恒星的生命历程


    恒星形成后开始进入生命周期中的氢燃烧阶段，氢的原子核聚变成氦，并向外发放光和热。当恒星中的氢消耗掉10%时就发生收缩，恒星中心部位的温度升高到1 亿k以上。同时，由于恒星内部的活动，恒星外层被中心区域推开，膨胀的恒星变成一颗红巨星。于是，在星球密度很大温度极高的中心部分开始发生氦的燃烧，氦核聚变成铍，碳和氧。这一阶段一直延续到恒星中心部分的氦消耗殆尽，碳和氧所占的比例大致相等时才结束。 氦的燃烧阶段结束时，星球中心区域收缩，温度重新上升。在一些质量足够大（质量至少是太阳的4倍）的恒星里，中心的温度可以达到10亿k，碳和氧的燃烧得以开始，结果形成了钠，镁，硅和硫等元素。当恒星中心部分的碳和氧消耗殆尽并富含硅时，便开始了硅的燃烧阶段，硅转化成硫，氩和其它一些更重的元素。如果恒星通过收缩，能使内部温度升到30亿k左右，那么恒星便开始了它生命周期中的平衡阶段，形成铁及附近的一些元素。铁在所有元素中，其原子核最为稳定，因此一颗恒星能燃烧到生命的终结，将形成一个铁球，它的末日也便来临了。
垂死的恒星与自身的引力作着最后抗争，但最终还是跌进了引力深渊之中。外围各层数以万亿吨计的物质以每秒几成公里的速度朝核区坍缩，与核区发生了极为强烈的碰撞，这就是“超新星爆发”。爆发的巨大能量使恒星外围物质得以加热，铁吸收中子及能量后，在恒星熔炉的是最后阶段炼出了金，铅，铀等更重的元素。以上过程表明目前人类所利用的核 能（确切说应该是核裂变能）归根到底是久远的超新星爆发能，正如煤，石油所含的化学能是古老的太阳能一般。超新星爆发产生的巨大激波，将恒星外围的物质抛入广阔无垠的太空；这些物质由恒星各个燃烧阶段产生的92种元素构成。恒星的一生灿烂辉粕，它的光和热孵育了生命；它亦是宇宙中神奇的炼金炉，组成我们及地球的每一个原子，都曾在那些久已熄灭的古老恒星中经受熔炼。

恒星的物质循环


    第一代恒星消亡了，它归宿于白矮星，中子星和黑洞。然而悲壮的死亡中酝酿着灿烂的新生，在它们的废墟上将升起新一轮的恒星，一个有生命的宇宙时代即将拉开序幕。超新星爆发抛出的物质，在广袤的星际空间漫无目的地遨游，在碰撞和辐射的作用下，被原始星支携带着运行。几百万年过去了，这些物质因膨胀而变香稀薄，最终与原始星云混而为一了，因此宇宙中的星云不再只是由原生物质氢和氦构成，而是遭到重元素的污染；由开这种污染，恒星之外有了出现自然景观，生命，技术和能源的可能。在宇宙史纪元100亿年时，这种被“污染”的星云在引力作用下收缩，坍缩和碎裂。核子活动再度爆发，第二代恒星及行星诞生了，太阳便是其中一例。这些恒星也将开始其生命历程，最终与会因缺乏燃料而死去；它们的碎屑又与尚示聚集成恒星的原生物质一道凝聚成下一代恒星。但这各物质的再循环并非永无止境的，原生物质会一点一点地并入新生的恒星，直至全部用完。当最后一代恒星走完它们的生命轮回而死亡时，宇宙永恒的长夜就来临了。

生命的形成与进化


    生命是宇宙物质演化的最高级形式，也有人认为生命只是宇宙演化的副产物中微不足道的偶然现象，由于发生了种种时间和空间的巧合，才得以在地球上出现。的确，在宇宙中满足生命形成与演化所必需的地方，即使不是唯有地球，也是很少的，地球所绕转的太阳是恒星中少有的单星，例得它外围有稳定的生态圈存在；太阳又是第二找恒星，使得其行星从一开始形成就有生命所必需的碳，氧等重元素存在；太阳大小适宜，使它既有足够的存在时间供生命形成与进化，又有足够的光和热去孵育和羊育生命，地球本身也是一个特殊的行星，它的轨道全部在太阳的生态圈内；它大小适宜，使 它的引力能保留住水和大气，且大气层厚薄适当，即挡掉了大多数紫外线，又不至于遮住过多的阳光；地球有较强的磁场，使生命免遭宇宙带电粒子的致命轰击……,总之地球在许多方面拥有得天独厚的生命存在条件,使其成为宇宙中少有的生命家园.地球在46亿年前形成后,便开始了生命形成历程：原始地球中的无机物在太阳紫外线的作用下,形成了简单有机物,它们通过水流汇集于海洋,在那里化合成复杂的有机物:这些复杂有机物形成生命的过程,至今仍然是个疑案,但其中必定有不计其数的巧合,在地球形成生命的过程中幸运地发生了;这样,原始生命在地球形成15亿年后出现了。原始生命在漫长的岁月里不断进化:16亿前有细胞核的单细胞生物出现,7亿年前多细胞生物出现,3.7亿年前陆地生物出现,2.8亿年前爬行动物出现,1.8亿年哺乳动物出现,7000万年前灵长目动物出现,3500万年削类人猿出现,400万直前原人出现,50万年削直立人出现,直至3.5万年前出现了现代人类;于是在宇宙史纪元150亿年时,宇宙中便月了智慧生物创造的技术和文明.我们目前所知的生命仅限于地球生命,而科学家对地外生命和文明的乐观估计是:仅银河系就可能有6亿个行星有生命存在,其中拥有技术和文明的的行星也多达100万个!


宇宙的终结


    宇宙的未来命运如何?科学家、哲学家和神学家都提出了自己的观点。一个目前被普遍认同的观点是：宇宙作为物质世界的全部，也就遵守物质自身和规律；而根据热力学第二定律，得出的结论实在令人难以接受：宇宙将在遥远的未来走向死亡——永恒的死亡。 
    设想在非常非常遥远的未来，所有恒星因缺乏燃料而熄灭，宇宙一片黑暗。在这漆黑的浩瀚太空中，潜伏着许多带自转的黑洞、离散的中子星和黑矮星，另外还有一些行星级的天体，它们在引力的作用下进行着一场战争，战争的结局是星系解散了，绝大多数天体被引力弹弓抛入星系际空间，永远漫游在膨胀着的太空中；而星系中心的黑洞取得了兼并战的局部胜利，它吞并了百分之几的天体，形成了更大的黑洞。这场战争持续时间长得超乎想象，大约是今天宇宙年龄的十亿倍。
    在又一段长长得超乎想象的时间里，当宇宙背景辐射由于膨胀降至足够低的程度时，所有的黑洞最终都会在一阵快辐射中一下子化为乌有，在宇宙永恒夜幕中划出一道道瞬现即逝的闪光；而其它天体也将在这漫长和时间里发生衰变而渐渐蒸发，直至完全消失，变成正电子或其它粒子；宇宙变成一锅令人难以置信的稀汤，其中有光子、中微子及数量正在逐渐减少的电子和正电子。宇宙曾经拥有的辉煌，包括闪烁的群星及智慧生命创造的无数奇迹，都湮没在这荒凉而又空虚的宇宙中，不留下任何记忆，只有时间在无休止地流逝，空间在无止境地膨胀……
 



经研究表明：宇宙是由200亿年前的大爆炸而产生，而现在处于加速膨胀阶段。那么我们要问：宇宙在形成之前是什么形态？是什么力量促使宇宙在加速膨胀？万有引力是不是在宇宙中起主导作用？ 
对于宇宙在形成之前的形态，我们无法得知，即使是在宇宙爆炸前的第零秒钟时刻，我们也无法知道宇宙是什么样子的。不过有人提出一个假设，他设想宇宙在爆炸的第零秒钟，宇宙是不存在质量的，处于炽热状态，而体积无限小，这时因为宇宙的质量为零，所以宇宙中的四种基本力：引力，电磁力，强力，弱力都为零，而只有宇宙排斥力起着主导作用。它使得宇宙在初阶段处于爆胀时期，宇宙每经过一个固定的时间其尺度就扩大一倍。而这个固定的时间，也可以叫它周期，仅仅为十的负三十次秒。在这么一个极短的时间之内，宇宙的尺度就达到了几光年或者更大。 
后来，随着宇宙温度的降低，宇宙中结团成块的物质逐渐增加，从粒子到原子、到星云、到恒星和星系，物质密度越来越大，这就意味着物质的引力作用越来越强。而这些引力，从一定程度上抑制了宇宙的膨胀。 
说到这里，不能不介绍一下宇宙排斥力，究竟宇宙间的排斥力是如何而来？ 
我们了解的宇宙并不是只由一些实实在在的物质和能量组成，其实主要部分是暗物质和暗能量，什么是暗物质？它并不是说躲藏起来的不能被人们发现的物质，而是根本不与光发生任何联系，而物质和光是可以相互转化的，也就是符合质能方程定理，一定的物质总是能转化成一定的能量，而暗物质就不同，它们根本不会与光发生作用。暗物质在宇宙成分中大约占了23%，而普通发光物质只占宇宙总能量的0.4%，其它的普通物质也只占3.7%。 
说到了暗能量就更加的神奇，暗能量有一个奇怪的特性，就是空间无论怎么扩张，其密度总是恒定不变，而不会随着空间的扩大而稀薄。要理解这一点并不难，鉴于暗能量自身的性质，它在任何虚无的空间中都是存在的，空间每扩大一点，真空中的暗能量也就随之增加一点，空间扩大的地方，就是暗能量产生的地方，所以暗能量的密度总是不变的。与之相比，宇宙空间的物质总量却是基本恒定的，当空间不断扩大，物质的密度就会不断下降，物质宇宙中越来越稀薄。 暗能量在宇宙的成份中大约占了73%，。 
而暗能量和暗物质正是促使宇宙膨胀的原因。 
大约在物质大量形成直到六七十亿年之前的这一段时间，由于宇宙空间还不算太大，而空间物质密度够高，这一段时期内，是宇宙减速膨胀时期，虽然处于减速膨胀，但仍是膨胀中，宇宙尺度还是再加大的，只是速度慢了些。而由于暗能量的那种奇怪的特性，随便着宇宙空间的加大，暗能量总的能量也随着空间的加大而增大，但宇宙中物质的密度却相对减小。所以一个越来越强，而另一个越来越弱，他们之间的力量就逐渐的相等。宇宙膨胀的减加速度也越来越小，终于在大约六七十亿年前，宇宙的膨胀加速度趋近于零，宇宙的膨胀速度也达到了最小值。 
暗能量还有一个奇怪的特性，那就是无论物质是怎样分布的，它总是促使两物质之间分离，也就是说它能促使任意两物质分离，即使是是一个原子核或者是一颗中子或电子，它都有一种使其分裂的力量。 
六七十亿年前促使物质密度逐渐降低的原因还有一个，那就是因为随着宇宙物质在持续数十亿年密集产生后，进入一个平稳时期，物质产生的数量在逐渐变少，而宇宙仍旧在不断膨胀，这些促使了引力与斥力之间的斗争中处于下风。 
从六七十亿年前开，宇宙又开始处于加速膨胀阶段，而且加速度越来越大，也许刚开始的加速度很小，要经过上亿年才使得宇宙膨胀速度加快一米每秒，但随着时间的推移，加速度越来越大了，到底加速度是怎么样增长的，其实不难从上面的解释中发现，是随体积的变化而增大的，当然不是成正比的，但可以肯定的是比正比要快得多。 
加速度都是增长的，那么速度的增长也是越来越快，宇宙的尺度也会越来越大。 
最终将会出现什么结果呢？ 
中国古代有一种刑法，叫五马分尸，当马用力时，人会被撕裂，宇宙中的物质也和这种情况差不多，刚开始是离的较近的星系不会分开，但随加速度的增大，星系之间的引力已经不能与斥力相抗衡，那么比如像银河系这样的星系就会与各大星系分离。再接着，银河系期间的各种恒星啊，黑洞啊，白矮星啊之类的星球，也顶不住了，开始分离，大阳也就以接近于光速的速度飞离其它星球而去，再后来，连大阳系中的各大行星也顶不住了，最终离开了它们的母亲---太阳。后来地球像一天女散花一样，开始把它的身体一块一块的扔向宇宙空间，而这些身体的碎片，再后来更是要被撕得粉碎。到了最后30分钟，原子核开始爆裂，最后一秒来临时，构成物质的最基本形态也要爆裂了，这时任何物质都以超过光速的形式远离其它物质而去，假如人还存活的话，那么它会变成“瞎子”因为不可能有任何形式的光能追赶上人类本身了。人类本身也处于零下二百七十三度，也就是绝对零度，任何物质已经没有所谓的分子运动，大脑当然也不会工作。 
到了最后时间终止了。 
后来会发生什么? 宇宙会再循环聚合吗? 一切都不再可知。

宇宙之初 

　　宇宙大爆炸理论如何得来？ 

　　宇宙曾经很小的概念，源自美国天文学家埃德温·哈勃的伟大研究。在20世纪20年代，大多数天文学家都认为，夜空中所有的可见物体都是恒星，都是银河系的一部分。但哈勃却不这么认为，他研究了旋转的仙女座星云后，发现其中有很多恒星，表明它是银河系之外的另一个星系。哈勃证明了其它星系正渐渐远离银河系。星系和我们的距离越远，远离的速度似乎也越快。这说明宇宙正在膨胀。 

　　如果宇宙真的在膨胀，那么，它过去一定比现在小得多，总归要有个开始。于是，大爆炸理论诞生了。 

　　当然，没有人知道大爆炸时具体发生了什么。但科学家相信，起初，宇宙中空无一物，没有空间和时间。接着，就有了光。有个小光点出现了，它的温度极高。在大爆炸最初的一刻，宇宙中的所有事物，所有星系中的物质和能量，都被包含在这个比一个原子还小的区域里。这个小火球就是全部的空间，时间就从这里开始。 

　　宇宙是如何一步步长大？ 

　　小光点速度成长，时间不断流逝，空间也不断膨胀。 

　　在大爆炸后的百万分之一秒，宇宙已从比一个原子还小，膨胀到了太阳系的8倍大。 

　　在大爆炸后38万年，宇宙已经膨胀到银河系的大小，温度从华氏数十亿度冷却到了几千度。 

　　在大爆炸后的90亿年，生命所需的所有元素都出现了。宇宙已经发展成了一个浩瀚复杂的空间，拥有数十亿个星系和无数恒星。在银河系的一个寂静的角落，一大团尘埃和气体开始聚集。它是一个大质量超新星遗留下的碎屑。达到临界质量时，这团碎屑开始猛烈燃烧，一颗恒星诞生了，它就是我们的恒星———太阳。 

　　尘埃和气体在新恒星的轨道上形成漩涡状的圆盘。在重力的牵引下，这个环状结构中的尘埃和气体开始碰撞。尘埃和气体团越来越大。行星诞生了。地球就是这些行星中的一颗。

宙的结构 

 宇宙由星系的巨大超星系团构成，星系周围是大团看不见的空荡荡的太空。每个星系又包含了数以十亿计的恒星，构成这些恒星的物质是一些小得看不见的粒子。质子、中子和电子是最普通的粒子，它们通常以原子的形式结合在一起。质子和中子由更小的粒子构成，它叫做夸克。 


四种基本力 
 我们的宇宙由四种力或它们之间的相互作用支配，这四种力即引力、电磁力、强核力和弱相互作用力。这些作用力是由一团粒子带来的，这团粒子叫规范玻色子，它们在构成物质的粒子之间相互交换。物理学家一直试图证明这四种力也许实际上源自于一种单一的基本力。 

引力 
 引力是一种既能将星系结合起来，又能引起一根针下落的力。两个物体的质量越大、相互越靠近，它们之间的吸引力就越强。许多科学家认为，引力是由一种叫做重力子的粒子携带的，但至今没有人在任何实验中找到它们。 电磁力 
 电磁力作用于所有带电荷的粒子之间，比如电子。作用于固体原子和分子之间的电磁力使固体具有硬度，这种力也具有磁性和发光的特性。携带电磁力的粒子叫光子，它也是产生光线的粒子。强核力 强核力存在于一个原子的原子核（核）内，它把原子内的中子和带正电荷的质子结合在一起（质子经常试图互相推开，如果没有强核力，它们将相互飞开）。载有强核力的粒子叫做胶子。 强核力 强核力存在于一个原子的原子核（核）内，它把原子内的中子和带正电荷的质子结合在一起（质子经常试图互相推开，如果没有强核力，它们将相互飞开）。载有强核力的粒子叫做胶子。 （这种情况下称为β粒子）。弱相互作用是由W粒子和Z粒子传递的。普适规则 

 许多年来，物理学家们试图用单一的科学定理来解释宇宙的运动，他们现在正向着“普适规则”方向进行研究。“普适规则”认为所有力中引力、电磁力、强核力、弱相互作用力都是相互关联的，并且指出所有亚原子微粒可能都是由一种基本粒子产生的。

银河系大约包含两千亿颗星体，其中约一千亿颗恒星——我们的太阳就是其中之一。它是一个典型螺旋状恒星系，直径约为十万光年，太阳距离银河中心约二万八千光年。银河系有三个主要组成部分：银盘、银核和晕轮。 
 银盘: 
　　银盘是星系的主体，直径约为八万光年，中间部分厚度大约六千光年，太阳附近银盘的厚度大约为三千光年，银盘主要是由四条巨大的旋臂环绕组成，它是由无数的蓝色恒星组成的，太阳就位于人马座臂和英仙座臂之间的猎户座臂上，距离银心两万八千光年或者８、５千秒差距。旋臂的形成与银河系创生时期的星系核的活动有关系。 
 中央凸起部分: 
　　星系的中心凸出部分，是一个很亮的球状，直径约为两万光年，厚一万光年，这个区域由高密度的恒星组成，主要是年龄大约在一百亿年以上老年的红色恒星，很多证据表明，在中心区域存在着一个巨大的黑洞，星系核的活动十分剧烈。 
 晕轮部分: 
　　银河晕轮弥散在银盘周围的一个球型区域内，银晕直径约为九万八千光年,这里恒星的密度很低，分布着一些由老年恒星组成的球状星团，有人认为，在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区，称为银冕，银冕至少延伸到距银心一百千秒差距或三十二万光年远处。 
太阳系空间模式可以一览太阳系的全貌，显示诸多小行星、彗星，并且可以通过鼠标方便的调整查看角度，使使用者可以对太阳系有一个整体、感性的认识。若你对某一颗行星感兴趣也可以锁定它，再放大到一个合适的倍率来仔细观察，运行动画还可以看到行星的自转，效果非常震撼； 
　　赤道和地平模式下看到的是观测者在地球所看到的星空，对指导爱好者观测有帮助，软件通过科学的计算，可以模拟地球上任何地点、±8000年的星空，让普通人足不出户就可以感受浩瀚星海的无限波澜。 
　

天文中巨尺的单位 
　　我们生活的地球上，人们用小到厘米，毫米，大到公里，海里来界定一定的长度，从而起到方便生活和各种行业的需要。像每天离不开各种计量单位一样，天文学中也有自己的一套单位存在。浩瀚的宇宙，深邃宽广，衡量其间的距离，我们需要用巨尺来计量。对于相对较小的距离，天文学中用天文单位(Astronomical Unit)来衡量，它是以地球与太阳的平均距离而定，即1.495亿公里为一个天文单位。而更大些的距离，譬如测量星系与星系间的距离时，则使用光年(light year)为单位。不要以为光年是个时间单位，它的意思是光在真空中（衡定）一年所走的距离，即大约9.5万亿公里。以上两个天文长度单位都是很重要的测量单位，但它俩在测量宇宙中某段距离时绝对不是很大单位，其后还有千光年，百万光年等。宇宙之大，足以使人类认清自己的渺小，而人类探索宇宙的决心和动力却越来越大，信心也是越来越足。 （2004-3-9） 
　

宇宙的最初三分钟 
 宇宙诞生之前，没有时间，没有空间，也没有物质和能量。大约150亿年前，在这四大皆空的“无”中，一个体积无限小的点爆炸了。时空从这一刻开始，物质和能量也由此产生，这就是宇宙创生的大爆炸。 
　 刚刚诞生的宇宙是炽热、致密的，随着宇宙的迅速膨胀，其温度迅速下降。最初的1秒钟过后，宇宙的温度降到约100亿度，这时的宇宙是由质子、中子和电子形成的一锅基本粒子汤。随着这锅汤继续变冷，核反应开始发生，生成各种元素。这些物质的微粒相互吸引、融合，形成越来越大的团块，并逐渐演化成星系、恒星和行星，在个别天体上还出现了生命现象。然后，能够认识宇宙的人类终于诞生了。 
　 这幅大爆炸图景，是目前关于宇宙起源最可能的一种解释，被称为“大爆炸模型”。大爆炸理论诞生于20年代，在40年代由伽莫夫等人进行补充和发展，但一直寂寂无闻。直到50年代，人们才开始广泛注意这个理论，不过也只是觉得它很好玩，并不信服。人们更愿意认为，宇宙是稳定的、永恒的。 
　 但是，越来越多的证据表明，大爆炸模型在科学上有强大的说服力。我们不得不相信，宇宙有一个开始，也将有一个终结。它产生于“无”，也终将回归于“无”。 
宇宙：可有始，可有终？ 
　 在人类历史的大部分时期，有关创世的问题，一向是留给神去解决的。宇宙起源于何处？终点又在哪里？生命如何产生？人类怎样出现？对这些疑问，许多宗教都能给出一份体系完备的答案。至于上帝从哪里来，这种问题是不该问的。 
　 直到最近几个世纪，人们才开始学着把神撇开，以超越宗教的角度，去思考世界的本源。这样一来，就有一个重大的原则性问题需要解决：宇宙是永恒存在的，还是有起始的？ 
　 这两种说法长久以来一直困扰着科学家、哲学家和神学家，对于普通人来说，更是难以理解。假设宇宙在时间上没有起源，即过去一直存在，那么宇宙的年龄就是无穷大了。无穷大这个概念，一听就让人头昏脑胀：既然是已经过去了无穷久的时间，我们的“现在”又是什么呢？而如果说宇宙是有起始的，那么它就是从“无”中突然产生的了，这最初的一刹那，又是怎样呢？ 
　 凭着人类在短暂的生命中获得的常识，实在是很难想明白这些东西。不过，我们可以从科学上寻求一些佐证。大爆炸模型的一个基本假设是宇宙的年龄有限，这个说法令人信服的直接理由，来自物理学中一条最基本的定律——热力学第二定律。这条科学史上最令人伤心绝望的定律，冥冥中早已规定了宇宙的命运。 
　 简而言之，第二定律认为热量从热的地方流向冷的地方。对任何物理系统，这都是众所周知并且显而易见的特性，毫无神秘之处：开水变凉，冰淇淋化成糖水。要想把这些过程倒过来，就非得额外消耗能量不可。就最广泛的意义而言，第二定律认为宇宙的“嫡”（无序程度）与日俱增。例如，机械手表的发条总是越来越松；你可以把它上紧，但这就要消耗一点能量；这些能量来自于你吃掉的一块面包；麦子在生长的过程中需要吸收阳光的能量；太阳为了提供这些能量，需要消耗它的氢来进行核反应。总之宇宙中每个局部的嫡减少，都须以其它地方的嫡增加为代价。 
　 在一个封闭的系统里，嫡总是增大的，一直大到不能再大的程度。这时，系统内部达到一种完全均匀的热动平衡状态，不会再发生任何变化，除非外界对系统提供新的能量。对宇宙来说，是不存在“外界”的，因此宇宙一旦到达热动平衡状态，就完全死亡，万劫不复。这种情景称为“热寂”。 
　 宇宙正在缓慢地、但坚定不移地走向这无法抗拒的命运，几代智者为此怀疑人类的存在是否有意义。暂且撇开这种沮丧的情绪，作一个简单的推理，我们就可以发现，宇宙不可能有无限的过去。很简单，如果宇宙无限老，那它早就已经死了。以有限速率演变的东西，是不可能永远维持下去的。换句话说，宇宙必然是在某个有限的时间之前诞生的。 
大爆炸：有推论有根据

绝对引力 
　　最常见的东西往往最易被忽视，即便它对维持正常世界不可或缺，也不免如此。引力就是最佳例证。若非三百年前有只苹果掉下来砸在一个伟大的脑袋上，人类认识引力恐怕还要多费些时日。 
　　假定有一台引力调节机，拨动其旋钮就能改变引力的大小，我们就会看到许多有趣的事。引力接近于0的状况，经常可以从电视上看到：航天飞机上的宇航员们，像慢镜头似地漂来漂去。假如他们不慎打翻了一杯茶，茶水就会在表面张力的作用下形成圆形的水滴，在空中跳动。此时引力若恢复到1g（即地球表面重力），宇航员就会重重地跌到地板上，随之而来的还一阵茶雨。 
　　宇航员在失重的太空中待久了，回到地面时就会很不适应，觉得全身沉重，走不动路，往往要锻炼好几个月才能恢复。同样，如果把引力调节机的旋钮调到3g或4g，我们这些人也会动弹不得，连移动一只脚也很费力。引力再强的话，大多数人都会吃不消的，还是赶快离开为妙。 
　　引力达到1000g时，树木就会被自身重量压扁；100万g时，石头也支撑不住而粉碎了，一切我们熟悉的东西都不能幸存，只有光线看上去还是直的——就人类分辨能力而言，基本上还是直的。引力达到10亿g时，不可思议的事情发生了：原来笔直射向天空的光束出现了明显的弯曲。 
　　如果引力继续加大，光线就会弯曲得如此厉害，以至于逆转回来射向地面。既然连光都不能逃脱引力的束缚，其它东西就更休想了。如果这时有谁不慎接近这片引力范围，就会陷进来再也出不去。一个具有如此强大引力的天体，将是一个对任何事物都只吞不吐的魔怪，一个无底的黑洞。 

黑暗的边界 

　　黑洞也许是20世纪最重要的预言之一，如果编撰一本“百年预言”，黑洞是绝对不应被遗漏的。然而，很不幸只是预言而已，算作“百年发现”有点勉强，因为我们还没有找到什么确凿无疑的证据表明黑洞确实存在。 
　　严格说起来，黑洞的设想并非在20世纪才出现。早在1783年，英国英文学家约翰·米歇尔就考虑过有这种东西存在。1798年，法国著名的数学家兼天文学家拉普拉斯提出，根据万有引力定律计算，一个直径比太阳大250倍、密度与地球相当的恒星，其引力场将强得足以俘获它所发出的所有光线，从而成为暗天体。 
　　爱因斯坦提出广义相对论后，德国天文学家K·史瓦西于1916年提出了广义相对论球对称引力场的严格解，并在其中提出了黑洞设想。他认为，在高致密天体或大质量天体周围某一区域内，逃逸速度等于光速，任何物质和辐射都不能逸出。 
　　1939年，美国物理学家奥本海默根据广义相对论证明，一颗质量足够大的恒星（超过太阳质量的3.2倍），在自身引力的作用下，将能坍缩到它的引力半径范围内，它发射出的光线或其它粒子，都不能逃出这个范围。20世纪60年代，美国物理学家惠勒将这种天体命名为黑洞。从此这个名字就叫开了。 
　　黑洞并不是黑的，也不是一个空洞。它是一个实在的天体，如果我们能有特别豁免权，能进入黑洞的引力范围而不被撕碎，就会看到黑洞里面并不黑：逃逸不出去的光线，在里面四处乱转，把各处都照得亮晃晃的。 
　　黑洞的基本定义是，它是一个具有封闭视界的天体，外来的物质和辐射能进入视界以内，但视界内的任何物质都不能跑到外面。这个视界就是黑洞的边界。如果能够在外部从容地观察，我们就会看到一片有边界的绝对黑暗，完全像一个洞。 

恒星的末日 

　　银河系中闪烁着约1000亿颗恒星的光芒，它们中的每一个都必将面临末日的到来。引力是始终存在的，但太阳的热核反应支持着太阳的外层，使悲剧性的重力坍塌延迟数十亿年到来。当氢消耗完之后，氦就继续聚变产生碳，碳又聚变成新的元素。元素越重，产生的能量愈少、消耗愈快，恒星就这样每况愈下地挥霍自身的燃料。 
　　当元素都聚变为铁的时候，核反应就到了极限。铁原子核是最稳定的，要让它继续聚变，不仅不能产生能量，反而要消耗巨大的能量。这时，恒星的生命也到头了。在濒死之际，恒星将进行一次超新星爆发，轰轰烈烈地结束自己的生命。不过，小质量恒星还坚持不到这一阶段，在氦开始燃烧的时候，它们就面临困境，产生超新星爆发。

我们来考虑另外一个实验。同样用一个小球，但它不是自由落体式地落向黑洞，而是系在一根带子上，缓缓向黑洞沉降。把这根带子穿过滑轮，连到一个可使带子放松的滚筒上。小球落向黑洞时会放出能量，通过与滚筒连在一起的发电机的转动，可将能量转化为电能。简单的计算表明，在理想情况下，小球落入黑洞，可使发电机产生的电能，相当于小球全部静止质量的能量。一个重100克的台球，落入黑洞后可以输出10亿度电，这比恒星的热核反应要强多了。即发电系统的效率不高，导致能量损失，这样输出的能量仍是可观的。 
　　为黑洞命名的物理学家惠勒曾假想，有那么一个文明世界，由于对能量的需求不断增加，人们便放弃了自己的恒星，在一个黑洞附近住下来。每天，这个社会产生的各种废物被装上卡车，并经过一条经仔细设计的轨道送入黑洞。这样，废物就一劳永逸地处理掉了。下落的废物释放出巨大能量，又可为文明世界提供能源。因此，这一过程具有彻底销毁一切垃圾和把它们完全转变成能量两大优点，不会有环境污染，也不会有能源危机。 
　　当然，这一图景是太理想了，只能想想而已。利用物质落入黑洞时释放的引力能，实际操作起来会有许多困难，即使能够实现，也肯定不是在可预见的将来。 


时空极限 

　　黑洞里面是一种什么情景？如果有一位倒霉的宇航员，在驾驶飞船经过某个黑洞时不慎离它近了些，结果被引力拉入黑洞，在此过程中他会看到些什么呢？ 
　　黑洞的边界并不是一种物质存在，那里并没有一层真正的“隔膜”，就像光明与黑暗的分界处并没有隔膜一样。这位宇航员在落入黑洞的视界时，并不会看到什么特别与众不同的情景。他还可以看见外部区域，因为外面的光线仍能进入黑洞。然而，我们永远也见不到他了。 
　　当宇航员越来越深入黑洞时，引力场变得更强了，而且会使他的身体变形。徜若他下落时脚在前面，那么双脚就比头更接近引力中心，所受的引力更强些。结果，他的脚受到的向下拉的力将比头更厉害，这样一来他就拉长了。与此同时，他的双肩会沿着向中心会聚的方向拉向黑洞中心，也就是肩膀受到向里的挤压。这个过程很像做拉面。 
　　理论研究表明，在黑洞中心，引力的增强是没有上限的。因为引力场表现为时空的弯曲，所以，随着引力的不断增强，时空扭曲也就无止境地越来越厉害。在黑洞中心，将是一个时空的奇点。它代表时间与空间的边缘，穿过这个边缘，正常的时空概念将不复存在。许多物理学家深信，这个时空奇点是名副其实的时空终结处，与它相遇的任何物质都将完全湮灭。如果确实如此，组成宇航员身体的原子将在1纳秒的超级拉面过程中在奇点里化为乌有。 
　　如果黑洞质量为1000个太阳质量（我们银河系中心的那个黑洞就是这样），这位宇航员从视界没向奇点的过程大概是3分钟。如果是1个太阳质量这样的小黑洞，从视界到奇点的旅程只需要几微秒。 
　　虽然对这位宇航员而言，毁灭前的时间只是一瞬，但从远处看来，黑洞的时间扭曲使宇航员最后的旅程表现为一种慢动作。当宇航员接近视界时，在他附近的事件发生的过程对遥远的观测者来说似乎变得越来越慢。事实上，他好像经经历无限长的时间才能到达视界。所以，宇航员在这短暂的死亡之疾奔中，经历了相当于外部宇宙无穷无尽的时间。从这个意义上说，黑洞是通往宇宙尽头的门槛，是一条宇宙死胡同，代表再也没有通路的最终实体。 
黑洞是包含了时间尽头的狭小空间区域。谁要是对宇宙尽头感到好奇的话，只要跳进一个黑洞便可得到亲身体验。

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黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。 

　　根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 

　　等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的，等一会儿我们会讲到。 

　　那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的。 

　　我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。 

　　质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。 

　　这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。 

　　与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。 

　　在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。 

　　更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！ 

　　“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。

黑洞再利害也不可能将整个宇宙吞吃完,因为宇宙是无限大的. 

所为宇宙由大爆炸而成的我也不同意. 

宇宙是没有开始的,也没有结束的,无始无终. 

时间也是一样,没有起点,没有终点. 

如果我问爆炸之前是什么东西?之之前呢?之之之前呢?......? 

永无休止的想象下去. 

所以所谓大爆炸而产生的理论是站不住脚的. 

就算有大爆炸也是我们茫茫宇宙的冰山一角, 

所谓奇点宇宙的某一范围,它的以外又是茫茫的宇宙, 

爆炸之后只能产生宇宙某一范围的天地,不能影响整个宇宙. 

所以宇宙产生之前还是宇宙,之后还是宇宙; 

时间之前有无数的时间消逝,时间之后是有永恒的时间. 

宇宙是怎样产生的?时间是由何开始的?等等问题这根本就是人在脑中产生的空洞.

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