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形成宇宙的物质,绝大部分是氢和氦。氦原子一般是不会彼此结合的。氢原子虽然会彼此结合,但一般只彼此结合成对而形成氢分子(H2)。这就意味着,处于恒星与恒星之间的绝大多数物质是由一个个很小的氦原子和一个个很小的氢原子和氢分子组成。这些物质形成了大量散布在恒星与恒星之间的星际气体。г米г花г书г库г ;http://www。7mihua。com
星际尘(或者宇宙尘)的数量比星际气体少得多,它们是由粒子组成的。这些粒子虽然也很小,但却比单个原子或分子大得多,因此它们一定含有除了氢和氦以外的其他原子。
除了氢和氦以外,宇宙间另一种最普通的原子是氧。氧原子能和氢结合而形成氢氧基(OH)和水分子(H2O)。氢氧基和水分子具有能够同它们所遇到的任何其它基团及分子相结合的倾向。正因为如此,宇宙间会逐步形成由许许多多这样的分子所组成的微粒。绝大部分宇宙尘很可能就是由氢氧基和水分子所组成。一直到1965年,天文学家才开始在宇宙间探测到氢氧基,并开始研究它们的分布情况。从这以后,不断有报道说,宇宙空间存在既含有氢和氧、也含有碳原子的更复杂的分子。
由此看来,宇宙尘中一定也含有不及氢、氧和碳那么普通的原子所组成的原子团。科学工作者已经在星际空间探测到钙原子、碘原子、钾原子和铁原子,他们是通过这些原子所能吸收的光而探测到它们的。
在我们的太阳系内,也存在类似的宇宙尘,这些宇宙尘很可能是由彗星造成的。在太阳系可见范围以外,可能有一个由大量彗星所组成的彗星壳,其中有一些彗星(也许是由于附近恒星的引力作用)向太阳的方向掉落。彗星是一团金属和岩石小碎片,这些碎片由冰加上冻结的甲烷、氩和其它这类物质结合成松散的团块。每当彗星走近太阳时,彗星中的某些物质便会因受热而融化,结果,其中的微小固体颗粒便获得了自由,并以一条长长的尾巴的形式散布在宇宙空间中。最后,这个彗星将完全崩解。
在太阳系的历史中已经有无数彗星发生了这样的崩解,正因为如此,太阳系的内圈才会到处散布有这样的宇宙尘,每天都有数十亿这样的宇宙尘粒子(“微陨石”)落到地球上。从事宇宙研究的科学家都对这些“微陨石”感兴趣,他们之所以对此感兴趣,固然有种种原因,其中的原因之一,是因为有一些较大的微陨石可能会给未来的宇航员或登月移民造成危害。
第13节
1967年夏天,剑桥大学的赫维什和他的合作者,在十分偶然的情况下,探测到来自天空的一种从未探测到的射电辐射。这种射电辐射是非常有规则的、每隔1又1/3秒出现一次的脉冲。更确切地说,这种脉冲每隔1.33730109秒出现一次,发出这种脉冲的辐射源后来就被称为脉冲星。
接着,在这以后的几年中,天文学家又陆续发现了很多这样的脉冲星。说到这里,你们也许会提出一个疑问:脉冲星为什么未能更早发现呢?这是因为每一颗脉冲星虽然在一次脉冲当中都会辐射出大量的能量,但这些脉冲是如此的短暂,因此,射电波的平均强度是很低的。这就是天文学家为什么一直没有发现他们的原因。此外,由于天文学家在这以前都认为射电源是以稳定的水平辐射发出能量的,因此他们都没有去认真寻找这样的脉冲。ō米ō花ō书ō库ō ;http://__
后来,在蟹状星云中发现了一颗脉动得特别快的脉冲星,同时还发现这颗脉冲星能在可见光的范围内发出辐射,而且光的闪烁正好和射电辐射的时间相一致。天文学家以前虽然曾多次观测到这颗脉冲星,但都以为它不过是一颗普通的恒星,因此从未有人试图用足够灵敏的、能发现它每秒钟会闪烁三十次的这样一种观测仪器去对它进行观测。一颗脉动得这样快的脉冲星,如果单凭肉眼或者仅仅依靠普通的仪器来进行观察,它的光就似乎是很稳定的。
然而,脉冲星到底是一种什么样的星呢?一个天体如果会以周期性的间歇发射出能量的话,那么,在这间歇的时间内,它一定正在发生某种物理现象。例如,它也许是一个正在一会膨胀一会儿收缩的天体,并在每一次收缩时发射出一股能量。或者它也许正绕着自己的轴或围绕着另一个天体运转,并且每绕一周,就发射出一股能量。
难以解决的一个问题是:这种脉动为什么会进行得这样快,长的是每4秒钟脉动一次,短的则是每隔1/30秒就脉动一次。第一,这种脉冲星必定是一个非常炽热的物体,否则它就不可能发射出这样大的能量。第二,它必定是一个很小的天体,否则它绝不可能脉动得这样快。
科学工作者以往所观测到的最小天体是白矮星。白矮星的质量可以和太阳的质量一样大(其炽热程度也可能和太阳差不多或者更大),但它的体积则不会比地球大。既然如此,这样的白矮星是否可能通过膨胀或收缩或者通过自转而发出脉冲来呢?会不会是两颗白矮星在那里彼此绕着转动呢?但是,不论天文学家用什么样的理论来解释这种现象,他们都无法想象出白矮星为什么会运动得这样快。
既然不可能是白矮星,那么,有没有可能是更小一点的天体呢?天文学家曾经根据理论作出了一个预测,认为恒星在引力的作用下可能坍缩到非常致密的程度,以致恒星里的所有原子核都被挤压而彼此紧挨在一起。在这种情况下,电子和质子将会相互作用而形成中子,结果,这个恒星将会成为一团“中子浆”。这样的“中子星”的质量可能有太阳那样大,但直径却只有十来公里。
不过,还没有人探测到中子星;由于中子星是如此之小,所以有些天文学家担心宇宙间即使有中子星存在,人们也无法探测到它。
可是,这样小的天体应当会飞快地自转,因而就会产生这样的脉冲。这是因为在这样的天体上可能会出现这样一些条件,使得其中的电子只能通过该中子星表面的某些点逃逸出来。这样,当中子星自转时,电子就会像一个旋转着的喷头中喷出的水那样从其中喷射出来,每旋转一周,就会朝地球的方向喷射出一些电子,从而产生射电波和可见光。
美国康奈尔大学的戈尔德曾经指出,如果情况真是这样,那么,中子星将会逐渐失去能量,因此,它的脉动率就应当会逐渐减慢。他的推论经过了检验,并发现实际情况确是如此。因此,就目前看来,脉冲星很可能就是天文学家曾经担心永远无法探测到的中子星。
第14节
一个原子的直径,大体上说,约为10…8厘米。在普通的固体和液体中,原子与原子之间靠得很近。实际上是相互接触的。因此,普通固体和普通液体的密度取决于以下三个因素:一是原子的大小,二是原子在其中的密集程度,三是单个原子的重量。
在普通的固体当中,密度最小的是固态氢,它的密度是每立方厘米0.076克。密度最大的是稀有金属锇,它的密度为每立方厘米22.48克。
如果原子是一个不可压缩的固态小球,那么锇应当是所有物质当中密度最大的了。这样,一立方厘米物质的重量绝不可能超过一公斤,当然就更谈不上会有几吨重了。
但是原子并不是固态的,新西兰出生的物理学家卢瑟福早在1909年就曾经证明,原子中的大部分空间是空的。原子的外围只含有非常轻的电子,原子的99.9%的质量都集中在其中心的原子核内。×米×花×书×库× ;www。7mihua。com
原子核的直径约为10…13厘米(或者说约为原子本身直径的1/100,000)。如果一团物质中的原子能被很紧很紧地挤压到一起,以致其中的电子都被推开,原子核被迫相互接触,那么,这团物质的直径就会缩小到只有原来直径的1/100,0