恒星發(fā)展史是什么

【專家解說】：恒星的生命歷程 恒星形成后開始進入生命周期中的氫燃燒階段，氫的原子核聚變成氦，并向外發(fā)放光和熱。當恒星中的氫消耗掉10%時就發(fā)生收縮，恒星中心部位的溫度升高到1 億k以上。同時，由于恒星內(nèi)部的活動，恒星外層被中心區(qū)域推開，膨脹的恒星變成一顆紅巨星。于是，在星球密度很大溫度極高的中心部分開始發(fā)生氦的燃燒，氦核聚變成鈹，碳和氧。這一階段一直延續(xù)到恒星中心部分的氦消耗殆盡，碳和氧所占的比例大致相等時才結(jié)束。 氦的燃燒階段結(jié)束時，星球中心區(qū)域收縮，溫度重新上升。在一些質(zhì)量足夠大(質(zhì)量至少是太陽的4倍)的恒星里，中心的溫度可以達到10億k，碳和氧的燃燒得以開始，結(jié)果形成了鈉，鎂，硅和硫等元素。當恒星中心部分的碳和氧消耗殆盡并富含硅時，便開始了硅的燃燒階段，硅轉(zhuǎn)化成硫，氬和其它一些更重的元素。如果恒星通過收縮，能使內(nèi)部溫度升到30億k左右，那么恒星便開始了它生命周期中的平衡階段，形成鐵及附近的一些元素。鐵在所有元素中，其原子核最為穩(wěn)定，因此一顆恒星能燃燒到生命的終結(jié)，將形成一個鐵球，它的末日也便來臨了。 垂死的恒星與自身的引力作著最后抗爭，但最終還是跌進了引力深淵之中。外圍各層數(shù)以萬億噸計的物質(zhì)以每秒幾成公里的速度朝核區(qū)坍縮，與核區(qū)發(fā)生了極為強烈的碰撞，這就是“超新星爆發(fā)”。爆發(fā)的巨大能量使恒星外圍物質(zhì)得以加熱，鐵吸收中子及能量后，在恒星熔爐的是最后階段煉出了金，鉛，鈾等更重的元素。以上過程表明目前人類所利用的核 能(確切說應(yīng)該是核裂變能)歸根到底是久遠的超新星爆發(fā)能，正如煤，石油所含的化學能是古老的太陽能一般。超新星爆發(fā)產(chǎn)生的巨大激波，將恒星外圍的物質(zhì)拋入廣闊無垠的太空;這些物質(zhì)由恒星各個燃燒階段產(chǎn)生的92種元素構(gòu)成。恒星的一生燦爛輝粕，它的光和熱孵育了生命;它亦是宇宙中神奇的煉金爐，組成我們及地球的每一個原子，都曾在那些久已熄滅的古老恒星中經(jīng)受熔煉。 恒星的物質(zhì)循環(huán) 第一代恒星消亡了，它歸宿于白矮星，中子星和黑洞。然而悲壯的死亡中醞釀著燦爛的新生，在它們的廢墟上將升起新一輪的恒星，一個有生命的宇宙時代即將拉開序幕。超新星爆發(fā)拋出的物質(zhì)，在廣袤的星際空間漫無目的地遨游，在碰撞和輻射的作用下，被原始星支攜帶著運行。幾百萬年過去了，這些物質(zhì)因膨脹而變香稀薄，最終與原始星云混而為一了，因此宇宙中的星云不再只是由原生物質(zhì)氫和氦構(gòu)成，而是遭到重元素的污染;由開這種污染，恒星之外有了出現(xiàn)自然景觀，生命，技術(shù)和能源的可能。在宇宙史紀元100億年時，這種被“污染”的星云在引力作用下收縮，坍縮和碎裂。核子活動再度爆發(fā)，第二代恒星及行星誕生了，太陽便是其中一例。這些恒星也將開始其生命歷程，最終與會因缺乏燃料而死去;它們的碎屑又與尚示聚集成恒星的原生物質(zhì)一道凝聚成下一代恒星。但這各物質(zhì)的再循環(huán)并非永無止境的，原生物質(zhì)會一點一點地并入新生的恒星，直至全部用完。當最后一代恒星走完它們的生命輪回而死亡時，宇宙永恒的長夜就來臨了。 生命的形成與進化 生命是宇宙物質(zhì)演化的最高級形式，也有人認為生命只是宇宙演化的副產(chǎn)物中微不足道的偶然現(xiàn)象，由于發(fā)生了種種時間和空間的巧合，才得以在地球上出現(xiàn)。的確，在宇宙中滿足生命形成與演化所必需的地方，即使不是唯有地球，也是很少的，地球所繞轉(zhuǎn)的太陽是恒星中少有的單星，例得它外圍有穩(wěn)定的生態(tài)圈存在;太陽又是第二找恒星，使得其行星從一開始形成就有生命所必需的碳，氧等重元素存在;太陽大小適宜，使它既有足夠的存在時間供生命形成與進化，又有足夠的光和熱去孵育和羊育生命，地球本身也是一個特殊的行星，它的軌道全部在太陽的生態(tài)圈內(nèi);它大小適宜，使 它的引力能保留住水和大氣，且大氣層厚薄適當，即擋掉了大多數(shù)紫外線，又不至于遮住過多的陽光;地球有較強的磁場，使生命免遭宇宙帶電粒子的致命轟擊……,總之地球在許多方面擁有得天獨厚的生命存在條件,使其成為宇宙中少有的生命家園.地球在46億年前形成后,便開始了生命形成歷程:原始地球中的無機物在太陽紫外線的作用下,形成了簡單有機物,它們通過水流匯集于海洋,在那里化合成復雜的有機物:這些復雜有機物形成生命的過程,至今仍然是個疑案,但其中必定有不計其數(shù)的巧合,在地球形成生命的過程中幸運地發(fā)生了;這樣,原始生命在地球形成15億年后出現(xiàn)了。原始生命在漫長的歲月里不斷進化:16億前有細胞核的單細胞生物出現(xiàn),7億年前多細胞生物出現(xiàn),3.7億年前陸地生物出現(xiàn),2.8億年前爬行動物出現(xiàn),1.8億年哺乳動物出現(xiàn),7000萬年前靈長目動物出現(xiàn),3500萬年削類人猿出現(xiàn),400萬直前原人出現(xiàn),50萬年削直立人出現(xiàn),直至3.5萬年前出現(xiàn)了現(xiàn)代人類;于是在宇宙史紀元150億年時,宇宙中便月了智慧生物創(chuàng)造的技術(shù)和文明.我們目前所知的生命僅限于地球生命,而科學家對地外生命和文明的樂觀估計是:僅銀河系就可能有6億個行星有生命存在,其中擁有技術(shù)和文明的的行星也多達100萬個! 宇宙的終結(jié) 宇宙的未來命運如何?科學家、哲學家和神學家都提出了自己的觀點。一個目前被普遍認同的觀點是:宇宙作為物質(zhì)世界的全部，也就遵守物質(zhì)自身和規(guī)律;而根據(jù)熱力學第二定律，得出的結(jié)論實在令人難以接受:宇宙將在遙遠的未來走向死亡--永恒的死亡。 設(shè)想在非常非常遙遠的未來，所有恒星因缺乏燃料而熄滅，宇宙一片黑暗。在這漆黑的浩瀚太空中，潛伏著許多帶自轉(zhuǎn)的黑洞、離散的中子星和黑矮星，另外還有一些行星級的天體，它們在引力的作用下進行著一場戰(zhàn)爭，戰(zhàn)爭的結(jié)局是星系解散了，絕大多數(shù)天體被引力彈弓拋入星系際空間，永遠漫游在膨脹著的太空中;而星系中心的黑洞取得了兼并戰(zhàn)的局部勝利，它吞并了百分之幾的天體，形成了更大的黑洞。這場戰(zhàn)爭持續(xù)時間長得超乎想象，大約是今天宇宙年齡的十億倍。 在又一段長長得超乎想象的時間里，當宇宙背景輻射由于膨脹降至足夠低的程度時，所有的黑洞最終都會在一陣快輻射中一下子化為烏有，在宇宙永恒夜幕中劃出一道道瞬現(xiàn)即逝的閃光;而其它天體也將在這漫長和時間里發(fā)生衰變而漸漸蒸發(fā)，直至完全消失，變成正電子或其它粒子;宇宙變成一鍋令人難以置信的稀湯，其中有光子、中微子及數(shù)量正在逐漸減少的電子和正電子。宇宙曾經(jīng)擁有的輝煌，包括閃爍的群星及智慧生命創(chuàng)造的無數(shù)奇跡，都湮沒在這荒涼而又空虛的宇宙中，不留下任何記憶，只有時間在無休止地流逝，空間在無止境地膨脹……