《了解宇宙如何運(yùn)行》紀(jì)錄片解說詞

（根據(jù)記錄整理，不準(zhǔn)確，供參考）

第一集：恒星

    恒星世界在暴力中誕生，也在暴力中消亡。恒星運(yùn)動(dòng)推動(dòng)了宇宙的運(yùn)轉(zhuǎn)，也是生命的起源。銀河系有2000億個(gè)恒星，太陽是銀河系中億萬恒星中的一個(gè)，有46億年的歷史，直徑為160萬公里，在銀河系及宇宙中，太陽的體積微不足道。海山二恒星比太陽大800萬倍。參宿四恒星比海山二還大300倍，參宿四恒星也不是最大的恒星，有個(gè)VY恒星大的驚人，比太陽大10億倍，直徑相當(dāng)于整個(gè)銀河系。

    恒星由宇宙塵埃、氣體和星云等物質(zhì)、暗物質(zhì)和暗能量組成（圖1、2）。

星云是恒星的搖籃。宇宙初期有數(shù)百億個(gè)塵埃星云，如馬頭星云、鷹狀星云、草帽星云等（圖3、4、7）。

2004年天文學(xué)家曾發(fā)射“斯皮策”紅外太空望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)新恒星的誕生過程。宇宙早期太空中彌漫著無數(shù)的氫氣團(tuán)，物質(zhì)密度大的地方其溫度就高，密度小的地方溫度就低。冷熱氫氣團(tuán)久而久之就形成旋渦，而且是越轉(zhuǎn)越快。在引力的作用下，氫氣團(tuán)的密度越來越高，吸入氣團(tuán)內(nèi)的物質(zhì)越來越多，大約經(jīng)過50萬年的漫長(zhǎng)過程，氣團(tuán)中心的溫度達(dá)到了1500萬℃，氫氣原子之間發(fā)生聚合變成氦，釋放巨大的能量而且發(fā)光，就這樣氫原子在引力作用下升溫、高壓和極大密度下，發(fā)生核聚變反應(yīng)，釋放巨大無比的聚變能，從而誕生了宇宙的第一顆恒星，質(zhì)量越大的恒星聚變速度越大越快。宇宙從恒星誕生的那天起開始從黑暗走向光明，而且越來越璀璨奪目。宇宙中有數(shù)十億、百億、千億、千萬億顆恒星，直至形成現(xiàn)在的宇宙。

    恒星中的能量從哪里來？上個(gè)世紀(jì)20年代，人們一直不解。直至天才科學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了質(zhì)能守恒定律，即E=mc2，人們才從愚昧中走出來。

    根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能轉(zhuǎn)換定律，科學(xué)家發(fā)明了原子彈、氫彈。共同認(rèn)識(shí)到太陽內(nèi)部在分秒之間進(jìn)行核聚變，從誕生那天起，50億年來一直未停止過。

    為模擬太陽中心核聚變現(xiàn)場(chǎng)，天文學(xué)家在倫敦建了一個(gè)托卡馬克實(shí)驗(yàn)室，設(shè)計(jì)出一個(gè)重3.6噸的儀器，用電流將氫原子加熱到3億℃，這時(shí)兩個(gè)互相排斥的氫原子極不穩(wěn)定，兩個(gè)氫原子以1600公里∕秒的速度，在雜亂運(yùn)動(dòng)中聚合，產(chǎn)生氦和釋放能量，這就是太陽內(nèi)部的核聚變的真實(shí)寫照。

為什么太陽不一下子爆炸成塵埃呢？堅(jiān)持了近50億年，而且還要繼續(xù)下去？這個(gè)問題提得好。主要原因是太陽的質(zhì)量太大，猶如一層厚厚的殼，將太陽中心的聚變能約束住，炸不飛太陽。

太陽直徑有140萬公里，核聚變發(fā)生在太陽中心的幾十公里區(qū)域內(nèi)，巨大的引力使太陽中心具備核聚變條件（氫原子、1500萬℃高溫、高壓）每分每秒發(fā)生核聚變，釋放巨大的能量，科學(xué)家做過測(cè)算，每次聚變相當(dāng)于廣島原子彈的10億倍。爆炸力方向與引力相反，互相抵消。幾十億年來，太陽內(nèi)部的聚變反作用力與向心引力就這樣互相較勁消耗著，哪一方都沒有退卻，勢(shì)均力敵，達(dá)到平衡。

太陽中心的核聚變產(chǎn)生能量和光子，光子在太陽內(nèi)部開始漫長(zhǎng)的旅行。據(jù)測(cè)算，要幾百、幾千、幾十萬年，光子才可能到達(dá)恒星光球表面。太陽光子到表面需要160萬年，海山二到達(dá)地球是8000年前的光，參宿四的光是500年前發(fā)出的。光子向太陽表面前進(jìn)時(shí)，路上要與其他粒子撞擊數(shù)十億次，經(jīng)常改變方向，這就是光子為什么那么慢，到達(dá)太陽光球表面的原因。

光子到達(dá)光球表面立刻加熱表面物質(zhì)，使其溫度從1萬℃迅速升高到1000萬℃，形成閉合磁力線，攜帶大量高強(qiáng)度粒子流向太空噴發(fā)，磁力線互相交匯撞擊，在太陽表面形成一股破壞力極強(qiáng)的太陽風(fēng)。

科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室摸擬了太陽表面的閉合磁力線爆發(fā)情況，強(qiáng)度雖小，但原理相同。

恒星質(zhì)量雖然很大，它能夠誕生，也不可能永遠(yuǎn)生存下去，一定要走向消亡，這是無法違背的自然規(guī)律。

恒星的消亡是內(nèi)部的聚變?cè)舷拇M，爆炸力量越來越弱，最后因燃料耗盡而終止，在爆炸力與引力的角斗中，引力最終取得全面的勝利。科學(xué)家測(cè)算，太陽每秒消耗6億噸氫燃料，大約70億年后太陽中心將停止熱核反應(yīng)。但外層空間受溫度影響迅速膨脹，由現(xiàn)在的140萬公里，擴(kuò)大到1億公里，成為一顆紅巨星。水星、金星將被紅巨星太陽吞噬，地球也難幸免，高溫將使地球海水全部蒸發(fā)掉，大氣被吸走，地球完全可能被撕碎，或者被吞噬，成為紅巨星太陽的一部分。

紅巨星太陽內(nèi)部也不安靜，氦原子聚變?nèi)栽诶^續(xù)，變成氧燃燒，最后變成熾熱無比碳核白矮星（圖16）。體積與地球相仿，但密度是地球的100萬倍。1立方厘米的白矮星放在地球表面可以毫不費(fèi)力從地心穿過，可見白矮星密度之高！

比太陽質(zhì)量大幾倍的恒星死亡，死亡后不變白矮星，而是中子星，又稱鉆石星（圖17），因?yàn)殂@石就是純碳晶體組成，硬度非常高。

質(zhì)量比太陽更大的參宿四恒星死亡，場(chǎng)面壯烈的多，其內(nèi)部由碳元素與氧繼續(xù)衰變下去，最后出現(xiàn)鐵元素，鐵元素是吸收能量的殺手，恒星內(nèi)部出現(xiàn)鐵元素就意味著死亡的開始，鐵越積越多，直至將恒星內(nèi)部能量吸干，引力向鐵核擠壓，幾秒鐘之內(nèi)引起恒星爆炸，天文學(xué)將鐵核恒星的爆炸，稱為超新星爆炸。天文學(xué)家已找到一顆超新星爆炸，距地球17萬光年，爆炸的火球直徑達(dá)數(shù)萬公里。

天文學(xué)家用巨型激光器模擬超新星爆炸，即用強(qiáng)大的電能發(fā)出136股激光束，攻擊一個(gè)目標(biāo)，結(jié)果目標(biāo)氣化，存在十萬分之一秒向外擴(kuò)散，沖擊波帶動(dòng)下物質(zhì)沖到表層，產(chǎn)生更重的元素，金銀、鈾等重元素就是超新星爆炸的產(chǎn)物，因?yàn)橹亟饘僭匦纬傻臈l件苛刻，所以宇宙中貴重金屬元素稀少。

超新星爆炸并不是全部變成塵埃，其中子星內(nèi)核依然存在，中子星直徑大約30公里。其外殼殘骸送入太空。中子星有個(gè)特點(diǎn)，定時(shí)向太空噴發(fā)Χ射線。根據(jù)此特點(diǎn)，尋找到Χ射線源就找到了中子星。

恒星消亡，向宇宙播撒人間萬物，有各種元素，也包含生命。因此，可以推斷：太陽中的各種粒子也是重復(fù)使用的，很可能星超新星爆炸三代、四代的產(chǎn)物。其中包括我們?nèi)祟惿眢w，組成各種器官的原子可能來自不同的恒星。

宇宙中恒星的燃料總有耗盡的那一天，可能是數(shù)萬億年后，但那一天遲早會(huì)來。恒星消亡時(shí)宇宙又回到黑暗時(shí)代。也許黑暗過了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，新的大爆炸又開始了，新的宇宙又誕生了！

2011-7-26 08:08

2011-7-26 08:09

宇宙物質(zhì)分布呈絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2011-7-26 08:10

盤狀星云

2011-7-26 08:10

草帽星云

2011-7-26 08:11

銀河系星云，又稱銀河系

2011-7-26 08:11

馬頭狀星云

2011-7-26 08:11

鷹狀星云

2011-7-26 08:13

中子云示意圖