的XMM-on天文望远镜进行观测研究后得出这一结论的。这一发现给天文学家们研究宇宙的历史提供了一个新的视角，因为宇宙中超新星的爆发与空间中的元素分布情况有密切的联系。

人类的血液中有铁，呼吸时有氧，骨骼中有钙，沙子中含有硅，宇宙空间中的元素分布更是多种多样。古老的恒星濒临死亡的时候，它所释放出来的巨大能量会将附近的所有物质都分解成原子，这一过程也就是我们常说的超新星爆炸事件。这些原子在宇宙中飘流并重新组合，最终就会形成新的恒星、行星甚至生命。

但是，元素在宇宙中的存在开始是怎样的，它们分布的情况又是怎样的，这些对我们来说还都是未解之谜。来自荷兰SRON宇宙研究机构的古文学家杰勒尔·普拉在他的最新研究成果中回答了这个问题。他表示，在遥远的星系或者星群中可以找到答案，这些星系和星群就像是宇宙中的大城市一样。

普拉称：“宇宙中包含着众多的星系，每个星系中都有成千上万颗恒星。星系一般都被周围由热气体构成的云团包围着，这些云团中又包含着许多的星群，看上去就像是一团烟雾。由于星系的体积巨大且成员众多，它包含了宇宙中的绝大部分物质。在过去的10亿多年里，超新星的爆炸又使得这些云团包围得更加紧密，同时也使得宇宙中的元素分布更加不均匀，绝大部分的元素都被吸附到了星系当中，如氧元素、硅元素和铁元素。”

普拉利用XMM-on天文望远镜对22个星群进行了观测，结果发现在这22个星群中包含着氧、氖、硅、硫、氩、钙、铁和镍等多种元素，而这些星群历史上曾经发生过数十亿次超新星爆炸，爆炸对星群中的元素分布产生了不小的影响。普拉把现实测量到的星群元素数量与超新星理论模型进行了比对，发现现实星群中钙元素的含量是理论值的1．5倍。

普拉和他的同事们还发现这些星群中的许多超新星都是在两颗恒星相互影响的死亡之舞中产生的。这种死亡之舞的结果就是其中一颗质量较小的恒星表面物质脱离本体，附着在另一颗恒星上而形成一颗白矮星。随着白矮星的质量不断增大，其引力已经不足以维持其庞大的身躯，于是就会发生爆炸，超新星也就应运而生了。

普拉称：“在我们观测的星群中约有一半的超新星都是这样产生的。在银河系中，这样的超新星还有很多，我们估计通过这种方式产生的超新星可以占到银河系恒星总数的15％。”

这项研究成果对于天文学家们制造超新星模型具有非常重要的意义，普拉称：“到目前为止，超新星专家必须要有根据地推测超新星准确的爆炸过程。因为我们宇宙中存在着数十亿颗超新星，而我们对这些超新星年龄的测定也要比以前准确许多，这些信息也可以帮助天文学家们认识白矮星的死亡过程。”

“大爆炸”并非宇宙真正起点

据国外媒体报道，美国北卡罗莱那大学天文物理学家提出的最新宇宙演化模型，成功解决了现有宇宙学中所存在的矛盾之处。

宇宙大爆炸美国科学家提出的这项最新假说认为，宇宙一直在重复着扩张和收缩的过程，而所谓的“大爆炸”时刻则被排除了。

按照这一理论，在宇宙扩张阶段，暗物质（人类至今也未能揭开其本质）会使宇宙扩张得越来越快，直到各种天体间的距离足够大且无法发生相互作用时，由暗物质驱动的这一扩张过程才会停止下来。而在此时，无论是体积巨大的黑洞，还是极其微小的原子，都将被完全破坏。

这一新理论认为，在“时间陷入停滞”状态的一瞬间，一切又将开始进入一个完全相反的发展过程。那些被完全撕碎的物质碎片又开始聚合在一起并导致“大爆炸”的发生，一个新的宇宙也将因此而诞生。

北卡罗莱那大学的科学家们指出，这一周期性的过程已经持续了很多次，并且催生出了越来越“新”的宇宙。

其实，有关宇宙具有周期性演化特性的理论在很早以前便已有人提出，但这些早期理论中存在着大量与现有物理学定律相矛盾的地方。而美国科学家提出的最新假说成功解决了这些矛盾。不过，这一理论的正确性要等到今后几年中新一代的天文望远镜投入使用后才能得到验证。

宇宙黑洞吞噬恒星

美国宇航局（NASA）研究人员说，他们通过太空望远镜首次观测到恒星被宇宙黑洞吞噬的过程。

加利福尼亚理工学院研究人员苏维·格扎里说，NASA一架太空望远镜2004年意外捕捉到两束来自牧夫星座的紫外线光波。由于如此强烈的紫外线光只在黑洞吞噬恒星时才会产生，科学家据此在随后两年内跟踪观测到位于牧夫星座中心的黑洞撕裂并逐渐吞噬一颗恒星的过程。

格扎里解释说，每个星系中心都存在一个黑洞，它拥有巨大引力，能吞噬其附近包括光在内的任何物体。

NASA科学家说，这颗属于牧夫星座的恒星在运行过程中逐渐靠近黑洞，被引力“撕裂”成几部分。被分裂的星体残片先是在黑洞附近盘旋，最终被吸进黑洞。这个过程释放出紫外线，被太空望远镜探测到。

格扎里说，“这是人类首次详细观测到这样的奇观，因为每1万年才会有一颗恒星运行到黑洞附近，被撕裂吞噬”。

高科技破解伽玛射线形成之谜

据国外媒体报道，2002年，天文学家们首次在宇宙中发现了来自于天鹅座的强烈伽玛射线，射线中蕴藏着巨大的能量。这一射线的发现使天文学家异常兴奋，但同时也给他们带来了许多新的困惑。能够产生如此高能射线的地区必定存在着强磁场，一般情况下只有超新星的爆炸或者是巨大的黑洞才有这个能力，但是天鹅座地区却并不具备这种条件。来自范德比尔特大学的物理学家们经过研究提出了一种新的理论可以合理地解释这一神秘现象，他们还表示在数亿年前地球也可能遭受过这样强烈伽玛射线的袭击。

按照目前的天体物理学理论，高能宇宙伽玛射线的形成需要有一个非常强大的磁场空间，而能够产生如此强大磁场空间的只有恒星爆炸或者是在许多星系中央存在的超级黑洞。然而天鹅座只是一个由年轻的、高温的、明亮的恒星组成的星系，根本不具备释放出高温伽玛射线的能力，所以，天文学家们探测到的天鹅座伽玛射线的形成必然有其他的原因，范德比尔特大学的物理学家托马斯·韦勒和他的同事们提出的新理论也就应运而生了。这个新理论可以解释天鹅座恒星的特点，揭密天鹅座恒星周围核子风暴的秘密以及为什么这里可以产生高温伽玛射线。

伽玛射线为地球和其他宇宙空间提供了一个看不见但是却非常重要的联系，它对我们的日常生活也有着深远的影响。它可以使土壤和岩石发生化学变化，引发雷电，甚至通过影响云层的形成而影响地球的气候变化。我们现在使用的电子芯片体积很小，这使得单一的射线都有可能造成计算机系统的崩溃。对于经常坐飞机的人来说，伽玛射线还会增加他们患癌症的几率。如果大量的伽玛射线袭击地球，就有可能使地球上的生物灭绝。

人类首次发现宇宙射线是在1912年，当时是通过一次热气球实验发现的。当时，科学家们就对射线中所蕴含的巨大能量感到非常惊奇并从那时起开始研究这些射线的来源。起初，几乎所有的科学家们都认为这种射线来自于外太空。到今天，科学家们已经认识到这些射线是由不同的物质组成的，它们包括伽玛射线、电子射线、质子射线及核子射线，对于这些射线的起源，科学家们也有了更深入的认识。绝大部分的低能射线都是由太阳产生的，但高能射线还是来自于宇宙深处。

尽管经过了许多年的研究，但宇宙射线对于我们来说还是有许多秘密，例如蕴含能量最高的质子射线究竟是怎么回事。质子射线就好像是棒球运动中的击球手一样，在射线形成之初，数亿颗质子分享了宇宙能量，但是其中的部分质子似乎可以借助其他质子中的能量逃逸出来，就好像击球手集中全力的一击一样。目前还没有一种理论可以全面地解释这一现象。

还有一个令人不解的问题就是高能伽玛射线的来源问题。在可见光谱范围内，伽玛射线所蕴含的能量是光子的一万亿倍，可以说伽玛射线是我们能够看到的最强烈的光。科学家们曾经做过测试，伽玛射线中一个电子的能量就可以产生1伏特的电压，而一般的伽玛射线中都会含有数万亿个这样的电子。

近年来，天文学家们就宇宙射线的问题，特别是伽玛射线的问题提出过许多理论设想，其中为多数人接受的理论认为伽玛射线的形成是受到了宇宙中的强烈磁场的作用。宇宙中的超强磁场对其中的电子进行了加速，电子的运行速度达到一定强度后就转变成了微波级光子，这种微波光子的能量储存能力就可以提高数千甚至数万倍。当电子运行至脱离磁场范围后，它的能量就会逐步衰减，并逐渐形成我们所看到的伽玛射线。还有一种比较成熟的理论认为宇宙射线的形成与质子和光子的碰撞有关。首先，质子以牺牲自身的稳定性为代价吸收光子，随后质子迅速衰变成亚原子，进而在宇宙中形成伽玛射线。

韦勒称：“我们在研究中发现了一个伽玛射线形成的新理论，天鹅座中的那些恒星可以释放出紫外线，恒星风暴中还包含有质、硅元素等物质，而且其中的核物质带有强烈的正电荷。在这种环境下，由于受紫外线的作用，一个中等强度的磁场也可以加速电子的运行，而且紫外线还有助于核子分裂而形成伽玛射线。这个理论与先前的伽玛射线理论并不冲突，伽玛射线的起因都是由于磁场对电子的加速运动。”