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66663天前
比如说太阳,在人类文明还在仰望星空,用神话解释自然的年代,太阳一直被视作神明。在古埃及,它是至高无上的拉神。在古希腊,是驾着火焰战车穿越天空的赫利俄斯。但在那时,人们不知道太阳是如何燃烧的,他们只能相信它来自神的力量。 直到19世纪,科学才开始试着给出答案。一位名叫开尔文的英国科学家登场了,他不仅提出了绝对零度的概念,还成为温度单位的命名来源。开尔文开始思考一个关键问题,太阳到底能燃烧多久?按照当时的物理知识,他推断出太阳就像一个巨大的气体球,被自身的引力压缩的炽热无比,它的能量来自这种引力坍缩。 但这样下去它可能撑不了多久,科学家们的估算显示,太阳在地球上提供光和热的时间不会超过1亿年,甚至5亿年都不一定能撑过去。换句话说,地球上的生命在几百万年后恐怕就无法继续享受太阳的馈赠了,除非未来有未知的能源来源来补充这块巨大的能源空缺。 这个预测对地质学家和生物学家来说是个打击,因为它意味着地球上的大陆风化和动物进化的时间都大大压缩了。不过开尔文勋爵并未意识到原子核中蕴藏的巨大能量。 进入20世纪,科学家们才逐渐发现原子是由电子、质子和中子组成的。电子在外绕着小的多的原子核运行,质子和中子紧密结合在一起,且原子核非常小,比整个原子还要小几千倍。为了克服质子之间的排斥力,必须有一股强大的力量存在,而这股力量被物理学家称为强力。 当这种强力被用于核反应时,就能释放出巨大的能量。不久之后,科学家们就开始用实验去撞击原子,释放出大量的能量。最终剑桥大学的天文学家阿瑟·爱丁顿将这一切串联起来,指出恒星的能量正是来自原子核中的核聚变。 到了上世纪四五十年代,科学家们逐步拼出了恒星内部的秘密剧本。在战争推动下的核物理热潮中,他们揭开了恒星是如何燃烧的全过程。最先是氢聚变成氦,接着是氦转化为铍、碳,再继续合成更重的元素。 不过哪怕有量子力学的帮助,这套核反应过程依然复杂的像谜团。因为要合成铁之后的重元素,普通的恒星根本不够格,必须是那种体型庞大到可怕的巨星。只有它们的核心能被自身的引力压到足够高的温度和密度,才有可能点燃这些更深层次的反应。 这些重元素构成了我们的身体、星球甚至整个文明的基础,但它们并不会轻易逃出恒星的囚笼。只有等到一颗恒星生命走到尽头,才有可能将它积蓄的一切重元素剧烈的、壮观的释放到宇宙中。
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