五年级语文上册 第五单元1《太阳》

扶桑有鸟名金乌——《太阳》

日出而作,日落而息。太阳在人类生产活动中一直扮演着不可或缺的重要角色。古时人们出于对太阳的敬畏与不了解,便将太阳神化,进行崇拜。随着科学的发展,太阳的神秘面纱逐渐被掀起,但这并不妨碍人们对太阳抱有幻想,从过去到未来,从现实到科幻,太阳的每一面都等待着我们去发现。

一、太阳的过去与未来

大约在46亿年前,一个顶天立地的巨人站在宇宙间,随手向着远方掷出一个铅球,铅球如同离弦之箭飞出很远,轰然落地,溅射出斑斑泥点。那巨人是一片巨大的分子云,铅球则是太阳星云,而泥点便是围绕着太阳旋转的行星。这段话其实是对太阳形成过程的神话演绎,这个过程的正式名称是“星云假说”。

“星云假说”是目前被大多数人接受的一种说法:在太阳形成的过程中,一部分环绕着太阳的星云渐渐演变成其他行星,一些卫星是由环绕着行星的气体和尘埃组成的,另一些则是被太阳的引力俘虏过来,或者是诞生在巨大的碰撞之中。经过了数十亿年的演变和发展,太阳系逐渐形成了如今的模样。

尽管距离太阳的诞生已经过去了40多亿年,但以人类的生命阶段做比喻,此时的太阳正处于它的中年时期,也就是说,太阳刚刚走完它生命旅程的一半。

太阳的能量主要来自氢原子的核聚变。地球地核的温度最高也不过几千摄氏度,压力也只有300多万个大气压;而太阳核心部分的温度高达上千万摄氏度,压力为2000多亿个大气压。太阳核心拥有高温高压,十分符合核聚变需要的条件。在太阳的核心位置,每秒钟大约有7亿吨的氢聚变形成氦,释放出约400万吨的净能量,如果这些能量全部供给人类使用,可以维持两千多个世纪。如果以目前的速度燃烧下去,太阳能足足燃烧100亿年之久。

任何事物自诞生起就不可避免地走向死亡,世上的一切都是“向死而生”,就连太阳也不例外。

几十亿年以后,太阳就会进入老年,如同老年人的皮肤会变得干瘪皱巴,太阳将从中心位置开始坍缩,而后就像回光返照一般,开始向外膨胀,直至形成一颗红巨星。

在膨胀过程中,一些距离太阳比较近的星球如水星、金星都会被吞噬,就连地球也不例外。膨胀到极限后,氢燃料已经消耗殆尽,这时太阳会再次开始塌缩,然后由剩余的氦元素提供燃烧的能量,这样的光景能维持20亿年左右。

当氦燃料所剩无几之时,太阳也就不再发光发热,它的核心会继续塌缩成一颗白矮星,这时太阳的外层物质与核心没有了羁绊,太阳表层会逐渐开始脱落,然后飘散成宇宙中的星云。

最后,太阳会带着自出生便围绕着它的行星,在银河系中不停穿梭,留下一条条光与热的飘带。在太阳趋于灭亡的过程中,那些行星或是被太阳吞噬,或是被其他恒星的引力俘虏。尔后的日子里,太阳会独自在浩渺的宇宙中度过晚年,最终化为烟尘。

2019年春节热映的国产科幻大片《流浪地球》根据著名科幻作家刘慈欣的小说《流浪的地球》改编,故事中人类想带地球逃离太阳系,原因就是我们上面所说的那些。太阳是地球赖以生存的根本,如果在很远很远的将来,太阳真的出现坍缩、膨胀、灭亡,地球就危险了。

二、恒星那些事儿

宇宙中像太阳一样的恒星数不胜数,恒星的寿命各不相同,按照质量来区分,一些质量大的恒星只有几百万年的寿命,而一些质量小的恒星则拥有数万亿年的寿命。下面我们就来看看恒星演化的奥妙。

恒星最初诞生于巨分子云,一片巨分子云的质量相当于数十万甚至数千万个太阳的质量,光若要穿透这片云层需要上百年的时间。

巨分子云在围绕星系进行旋转的时候,与星系相互冲撞,或是受到超新星爆发所甩出的高速物质的影响,在引力的作用下开始坍缩,最终形成大小不一的恒星。

成年期的恒星会呈现出不同的颜色,这是因为它们的颜色会随着表面温度的改变而变化。一般表面温度在3000℃时,恒星呈现为红色,在5000℃为黄色,到了7000℃会变为白色,10000℃以上为蓝白色,达到30000℃则会呈现为纯净的蓝色。

恒星的表面温度会受到自身质量的影响,一般来说,质量越小的恒星表面温度越低,质量越大的恒星温度越高。小恒星因为温度较低所以会缓慢地燃烧,所以拥有较长的寿命,大恒星则需要更多的能量来维持高温与亮度,燃烧的速度会快得多,寿命相对比较短。

到了中年期,恒星核心处的氢燃料会慢慢消耗完毕,这时中心部分的核聚变反应会停止,留下一个空核,失去了抵抗引力的能力,恒星便开始引力坍缩。在坍缩过程中,核心处的温度会再度升高,然后由氦提供燃料继续进行聚变,以此来抵抗引力的作用,暂时维持生命。

在恒星的晚年期即衰退期,恒星的质量便决定了其最后的归宿,一般会有白矮星、中子星、黑洞三种结局。

小质量恒星的最终演化至今还无法直接观测,因为它们的寿命比目前宇宙的存在时间还要长。科学家分析,小质量恒星在耗尽核心部分的氢燃料后,会进行氦聚变,产生强烈的太阳风,直到消耗完所有燃料变为红矮星。

中等质量的恒星达到红巨星的状态后,会产生核心坍缩,外壳膨胀的现象,然后通过氦聚变来延长坍缩的过程,以太阳为例,这个阶段会持续数十亿年。

大质量恒星在膨胀过程中会成为红超巨星,如果出现超新星爆发,最终可能变成中子星或黑洞。

宇宙神秘莫测,恒星的演变历程非常神秘,至今仍没有完全被研究清楚,但愿人类会始终抱着最初的好奇心,在这片星空中不断地探索下去。

三、《三体》世界中的天象奇观

在《三体》的世界中,三体人所在的星系拥有三颗恒星,它们彼此依靠引力互相牵扯,看似做着无序而不规则的运动,但每隔一定时间都会出现一些特定的天文奇观。下面我们就跑到三体人的星球上,来看看恒星的运动吧。

“飞星”是三体人所在星球常见的现象。所谓飞星,就是恒星变小了,这不是因为恒星远离了三体人的星球而显得小,而是一种类似“偏振”的现象。

偏振现象很容易观察到,我们面向太阳,将两副墨镜重叠在一起,旋转墨镜改变镜面角度,可以看到太阳光会产生不同程度的强弱变化,甚至可能完全无法穿透墨镜。

在一定距离和特定角度下,围绕行星的大气层与恒星的气态外层就会像两片墨镜镜片一样,这时候从大气层中观察恒星时,恒星的气态外层将无法被直接观测到,只能看见恒星的核心部分,所以从三体人星球上看恒星,恒星就好像变小了一样。

在三体星系中,如果出现一颗飞星或是三颗飞星,都意味着极热或是极寒的灾难气候的出现,生物将很难继续生存下去,必须通过“脱水”的方式将能量储存起来而熬过恶劣的自然环境。两颗飞星则意味着太阳按照正常的规律升起降落,此时便风调雨顺,文明开始复苏,恒纪元开启。

“三日凌空”是指三颗恒星同时出现,此时大地表层会被热浪熔化,只有不断深入地下才可能侥幸躲过一劫。

“三日连珠”是恒星排列成一条直线,行星会在叠加的引力中土崩瓦解。

在三体星系中最为神奇的现象是“飞星不动”。从三体人星球上观测,太阳高悬空中,一动不动,既不降落也不升起。这种情景会有三种可能:一、恒星与行星在同一方向以同一速度运动;二、恒星正远离行星;三、恒星正靠近行星。即便只有一颗飞星静止不动,在后两种情况下也是极为恐怖的灾难,而当三颗飞星不动时,则意味着毁天灭地的大灾难。

三颗恒星要么同时远离行星,使得行星陷入死寂状态,大地一片漆黑,寒冷无比,植物首先灭绝,紧接着便是各种动物;要么就是同时接近行星,这样会使行星在巨大的引力下被撕裂成一道道碎片,所有生物顷刻全部灭绝。

上述的天象奇观所造成的灾难尽管都很恐怖,但只要行星没有彻底化为飞灰,经过一段时间的休养生息,生命的种子便会重新发芽,文明也会复苏。而最为致命的是,三体星系中的恒星是会“呼吸”的“造父变星”。

普通的恒星在经历过膨胀坍缩的过程后便会成为白矮星、中子星等其他星体,这种演变过程是不可逆的,而“造父变星”则会不断重复膨胀坍缩的过程,就像人的呼吸行为一样。三体星系中本来存在12颗行星,其中11颗行星观测到“飞星不动”时,恰好碰上三颗恒星膨胀到极限的状态,于是便直接被拉扯进庞大的火海中去,完全消失,生物全部就此彻底灭绝。这就是三体星人离开家园逃亡的原因。

大家可能对《三体》中所描绘的场景感到不寒而栗,但同时也会疑惑,真的有可能同时存在三颗太阳吗?答案是肯定的。

《三体》中的三颗恒星原型是半人马座星系,它是距离太阳系最近的恒星星系。半人马座星系有着三颗大小不一的恒星,其中一颗比太阳还大,另外两颗则稍小一些,这三颗恒星虽然组成了“三体星系”,但威力却远不如《三体》所描绘的那样恐怖。

现在的科学只能解决二体问题,还不足以解决三体问题,无法计算出三颗星体在彼此之间的引力作用下的实际运动轨迹。宇宙藏着无限的奥秘,人类在探索宇宙的道路上仍然是任重而道远啊。

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