3-4 天 文 学

在我们对整个世界非常概括的描绘中，现在必须转到天文学上。天文学是一门比物理学更古老的学科。事实上，正是天文学向物理学提出了解释星体运动得如此美妙而又简单的问题，对于这个问题的理解，就构成了物理学的 开端 。但是在所有的天文学发现中，最值得注意的是： 星体是由同地球上一样的原子组成的 。那么这是怎么知道的呢？原子释放具有确定频率的光，这有点像乐器的音色是具有确定的音调或频率的声音。当我们听见几种不同的音调时，可以分别说出它们来，但是当我们用眼睛观察混合的颜色时，却无法说出它由哪几种颜色组成，因为眼睛的辨别能力在这一点上远远比不上耳朵。然而，利用分光镜我们 可以 分析光波的频率，这样就可以看见各个不同星体上的原子所发出的真正“音调”。事实上，有两种化学元素在地球上被发现之前就已经在星体上发现了。氦是在太阳上发现的，它的名称就是由此而来的 ；锝是在一种冷却的星体上发现的。这当然使我们在理解星体方面取得了一定的进展，因为它们也是由跟地球上同样的原子组成的。今天，我们已经知道了许多有关原子的知识，特别是它们在高温而密度不太大的条件下的行为，这样我们就能用统计力学的方法来分析星体物质的性能。即使我们无法在地球上复现有关的条件，但是应用基本的物理定律往往能精确地或十分接近地说出会发生什么事情。这就是物理学帮助了天文学。看来令人奇怪的是，我们对太阳内部物质的分布情况的了解远胜于对自己脚下的地球内部情况的了解。我们对星体 内部 发生的情况的了解要比在人们必须通过望远镜来观察小小的光点这种困难的情况下可能推测出更多一些，因为在大多数情况下，我们可以 计算 出星体里的原子应当做些什么。

给人印象最深的发现之一是使星球不断发出光和热的能量来源问题。有一个参与这项发现的人，在他认识到要使恒星发光，就必须在恒星上不断地进行核反应之后的一天晚上和他的一位女朋友出去散步。当这个女朋友说：“看这些星星闪烁得多美啊！”他说：“是的，在此刻我是世界上唯一知道 为什么 它们会发光的人。”他的女朋友只不过对他笑笑。她并没有对于同当时唯一知道恒星发光原因的人一起散步产生什么深刻的印象。的确，孤单是可悲的，不过在这个世界上就是这个样子。

正是氢原子核的“燃烧”给太阳提供了能量，这时氢也就转变成了氦，而且，最终从氢制造出各种化学元素的过程是在恒星的中心进行的。组成 我们 身体的各种元素在一个星体上被“烹调”好后，就被抛出，存在于宇宙之中。我们是怎么知道的呢？因为这里有一条线索。 化学 反应永远改变不了不同的同位素的比例——多少碳12，多少碳13，等等，因为化学反应对两者而言都是大致相同的。这个比例纯粹是核反应的结果。看看，在熄灭的、冷却的余烬——比如我们自己就是这样的产物——里同位素的比例，就可以发现在构成我们身体材料的形成时期 熔炉 像什么样子。这个熔炉很像恒星，所以我们的元素很可能是在恒星上“制造”出来，而在我们称为新星和超新星的爆炸中被喷吐出来的。正是因为天文学与物理学是这样密切相关，所以我们学下去时将要研究许多有关天文学的知识。 20jj/trQFv7AOQGO+yzoVchlp0LqaCkoKk8eRPa+67xeLAT7pTadaYVTcdlbcZ7E