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第41章 星尘纪年,宇宙史诗(1 / 1)

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光幕准时亮起,孟川站在讲台前,身后的投影幕布上,并非复杂的公式推导,而是一幅深邃绚烂的星空图景,星云如纱,星系如旋涡,散发著神秘而壮丽的气息。吴4墈书 首发

“同学们,”孟川的声音带着一种不同于往日讲解具体定律的悠远感,“上一节课,我们初步触碰了相对论,知道了在高速和宇宙尺度下,我们的时空观念需要更新。今天,我们暂时放下公式和计算,进行一次‘科学漫步’。我们将借用现代物理学和天文学提供的工具与视角,去试着回答两个最古老、也最宏大的问题:宇宙从何而来?星辰如何生灭?”

他操作电脑,幕布上的画面切换,出现了一个动态的、不断膨胀的网状结构模拟图,中心是一个炽热的奇点。

“首先,是宇宙的起源与演进。”孟川的声音仿佛也带上了宇宙尺度的空旷感,“目前被最广泛接受的宇宙学模型,是大爆炸宇宙模型。”

“这个理论认为,我们现在的宇宙,起源于大约138亿年前的一个极度高温、极高密度的‘原始火球’的一次大爆炸。注意,这里的‘爆炸’并非指在某个已有空间中的爆炸,而是空间本身连同时间、物质、能量,从那个被称为‘奇点’的状态开始急剧膨胀、冷却和演进。”

随着他的讲解,动态图演示著宇宙早期急剧膨胀,然后逐渐冷却,形成基本粒子,再结合成原子(主要是氢和氦),随着密度起伏,在引力作用下逐渐凝聚成最早的星系和恒星的粗略过程。

“大爆炸有若干重要的观测证据支持。”孟川列举道,“第一,星系红移与哈勃定律:几乎所有星系都在远离我们,且距离越远,远离速度越快,这说明宇宙空间本身在膨胀,就像吹胀的气球,上面的点都在彼此远离。这是膨胀宇宙最直接的证据。”。它被认为是大爆炸后约38万年,宇宙温度降到足够低,电子和原子核结合成中性原子,光子得以自由传播时留下的‘余晖’,是‘宇宙婴儿时期’的照片。

“第三,轻元素丰度:宇宙中氢和氦的丰度比例(大约3:1),与大爆炸核合成理论的计算结果高度吻合。”

光幕外的古人,听着这些完全超越他们所有神话与哲学想象的描述,大脑一片空白。宇宙有年龄?起源于一次“爆炸”?星系在彼此飞离?还有来自整个天空的、均匀的“冷光”?这些概念如同天方夜谭,却又被孟川以确凿的“证据”口吻道出,冲击力无与伦比。许多钦天监官员或星象学者,毕生观测星空,思考天宇结构,或持盖天、浑天之说,或信奉永恒不变的宇宙,此刻听闻宇宙竟有始有终,且始于一场无法想象的“大爆炸”,只觉得毕生所学和信仰的根基都在摇晃。

“宇宙的演进并未停止。”孟川继续,“根据目前的观测和理论,宇宙的未来可能取决于它的平均密度和暗能量的性质。可能会永远加速膨胀下去,也可能在遥远的未来减缓、甚至逆转走向‘大挤压’。当然,这些都是基于当前知识的推测。”

他略过了过于复杂的细节,将话题转向更“具体”的星辰:“宇宙中的物质,在引力作用下聚集,形成了星系、恒星、行星等结构。接下来,我们重点看看恒星的演进——一颗恒星,它是如何诞生、度过一生、又最终走向死亡的?”

幕布上出现了一片黑暗的、弥漫着气体和尘埃的星云。

“恒星的‘摇篮’,是宇宙中巨大的分子云,主要由氢分子和氦组成,夹杂着尘埃。在某种扰动(如附近超新星爆发激波)下,分子云的某些部分在自身引力作用下开始塌缩。”

图像动态演示:分子云局部密度增高,形成一个旋转的“原恒星盘”,中心物质不断聚集,温度和压力升高。

“随着引力塌缩,中心区域的密度和温度急剧上升。当核心温度达到约1000万开尔文时,氢核聚变被点燃了!四个氢原子核在极端高温高压下,聚变成一个氦原子核,并释放出巨大的能量。这能量的向外辐射压力,与向内的引力达到了平衡——一颗稳定的主序星诞生了。”

画面变成一颗稳定发光的恒星。

“恒星一生中绝大部分时间都处于这个稳定的主序星阶段,安静地‘燃烧’著核心的氢。恒星的质量决定了它的命运。质量越大,内部温度压力越高,核聚变反应越猛烈,寿命反而越短。”

接着,孟川以不同质量的恒星为例,简述其演进终局:

“像太阳这样的中等质量恒星,当核心的氢耗尽后,核心会收缩变热,点燃外层的氢聚变,导致恒星外层膨胀,变成一颗巨大的红巨星。随后,核心的氦可能被点燃聚变成碳和氧。最终,外层物质会抛射出去,形成美丽的行星状星云,而核心则坍缩成一颗致密的、主要由碳和氧构成的白矮星,慢慢冷却暗淡下去。”

图像展示了红巨星、行星状星云、白矮星的示意图或照片。

“质量更大的恒星(比如质量超过太阳8倍),演进过程更加剧烈。它们会经历多次核聚变,在核心形成越来越重的元素,直到铁。铁核聚变不释放能量反而吸收能量,导致引力失去平衡,恒星核心急剧坍缩,引发超新星爆发!这是宇宙中最壮观的‘烟花’之一,亮度可能超过整个星系。超新星爆发会将恒星大部分物质抛回星际空间——我们地球上的金、银、铁等重元素,都来自远古的超新星爆发。”

超新星遗迹的图片带来了强烈的视觉冲击。。”

中子星和黑洞的艺术概念图出现,带着神秘和令人敬畏的色彩。

“所以,”孟川总结道,语气充满感慨,“我们看到的每一颗闪烁的恒星,都不是永恒不变的。它们有诞生、有壮年、有衰老、有死亡。它们的生命历程,就是一部以引力与核聚变为笔,在宇宙画布上书写的壮丽史诗。而它们的生与死,又为新一代恒星和行星系统的形成提供了原材料。我们身体里的每一个原子,除了最原始的氢,都可能曾在一颗或多颗早已逝去的恒星内部锻造,并在超新星的绚烂爆发中,被抛洒到茫茫太空,最终在引力的作用下,汇聚成了我们的太阳系,我们的地球,以及——我们自身。”

他停顿片刻,让这“星尘之说”的震撼力沉淀。

“从138亿年前的炽热奇点,到弥漫的星云,到璀璨又无常的恒星,再到构成我们身体的原子,现代宇宙学和天体物理学为我们描绘的,是一幅动态的、联系的、演进的宏大图景。物理学,不仅让我们理解身边的力与运动,也让我们能够回望时间的起点,探寻星辰的命运,并意识到,我们与这浩瀚宇宙之间,存在着如此深刻而直接的物质联系。”

下课铃适时响起,打断了这史诗般的叙述。

“今天的‘科学漫步’就到这里。这些内容不要求大家掌握具体计算,但希望你们能感受到,物理学所探索的世界的广度与深度,以及其中蕴含的难以言喻的美与逻辑的力量。”孟川说道,“或许,下一次你们仰望星空时,感受会有所不同。”

光幕随着孟川关闭投影的动作,缓缓黯淡下去。

然而,这趟关于宇宙起源与恒星生死的“漫步”,却在万朝时空引发了比任何具体技术展示都更深远和根本的思想海啸。

宇宙有始、源自大爆炸、星辰非永恒而是亦有生老病死,太阳终将膨胀吞噬万物、重元素来自星辰的死亡与爆发!

这一系列信息,彻底摧毁了“天不变,道亦不变”的传统宇宙观,也远超了任何神话创世说的想象。它用一套基于观测、推理和物理定律的冰冷而恢弘的叙事,取代了模糊的哲学思辨和人格化的神祇创造。

帝王将相们仰望着自己头顶那片曾被视为“天命”象征、永恒不变的星空,第一次意识到,那看似亘古的星辰,竟也如尘世万物般,有诞生与消亡,而那整个天穹,竟起源于一次难以言喻的原始爆发,并正在向四周飞散!这种认知带来的渺小感、幻灭感,以及一种被纳入更大、更无情物理进程的冰冷感,是前所未有的。他们手中的权柄,他们王朝的兴衰,在这以亿年为单位的宇宙演进史诗面前,简直连瞬间的微尘都算不上。

钦天监的官员和星象学者们,更是遭遇了信仰和知识体系的双重崩塌。他们观测、记录、试图解读的“天象”,在后世看来,不过是宇宙物质演进过程中的一些物理现象。那些曾被视为灾异或祥瑞的星象,背后竟是恒星壮烈的死亡。他们皓首穷经构建的星官体系、占卜理论,在这幅基于物理定律的宇宙演进图景前,显得如此苍白和幼稚。

而那些在各朝“格物院”中艰难摸索物理定律的人们,则感到了双重震撼。一方面,他们学习的“万有引力”、“能量”等概念,竟然能应用到解释星辰的运行与生死、宇宙的膨胀之上!这让他们手中的学问,陡然被赋予了通天彻地的终极意义。另一方面,他们也深刻感到了自身认知的极限与渺小——他们连地面上的“f=a”都还未完全弄明白,而后世已在用更复杂的物理,描绘宇宙的起点与终结。

“我们皆是星尘。” 不知是谁,在某个时空,喃喃低语出了孟川最后那段话的精髓。

这句话,以其极致的诗意与科学性,穿透了时间的壁垒。它消解了“天”与“人”的绝对分野,将人类的起源与星辰的死亡、宇宙的演进紧紧联系在一起。它带来的,不仅是敬畏,还有一种奇特的、深刻的归属感——我们并非宇宙的偶然过客,而是宇宙演进漫长史诗中的一个必然章节,由星辰的骨血塑造而成。

宇宙的起源与演进,恒星的生与死,这堂课没有教给古人任何可以立刻应用的技术,却可能从根本上改变了他们看待世界、看待自身、看待头顶那片星空的方式。这是一次真正意义上的“世界观”洗礼。星尘纪年的史诗,刚刚揭开序章,其恢弘与深邃,已让千古众生,心驰神摇,思接亿载。

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