科技版~超遜偵探~UOD之89~*我們的宇宙…*

我們現在觀察到的宇宙，其邊界大約有100多億光年。它由眾多的星系所組成。地球是太陽系的一顆有生命的普通行星，而太陽是銀河系中一顆普通恒星。我們所觀察到的恒星、行星、慧星、星系等是怎麼產生的呢？宇宙學說認為，我們所觀察到的宇宙，在其孕育的初期，集中於一個體積極小、溫度極高、密度極大的奇點。在141億年前左右，奇點產生後發生大爆炸，從此開始了我們所在的宇宙的誕生史。

宇宙大爆炸後0.01秒，宇宙的溫度大約為1000億度。物質存在的主要形式是電子、光子、中微子。以後，物質迅速擴散，溫度迅速降低。大爆炸後1秒鐘，下降到100億度。大爆炸後14秒，溫度約30億度。35秒後，為3億度，化學元素開始形成。溫度不斷下降，原子不斷形成。宇宙間彌漫著氣體雲。他們在引力的作用下，形成恒星系統，恒星系統又經過漫長的演化，成為今天的宇宙。

宇宙結構觀念的發展在遠古時代，人們對宇宙結構的認識處於十分幼稚的狀態，他們通常按照自己的生活環境對宇宙的構造作了幼稚的推測。在中國西周時期，生活在華夏大地上的人們提出的早期蓋天說認為，天穹像一口鍋，倒扣在平坦的大地上；後來又發展為後期蓋天說，認為大地的形狀也是拱形的。西元前7世紀 ，巴比倫人認為，天和地都是拱形的，大地被海洋所環繞，而其中央則是高山。古埃及人把宇宙想像成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子，大地的中央則是尼羅河。古印度人想像圓盤形的大地負在幾隻大象上，而象則站在巨大的龜背上，西元前7世紀末，古希臘的泰勒斯認為，大地是浮在水面上的巨大圓盤，上面籠罩著拱形的天穹...最早認識到大地是球形的是古希臘人。

西元前6世紀，畢達哥拉斯從美學觀念出發，認為一切立體圖形中最美的是球形，主張天體和我們所居住的大地都是球形的。這一觀念為後來許多古希臘學者所繼承，但直到1519～1522年，葡萄牙的F.麥哲倫率領探險隊完成了第一次環球航行後，地球是球形的觀念才最終證實。

西元2世紀，C.托勒密提出了一個完整的地心說。這一學說認為地球在宇宙的中央安然不動，月亮、太陽和諸行星以及最外層的恒星天都在以不同速度繞著地球旋轉。為了說明行星視運動的不均勻性，他還認為行星在本輪上繞其中心轉動，而本輪中心則沿均輪繞地球轉動。地心說曾在歐洲流傳了1000多年。

在中國西漢時期，《淮南子·俶真訓》指出：“有始者，有未始有有始者，有未始有夫未始有有始者”，認為世界有它的開闢之時，有它的開闢以前的時期，也有它的開闢以前的以前的時期。《淮南子·天文訓》中還具體勾畫了世界從無形的物質狀態到渾沌狀態再到天地萬物生成演變的過程。在古希臘，也存在著類似的見解。

1543年，N.哥白尼提出科學的日心說，認為太陽位於宇宙中心，而地球則是一顆沿圓軌道繞太陽公轉的普通行星。1609年，J.開普勒揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽公轉，發展了哥白尼的日心說，同年，伽利略·伽利雷則率先用望遠鏡觀測天空，用大量觀測事實證實了日心說的正確性。1687年，I.牛頓提出了萬有引力定律，深刻揭示了行星繞太陽運動的力學原因，使日心說有了牢固的力學基礎。在這以後，人們逐漸建立起了科學的太陽系概念。

從本世紀60年代開始，由於人擇原理的提出和討論，出現了人類存在和宇宙產生的關係問題。人擇原理認為，可能存在許多具有不同物理參數和初始條件的宇宙，但只有物理參數和初始條件取特定值的宇宙才能演化出人類，因此我們只能看到一種允許人類存在的宇宙。人擇原理用人類的存在去約束過去可能有的初始條件和物理定律，減少它們的任意性，使一些宇宙學現象得到解釋，這在科學方法論上有一定的意義。但有人提出，宇宙的產生依賴于作為觀測者的人類的存在。這種觀點值得商榷。

現在根據暴漲模型，那些被傳統大爆炸模型作為初始條件的狀態，有可能從極早期宇宙的演化中產生出來，而且宇宙的演化幾乎變得與初始條件的一些細節無關。這樣就使上述那種利用初始條件的困難來否定宇宙客觀實在性的觀點失去了基礎。但有些人認為，由於暴漲引起的巨大距離尺度，使得從整體上去觀測宇宙的結構成為不可能。這種擔心有其理由，但如果暴漲模型正確的話，隨著科學實踐的發展，一定有可能突破人類認識上的困難。

新的發現似乎表明，在宇宙早期歷史中的一段不可思議的短暫時期內，曾刮起過一場遠古時代的“華爾街風暴”——星系以一種前所未見的尺度進行融合與擴展。在此基礎上，年輕的宇宙充斥了大量包含著塵埃雲的活躍而明亮的星系，這些塵埃雲最終被壓縮並點燃為數以十億計的新恒星。

這些發現需要歸功於對夜空中的3片區域進行的觀測——哈勃超深空和兩塊大天文臺宇宙起源深空巡天的區域。美國加利福尼亞大學聖克魯斯分校（UCSC）的天文學家Rychard Bouwens研製出一種軟體，能夠在這3片天空中尋找星系光線所展示出的某種紅移或展寬。這將能夠驗證這些星系的年齡並確認它們與地球的距離。

當Bouwens和UCSC的同事、天文學家Garth Illingworth對紅移為7甚至更高的星系——能夠觀測到的最古老和最遙遠的星系——進行計算後，他們只發現了極少量的星系。但是當研究人員對紅移為6的星系——意味著比前者年輕2億歲的星系——進行篩選後，他們竟然發現了數百個這樣的星系。Bouwens設想當星系從周圍的塵埃雲中堆積塵埃時，存在著一種“逃跑”效應，從而使星系具有更多的引力來吸引更多數量的物質。

Illingworth推測，這段較早的時期——或許是在第一批恒星形成後的幾億年時間內——很可能充滿了“暴力”。就像許多超新星的爆發一樣，由星系聚積的塵埃通過戲劇性的爆發導致恒星的誕生。與此同時，星系中的氣體被紫外光子加熱和電離，並且星系分等級地融合為更大品質的星系。研究小組在最新出版的英國《自然》雜誌上報告了這一研究成果。

然而並非所有的天文學家都相信這一過程是突然爆發的。亞利桑那州圖森市國家光學天文學天文臺的Mark Dickinson表示，這是“一項非常出色的研究”，但是這些發現很有可能受到現有觀測儀器的限制。Dickinson指出：“可能還有更多的星系由於太昏暗而目前無法被我們觀測到。”如果真是這樣，那麼對這些星系的發現至少要等到James Webb空間望遠鏡在2013年開始使用之後才能實現。

大部分地球磁場是由地球中心部位的地核產生的。地核的主要成分是鐵，是個能導電的電導體。地核的外側部分叫外核，是類似于水的液體。外核的液體一經運動就會產生電流，經由電流產生的磁場就是我們所觀測到的地球磁場。地球磁場酷似放置在地球中心的磁棒所形成的磁場，磁棒幾乎與地球的自轉軸平行，由於這個磁棒的N極與地球南極、S極與地球北極的方向幾乎一致，所以，在地表的大部分地方，磁力線是指向地理上的北方的。    

通過研究得知，這種磁力線方向在地球史上曾反復出現逆轉的情形，在最近的1000萬年間約發生過50次逆轉，即平均20萬年就發生一次。由於最近一次發生逆轉情形的時間是在78萬年前，因此目前處於隨時都有可能發生逆轉的時期。地球磁場在逆轉發生之際會逐漸發生變化，這種情形就像是磁棒一端的磁力減小，而造成逆向的一端逐漸增強那樣。磁場的逆轉往往需要經歷數千年時間慢慢完成。逆轉發生時，在地表所觀測到的磁場強度將減弱到目前的1/10左右。現在，磁場強度約以每100年5％的比例在繼續減小，以這個減小速度推測，地球磁場將在未來的 2000年內消失，因此我們完全可以認為地球現在正處在逆轉過程之中。    

地球磁場就像天然屏障一樣阻擋著由太陽射出的高能帶電粒子流到達地表，起到保護地球生物的作用。不過，一部分帶電粒子在近磁極區域會被運送至距地表較近的空中，通過與大氣中的原子或離子碰撞而釋放出光或X射線，在高緯度地區看到的極光即是一種電子流和大氣中的氮原子或氧原子等碰撞而產生的發光現象。目前在地球南北兩極各有一個磁極，而極光只是在高緯度地區才能看得到。但是在磁場發生逆轉時，磁場將會減弱形成多個磁極，屆時就連低緯度地區應該也將產生磁極而能看到極光。    

地球磁場一旦減弱，帶電粒子便可以到達距地表較近處，而在各地形成的磁極附近，帶電粒子更會到達地表附近。此外，進入100公里低空的質子會破壞臭氧層，有害紫外線也會因臭氧層對其吸收能力減弱而到達地表。如果我們詳細調查過去反復發生過的逆轉情形，便可清楚地瞭解這些帶電粒子和紫外線對生物造成的影響。 

人們認為有幾個天文現象將給人類或生物的生存帶來危機，例如約65億年後的太陽膨脹，以及1億年後可能在太陽系附近發生的超新星爆發等。另外，數量極大的彗星闖入太陽系的中心區域．也可能引發生物大量滅絕之類的重大事件。    

太陽系是一個以太陽為中心的行星系，呈圓盤狀分佈。在海王星外側，距圓盤中心約 100天文單位(1天文單位是地球與太陽之間的平均距離．即 1.4960億公里)的範圍內有一個柯伊伯帶(Kuiper belt)。 1990年以來，在這個柯伊伯彗星帶中發現了數十穎直徑超過 100公里以上的彗星。彗星是一種主要由冰構成的小天體，在1萬～10萬天文單位處由無數的彗星包圍著太陽系，一般稱之為奧爾特雲(Oortcloud)。柯伊伯帶和奧爾特雲是約45億年前太陽系誕生時形成的。現在，距離太陽最近的恒星約位於幾十萬天文單位處，因奧爾特雲距離太陽要比距離這顆星球更近，所以主要受太陽引力的影響。    

人類所知的生物滅絕事件不只是6500萬年前著名的恐龍滅絕、此外還有十幾次。經仔細調查其間隔期後發現，生物滅絕似乎也有週期性，已有資深人士提出該週期約為2600萬年。如果科學家推測的這個週期是準確的，那麼導致其發生的原因可能是什麼呢？    

在銀河系的圓盤部分聚集著恒星和氣體，太陽系不僅隨銀河系圓盤旋轉，也會偏離圓盤平面而上下運動。當太陽系通過恒星最為集中的銀河系圓盤中心層時，有可能會從某顆恒星附近通過。有時這種情形會導致恒星的引力影響到奧爾特雲內的彗星，造成靠近恒星一側的奧爾特雲內的彗星脫離太陽系，或反之落入太陽系的中心區域．結果就形成無數的彗星雨。若此時彗星撞擊地球，則會導致生物大量滅絕的後果。

近年來，有資料顯示太陽系以外還存在著行星系，而且隨著對恒星起源研究的不斷深入，我們漸漸明白了像太陽系裏的彗星分佈並不是什麼特別的事。也有研究者指出如下的可能性：當太陽系接近某恒星時，由於在該恒星也會有奧爾特雲存在．它們與太陽系的奧爾特雲互相影響，導致無數的彗星有可能紛紛落向行星際空間。