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第19章 、从星际物质星际分子论至红移蓝移现象

星际物质是指存在于星际间的稀薄物质,星际物质的组成有电磁波、宇宙线、粒子流、某一些物质的分子、星际气体等。

我们人类现时发现氢是最轻的原子,纵然如此,在星际物质中平均每立方厘米只有一个氢原子。

20世纪60年代以来,科学家在星际空间发现大量的无机分子和有机分子,在1981年前发现的星际分子就有甲川、氰基、氨、水、一氧化碳、氰化氢、氢气、甲醇、甲酸、一硫化碳、乙醛、甲亚胺等等。

下面我们来讨论一下星际分子。

我在前面已经论证过物质的出现:物质是由于引性、引力的吸引不断组合而成,因而是从简单不断过渡到复杂的。

那么物质从简单到复杂的过程是如何实现的呢?

我们已经知道,氢是最轻的原子。它是如何形成的,我们可以先来想一想其中的原理。假如排除斥力的作用,引力就可以无限制地结合,这时形成的就不会是氢原子,而是质量极大极大之物了,所以氢的形成主要是由于引力,但同样须要适当的斥力作用才能形成,不但是氢,所有的元素,所有的物质,同样都是如此。氢形成之后,更多的引力和斥力又与氢结合,物质不断复杂,于是形成氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖、钠等元素。我们已经知道,质量轻的物质不断复杂化就会成为质量重的物质,那么,是否一定是有了前一种元素才会有后一种元素呢?其实并非如此。这是因为,假如出现了数种元素之后,更复杂的元素就有可能分成数条路线去复杂化,每一条路线的基础就是已有的其中一种元素,并由此而形成相应的元素和物质。

复杂元素由简单元素复杂化而成,分子同样是由原子复杂化而成,下面我举些例子来说明一下。

譬如甲川,是由一个碳原子和一个氢原子组成,它就是在有了碳原子氢原子的基础上,在一定条件下由碳原子氢原子复杂化而成。

譬如氰基,是由一个碳原子和一个氮原子组成,它就是在有了碳原子氮原子的基础上,在一定条件下由碳原子氮原子复杂化而成。

又譬如水,是由两个氢原子和一个氧原子组成,它就是在有了氢原子氧原子的基础上,在一定条件下由氢原子氧原子复杂化而成。

有机分子无机分子的形成实际上都是同样的原理:

譬如甲醇,是由一个碳原子三个氢原子一个氧原子一个氢原子而成,它的形成也是在一定条件下由碳原子氢原子氧原子复杂化而成。

又譬如甲酸,是由一个氢原子一个碳原子一个氧原子一个氧原子一个氢原子而成,它的形成也是在一定条件下由氢原子碳原子氧原子复杂化而成。

我上面举例说明时,都指明物质是在“一定条件”下形成,“一定条件”其实是指必须具备“适当的引力和斥力”,因为斥力过大,物质就会被推离,如果引力过大,合成的就会是质量更重的物质。

根据上面理论,我们只要制造合适的引力和斥力,就可以合成各种各样的元素,和各种各样的无机分子有机分子。

星际物质星际分子由质量轻而成质量重,随星际物质的不断增多就会具备适宜的条件并形成星云。引力较大的物质会互相吸引,斥力较大的物质会互相排斥。在不断的合成、不断的吸引排斥下,就会形成一个较明显的中心。星云在此中心的引力作用和斥力作用下,椭圆运动会不断进行,最后就会形成星体。星体形成后,会在综合吸引作用下不断地收缩,直到物质的排序发生大的变化,这时引力物质会转变成为斥力物质,星体斥力开始不断变大,直到发生类似太阳的爆发。

我们会称这种类似太阳的星体为恒星。星云发展成为恒星之后会发生什么事情呢?假如是小质量恒星,演变的历史一般都会比较长。而大质量恒星,有些会在它演变的晚期发生非常剧烈的爆炸,以此了结“一生的历程”。

为什么会有大质量恒星发生粉碎性的爆炸呢?下面来讨论一下。

我们知道,星体的引力斥力是不断转变的,随星体斥力变大,星体的温度就会升高。随星体温度升高,星体上有部分物质就会达到燃点,开始燃烧。物质的燃烧会释放出巨大的斥力,星体温度又再升高。随星体温度的再升高,达到燃点的另外物质又会燃烧,并释放出巨大的斥力。星体上的物质就这样不断地循环着相似的变化,直到发生根本性的转变。

对于大质量恒星有些会发生爆炸的原因,我们只要结合上面的理论就可以推理出来:如果有一种物质占这个星体的主要组成部分,这种物质一旦燃烧,那么这个星体释放斥力的过程就会是一种十分强大的爆炸过程。假如这个星体的引力无法承受这种强大之极的斥力释放过程,它就会爆炸成为碎块。

但是,恒星斥力的释放过程都是相近的,那么粉碎性爆炸为什么较多地发生在大质量恒星上而不是小质量恒星上呢?

下面我们来推理一下这些情况的发生基础。

恒星形成前都是一些引力星体,而发生爆炸的一些恒星质量一般相当于十个太阳质量或大于十个太阳质量,如果恒星要达到如此大的质量,那么在恒星的引力未曾转变为斥力时引力就必须非常非常大。

当恒星爆发之后,恒星内部斥力就会变得极大,因为斥力都是最先在恒星内部大量产生的。但在恒星初期,由于引力还很大,即使恒星爆发,产生的影响还不会太大,直到恒星的后期,引力物质已大量转变为斥力物质,当恒星内部再爆发时,恒星较外部分由于抵受不住斥力的巨幅增加,在斥力作用下就会脱离恒星的控制,这样恒星就会引发致命的粉碎性爆炸。

在大质量恒星的粉碎性爆炸中,有一种决定性的关系我们一定要清楚。我们已经知道,引力斥力的大小是“与星体中心距离的平方成反比地下降”的。这个理论不仅适合星体之外的空间,在星体上较外的空间中也大致地符合。随着距离星体中心越远,星体上物质的引力斥力就会越小,当在恒星内部的某一处,大量的斥力引发某一种物质斥力突然巨幅放大时,如果这处引力相差斥力的程度太大,恒星的这一部分就会无法承受,导致爆开。

大质量恒星爆发之后,有些会成为射电源,它们会发出很强的电波。但在宇宙中有一些射电源很特别,科学家看到它们类似恒星,但它们都有很大程度的红移现象,由于这一点与普通恒星有所区别,于是科学家又另外给它们起了个名字,叫做“类星体”。

由于类星体都有很大程度的红移现象,于是科学家又根据哈勃定律计算它们到地球的距离,计算出来的结果表明很多类星体离我们有几十亿光年,有的甚至在一百亿光年以上。科学家根据得出的距离以及其它的资料又去计算类星体的能量,结果令人吃惊,大小只有数个“光周”或数个“光月”的类星体的能量竟相当于数千个太阳的能量。

上面又提到了“红移现象”,那么我在这里先顺带的分析一下“有很大程度红移现象的类星体”是怎么样形成这种现象的,因为再下面的内容还会和红移现象扯上关系。

关于红移现象我们之前也讨论过,是由力变引起的光变现象,当斥力作用对比引力作用不断变大时,光就会在综合排斥作用的不断变大下不断地向长波方向移动,这种向长波方向移动的现象就是红移现象。

除了红移现象,还有一种蓝移现象,也是由力变引起的光变现象,不过二者的成因刚好相反,当斥力作用对比引力作用不断变小,亦即光线中的引力作用不断变大,光就会在综合排斥作用的不断变小下不断地向短波方向移动,这种向短波方向移动的现象就是蓝移现象。

由于红移现象须要斥力作用不断变大,因此在发出强光的星体上比较容易观测到。相反,发出光线就要求物质的斥力作用足够大,斥力作用足够大本身就是光线的最主要形成条件,而又再要求这光线中的引力作用不断变大,蓝移现象的这种形成原因相比红移现象难度大得多,单从这一点而言,已经可以知道宇宙中的红移现象比蓝移现象要普遍得多。

至于类星体为什么会有这么大的能量,我们可以推理一下。

类星体的能量很明显,是一种斥力能量。为什么类星体有这么厉害的斥力能量呢?这一点可以较轻易就推理出来:星体的能量只能由它本身的物质决定。那怎么样才能形成如此高能量的物质呢?我们以前曾经推理过星体的演变情况:星体最初是由星云形成,这时的星体是引力星体,引力星体不断收缩就会转变成为斥力星体;斥力星体之后,又会再转变成为引力星体;星体的这种循环会不断的发生,每一次循环之后,星体的物质强度,和引力斥力的大小就会变得更加厉害。类星体的能量之所以如此厉害,无疑是因为类星体是循环到较后期的恒星。

在星体现象中,除了红移现象之外,有一些星体还会同时出现蓝移现象,SS433就是这样的一种星体。SS433距离我们地球并不太远,只有大约一万一千光年,这点可以说明它仍然属于银河系里的星体。

科学家在1978年才发现SS433的光谱线中会同时出现正常、红移、蓝移三种不同的情况。后来还发现,SS433红移和蓝移的数量还会呈现周期性的变化,周期大约是一百六十四天。SS433还有令人感到更奇怪的现象,1929年之前它的光度并没有什么大的变化,但到了七十年代末它的光度增亮了四个星等。

SS433到底是怎么样的一个星体?

我们知道,一个星体的现象就是星体上物质变化的现象,因此我们若要了解SS433的光谱线现象,一定要先了解SS433这个星体上物质变化的情况。

SS433有蓝移现象,这一点说明这个星体有部分物质在不断发出光线,并且这些光线的引力在不断变大,因为蓝移现象是光线的引力不断变大引起的。SS433能发光,在七十年代末就比二十年代末增亮了四个星等,这一点说明它的斥力在不断变大,而且变大得十分迅速,是个接近爆发的星球。

我们知道:光变现象就是力变现象,是由斥力与引力的比例变化而引起的现象。把这个理论结合上面的分析,我们就可以得出SS433的光谱线为何会同时出现正常、红移、蓝移三种情况了:一、这个星体上某些物质的燃烧并没有出现什么特别“异常”的情况,它们发出的光线到达地球时,综合排斥作用并没有出现不断变大或不断变小的情况,于是这些物质发出的光线既没有红移、也没有蓝移;二、这个星体上有某些物质已经处于燃烧的旺盛时期并且燃烧得越来越厉害,这些物质不断地释放出十分巨大的斥力,并且斥力对比引力而形成的综合排斥作用到达地球上时越来越大,于是这些物质发出的光线出现了红移现象;三、这个星体上有某些物质已经处于燃烧的末期,这些物质虽然仍在不断地发出光线,但光线中所含有的引力已经是不断地快速变大,于是这些光线出现了蓝移现象。

星体之所以能同时出现正常、红移、蓝移三种现象,主要原因是星体上物质的引力斥力变化得非常快速。当斥力变大得非常快,综合排斥作用也就会变大得非常快,于是就能形成红移现象;当红移现象还不断出现,却有另一些物质已因为“较先燃烧”的关系,引力正在快速变大,这些物质的综合排斥作用也就会变小得非常快,于是就能形成蓝移现象;至于那些既没有红移现象,也没有蓝移现象的光线,则是综合排斥作用既没有迅速变大,也没有迅速变小的光线。可见,红移现象蓝移现象,都是由于光线的“综合排斥作用变化”引起的。而任何发光的星体,只要能同时出现“综合排斥作用既不迅速变大也不迅速变小”、“综合排斥作用迅速变大”、“综合排斥作用迅速变小”三种情况并且程度足够,那么这个星体就能同时形成正常、红移、蓝移三种现象。

不过我们要注意,宇宙中有许多的蓝移现象我们是很难观测到的,这是由于光线的远处会斥力作用变大引力作用变小,刚好与蓝移现象的成因相反,因此光线只要有足够远距离,便很难观测到蓝移现象,蓝移现象在一些距离地球不太远、而且物质变化十分迅速和发出的光线引力变大十分迅速的星体上才比较容易发现,而那些距离太远的星体就会极难观测到这种现象了。但实际上,宇宙中的蓝移现象是有许多的,只是较难观测到而已。

上面资料已经说过:SS433红移和蓝移的数量会不断变化并反复地以大约一百六十四天为一个周期循环。为什么会这样呢?这是因为SS433是一个接近爆发的星体,而且这个星体上物质的燃点的相差程度较大,当较早燃烧的物质燃烧的高峰期过后,温度就会开始下降,但这时仍未能达到另外的较为普遍的物质的燃点,在无法引起另外物质大量燃烧的情况下,星体的温度只能随“较早燃烧的物质的温度的降低”而降低。当星体的温度不断地降低,星体本身也就会不断地收缩,当收缩到一定的程度,星体上的物质又会产生新的变化,开始不断地大量释放出斥力,和不断地大量释放出光。同时,星体的亮度、星体的红移和蓝移的数量紧随着星体上的物质的变化也就会产生相应的变化,于是造成了以大约一百六十四天为一个周期的循环,这种循环实际上是星体上物质转变的周期性循环。

SS433在五十年间光度增亮了四个星等,这说明星体不久之后就会爆发,我不知道我们是否能等到这一天并见到这个“奇观”,但我在这里可以预言一个有关它的现象:SS433将会具备循环性地越来越亮,直至爆发。

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