三,第二课

按地球上的作息时间,余天明准时来到教室里,教室里已经是座无虚席,同学们的眼睛盯着发光的屏幕,等余天明开始他今天的课程 ,也是这年级的第二节课,听完了第一节之后,同学们都爱听余天明的课,所以一大早就来到教室抢占坐位,生怕来迟了就没有位置坐,其实位置是刚好够的,人数是提前按座位数来安排的。这节课的内容是讲宇届是如何形成的。

“同学们好”,余天明面向大家

“老师好”,声音洪亮齐整。

“第一节课,我们已经讲过了为什么要学习和了解宇届,也讲了宇届的基本情况,那么这节课再详细地讲一请,可能与上节课有重复的地方,请同学们耐心地听下去。万事该有始,万物亦有源,要想知道人类是哪里来的,就要知道地球是从哪里来的,要想知道地球是从哪里来的,就要知道太阳系是从哪来的,要知道太阳系是从哪里来的,就要知道银河系是从哪里来的,要知道银河系是从哪里来的,就要知道宇届是从哪里来的,宇届是我们目前所知最大的空间了。宇届的直经据测算有960亿光年,大得不可想象,这么大的一个空间,还充满着这么多物质,那宇届是如何产生的呢?”

“按基督教的说法,宇届是上帝创造的,上帝是永恒的,上帝创造了万物,按古代中国人的说法,宇届是由天和地组成的,天和地是原本就存在的,天地之间一片混浊,天和地都是四方的,在天地的边界有4根柱子支撑着。但根据十八到十九世纪科学家的观测,发现了星系的红移和微波背景辐射表明宇届是在不断膨胀成长的,所以科学家提出了大爆炸理论,就是宇届的诞生源于一次大爆炸,那是怎样的一次事件呢?大约138亿年前的某个时刻,我们现在所有能观测到的物质和能量,都聚集在一个比硬币还要小的区域里,根据爱因斯坦的质能方程我们知道,物质和能量是可以互相转化的,物质的最初形式是能量,随后,这个小区域又叫奇点,这个奇点以某种速度膨胀并被冷却,当温度下降到一亿倍太阳核心温度时,自然界的那些基本作用力开始出现,能量转化成了最基本的粒子夸克,基本粒子夸克自由地徜徉在能量的海洋中,接着整个宇届又膨胀到了太阳系那么大,夸克的运动和碰撞组合成了中子和质子,当宇届再膨胀了1000倍后,质子和中子开始组合成原子核,各种不同数量的质子中子对,组成了现在所有原始的物质的原子核,质子中子对少的原子核占了大多数,如氢,氦,氚,氘,氮等气体。以上所有过程都发生在大爆炸后一分钟内,此时的温度还是太高,原子核还是不能捕获电子。”

“那么质子和电子中的电荷是从哪里来的呢?”

“我们知道质子和中子都是基本粒子夸克组合而来的,夸克是由能量转化而来的,而能量的最基本的单位是能量子,光子就是一种能量子,能量子也有带正电子的能量子和带负电的能量子,还有不带电的能量子,光子就是一种中性的能量子,当正能量子组合在一起的时候,就变成了质子,电子是一种带负电的能量子组成的,质子带正电荷,容易和中子紧密结合起来,组合成密度很大和质量很高的原子核,而整个原子核是带正电的,具体的带电量和质量的大小你们在物理学里会学到。此时,原子核和电子的状态是分离的,还没有组合成原子,因为此时的温度仍然过高,电子的运动速度过快,原子核还不捕获到电子,直到宇届持续膨胀了40多万年以后,宇届的尺寸达到了现在的千分之一大,电子被原子核捕获,一个电子被一个质子捕获,组成了一个相对稳定的结构原子,这种中性原子形成了气体云,这些云团慢慢演化成气态恒星。当宇届膨胀到现在的五分之一时,很多的恒星组成了年轻的星系。”

“当宇届的尺度达到现在的一半时,气态恒星在由于转动所产生的内聚力和高温的情况下,发生了原子核间的聚合反应,大量的能量从原子里释放,以光子的形式向外发射,原子核再组成合新的重核,于是大量重元素产生了,这些重的原子核吸收电子,新的大质量原子产生了,原子经过组合,很快形成了比较稳定的分子结构,随着恒星的爆发,将这些重元素抛出去,质量差不多的分子相聚成在一起,组成一个旋转的星球,同时旋转的星球吸附一些没有重组的气体分子,这些还在旋转的星体带着气体分子,由于质量和初始状态的不同,它们所以被甩到了大质量恒星的不同轨道上,加上球体的自转特性,所以自转和公转就形成了。绕恒星转动的星体被称为行星,同时没有跟行星聚合在一起的物质,被行星甩了出去,跑到了行星的不同的能量轨道上,变成了行星的卫星。”

“整个宇届变成了一个相对稳定的结构:起本星系→本星系→星系→恒星→行星→卫星,其中恒星是发光发热的,恒星燃烧完后,可能变成白矮星,中子星,超新星,或黑洞。这是根据恒星的质量来决定的。一般说来,如果一颗恒星的质量大不到太阳质量的9倍,最终会形成白矮星,9-25个太阳质量左右的恒星会演化成超新星爆发,再最后塌缩为中子星,而约25个太阳质量之上的恒星会形成黑洞。白矮星顾名思义就是颜色是白色的,是因为恒星的质量和温度以及颜色的不同,低质量和中等质量的恒星最终会变成白矮星;中子星顾名思义就是星体是由中子构成的,电子和质子都飞出去了,星体变成非常坚硬。当质量超大的恒星收缩到某一临界半径时,其表面上的引力变成得超强,时空弯曲得厉害,当光线经过时被弯曲,绕着星体飞行,所以远处的观测者观测不到,被称之为黑洞。同时当其他的星体经过黑洞附近时,也会补吸附住,很难逃出黑洞的时空,最后被黑洞吞噬。在此过程中黑洞的质量变得越来越大。由恒星组成的星系一般都绕着一个质量巨大的黑洞旋转,比如太阳系是绕着银河系旋转的,但银河系的中心就是一个黑洞,被命名为Sgr+A,也称为人马座,质量是太阳的400万倍,吸积盘暗淡,吸积盘的作用是黑洞在吸积其他星体物质形成的一个发光的盘状物,在室女座中心有一个黑洞,被命名为M87,则是一个贪婪的食客,质量是65亿倍的太阳的质量,它不仅有一个明亮的吸积盘,而且还喷射出明亮的快速的带电粒子流。在已知的天体中,质量最大的单体被命名为TON618,这是一个位于10亿光年外的超大质量黑洞,它的质量为660亿倍的太阳的质量,也只有超大质量黑洞可以成长到如此质量,因为它们可以不断地吞噬周围的物质而逐渐增加自身的质量。另一方面,恒星的质量不会无限地增长,最大的恒星的质量只有太阳的几百倍,远小于超大质量黑洞。根据目前的理论,最大的超大质量黑洞应该只是能成长到太阳质量的数百亿倍,超大质量黑洞是通过吞噬周围吸积盘中的物质而逐渐长大的。但质量增加到太阳的数百亿倍后,吸积盘中的气体云在黑洞的引力作用下,而坍缩成恒星,它们不会落入黑洞,所以黑洞的成长也会停滞。”

“很多星系不止一颗恒星,在很河系中,只有太阳系是一个恒星体系,如距离地球2.2光年的天蝎座中,其中最小的一颗恒星的质量只有地球的两倍,这也是科学目前发现的质量最小的恒星,被科学家命名为6GC,在这个恒星的附近,科学家找到了七颗绕它运行的行星,其中有三颗就位于“宜居带”,NGC6052星系距地球2.3亿光年,是由两个星系碰撞后组合而成。”

“同学们,人类是在太阳系中出现的,那么了解太阳系是我们首要的任务,认识太阳系也是我们认识宇届的开始,人类至今也没有离开过太阳系。太阳系也只是宇届中很渺小的一个星系。我们今天的任务是要走出太阳系,寻找人类的第二家园,我们的责任光荣而重大,艰巨而具有挑战性。太阳系位于银河系中,银河系是本星系,直径20万光年,银河系呈旋翼状,大约有1000亿到4000亿颗恒星,含50个星系,只有仙女座星系和太阳系是最大的两个星系,其他星系都是矮星系,而银河系这个本星系群又属于室女座这个超本星系群,直径可达1亿光年。在室女座中心有个超大质量的黑洞M87,银河系就是围绕着这个黑洞旋转的,旋转一周的时间大约是一千亿年。旋转速度约为300公理每秒。”

“整个宇届只有138亿年的历史,银河系只是宇届中一个小点而已,银河系的历史只有100亿年,银河系绕室女座旋转还不到十分之一圈,在未来的30亿年里,银河系和仙女座会相撞融合,所以银河系永远也不会绕着室女座旋转一周。银河系的中心上下两侧有两个巨大的球状结构,它向四周延伸了数万光年,形状犹如气泡,人们将这个结构称为费米气泡。费米气泡是伽马射线流,在银河系形成之初就存在,只不过当时它的体积还很小,随着时间的推移,它不断地膨胀,用了100亿年的时光才到达今天的大小,科学家通过计算得出,费米气泡的膨胀速度为300万千米每小时。中国的神话故事中银河系中有一座桥,每年的七月七日,牛郎织女在桥上相会。其实也真实地反应了费米气泡的存在。费米气泡形成的原因有两种:第一种解释是银河系中心的黑洞人马座A有关,当人马座附近的物质被人马座A的巨大吸引力吸附时,这些物质会以接近光速跑向表面,这个时候会产生漩涡状的磁场,同时会释放出大量的高能粒子流,这些粒子流向同一方向喷射,最终形成气泡结构;第二种可能性是费米气泡与超星星爆发有关,在银河系中心附近,随时都会有超星星爆发,一颗大质量的恒星在燃料耗尽后,会释放出大量的能量,这些能量撑出了一个巨大的气泡。”

余天明正端起杯子,喝了口水,还未放下杯子,突然眼前一片漆黑,不是余天明的眼晴出了什么问题,而是停电了,电子屏也是黑的,学生开始嘈杂起来。余天明安抚了学生,教室里雅雀无声,整个飞行体也漆黑一片,管理委员会启动了应急备用电供电系统,但是大家都知道应急电源只能维持24小时的电能,必须找出断电的原因,并找到新的措施来延续电的供应,很快一场会议就在开始了。

能源供应主管彼得汇报说:“我们目前的供应系统是太阳能供电和月球电磁波供电,现在太阳的光量能达到飞行体的越来越少,不到整个所需用电的10%,90%的电能来自于月球电站,现在突然断电是因为接收不到月球的电磁波,已致电月球供电站,说是电磁波转换器被流星击中,短时间内不能修复,需要从地球上发射飞船,送上新的转换器,由于地球上气候原因,不能马上发射,估计要12小时后,送上月球后,安装需要8小时,一共要等20小时,才能恢复月球电磁波能量对飞行体的供应。在这20小时内,飞行体将处于黑暗状态,所以现在要不要启动备用小太阳,这是从地球上带来的宝贝,一共有10个,要全部启动才能满足飞行体20小时的照明,但启动之后需要经常使用,如果不用,需要将内面的原料棒和水分离,否则原料棒就会有大量的离子溶到水中,下次使用时就会产生爆炸的危险,分离是个技术活,有一定的风险,需要制定订工作方案和挑选有资质的人员来成。现在计论一下要不要启动备用能源小太阳。”

”我们现在是用干电池来开会的,如果不启用备用能源小太阳,那么20小时内我们啥也不能做,所有来自其他观测站的信息都不能收到,对飞行体的飞行会产生巨大的风险,所以我认为应启动备用小太阳”

余天明首先发言,列宁对他的发言表示肯定:建议大家举手表决,话音未落,所有的人都举起来了手,彼得看到了这一幕,二话不说,就走出了会议室,召集了几个帮手去启动备用小太阳。由于没有电力辅助,他们只能用人的力量要完成启动工作。余下的人还留在了会议会,讨论如何关闭启动后的小太阳。这是飞行体第一次使用小太阳,没有实际经验,没有在地球上接受训练,需要从头学起。列宁将这项工作交给了余天明来完成,余天明也欣然接受了任务,接下来的事情是他要制定工作方案和人员的安排。约定20小时后再开会,讨论余天明的方案。会议到此结束,各人打着手电,返回自已的卧室。

余天明马不停蹄,回到了办公室,打开了笔记本电脑,输进了自已的方案:

一, 与地球联系,要求提供技术支持,由戴维负责,彼得协助,

二, 挑选合适的人员,由托尼负责,至少20人,

三, 人员培训,由余天明负责,收到地球的技术资料后,余天明一边阅读,一边教学,

四, 培训人员考试,合格后才能实施,不合格要再次学习。再次不合格,更换新人。

五, 具体实施,列宁下达指令,余天明协助。

六, 收尾保存,由彼得负责。

余天明列了一个完成的时间表,方案通过电脑发到了紧急办日誌上,这是每个人每天睡醒后都要看的,没有看,电脑就会发出提醒。直到看了为止。

20小时过后,月球上的故障修复,飞行体很快就恢复了通电,会议室的屏幕上展示出了余天明的方案,列宁询问了各人的意见,得到一致同意后,分咐大家去开展工作。另一个问题也进入了余天明的脑海中,就是如果原料棒耗尽了怎么办?哪里获取核原料来制造原料棒,除非有一种新的方式来获取能源。但飞行体要去的目的地还不明确,路途有多遥远还不知道,飞行过程中的各种环镜肯定复杂。月球上的电磁能是不是能长期供应的,必须找到一个备用方案。有人提出点燃木星,如果木星被点燃了,那么飞行体的太阳帆板还可以张开,吸收一部份木星的光,将其转化为能量储存起来。如果能控制好木星的温度,使木卫二得到的光照温度维持在18-35度之间,这样,人类第一站就可以移居到木卫二了,因为木卫二有大量的水,可以满足人类生存的两个条件,对于第三个条件氧气可以通过人工的方法,先让人上去生活一段时间,当人类呼出的二氧化碳足够多的时候,植物也就可以生存,然后植物放出的一部分氧气可供人类呼吸,当这三者达到平衡时,人类就可以长期生活在木卫二上了。但是木卫二比地球小,不能容纳地球上的全部人口,留在地球上的人就会因为太阳的枯竭和地球环境的恶化而毁灭。如果在此之前,余天明他们能找到第二个可供人类居住的家园,就可以将人类全部迁移到第二个家园里,这是一个最理想的梦想。目前飞行体上的小太阳的核原料棒只够使用50地球年,所以必需得到补充,从地球上拿到原料棒是不可能的,但是制造原料棒的资料已经储存在飞行体上,在后续的飞行过程中,如果飞行体能降落在某个星球上,找到核原料,制取原料棒,这样才能解决飞行体的能源供应问题。所以在飞行途中,这是余天明要时刻记住的使命。

木星是太阳系第五颗行星,也是太阳系中最大的行星,质量是其他行星总和的两倍,木星的大小比太阳小一个数量级,其半径为43440.7英里,是地球的11倍大。木星离太阳有4.8亿公里,太阳光到达木星表面要43分钟,木星绕太阳一周要4333个地球日,也就是木星的一年是4333地球日,木星的一天是10小时,不够地球的一天。木星形成于45亿年前,由太阳系中旋转的气体和尘埃组成,木星的表面是由彩色的云带和耀斑组成的,木星的表面实际是由三层不同的物质组合的,最表面的一层是氨冰化合物,中间层是由氢气及氢硫化氨化合物,最下层是水冰化合物,中间层氢气被表层的氨冰化合物压成了液体,形成一个巨大的氢的海洋,这三层结构总厚度达72千米。木星没有明显的四季,自转平面和公转平面只有三度,差不多是垂直转动的。

木星是一个颗行星,因没有较大的质量和压力,所以内层氢气不能聚变成氦气。人类要想点燃木星,要做的工作有三步

第一, 开发电离装置,将其送上木星表面轨道,利用太阳的能量,电离木星表层的氨气,使其变成氮和氢气,人类正在做这样的工作

第二, 氢气需要强大的压力和高温才能聚合,木星的氢气处于液态,已经是在高压下形成的,只要在高温的辅助才可能进一步气化液氢,使其成为离子态。要达成此目的,只有从地球上发送氢弹穿透氮气层,并引爆氢弹,氢弹爆炸产生大量的热和压力,从而使氢气产生聚合反应。人类已经制造出了大量的氢弹。

第三, 维持持续的高温高压的办法是,其一是由发送的氢弹发生爆炸产生;其二是氢气聚合反应产生的高温高压,

第四, 由于木星过小,所含有的氢气有限,没有太阳那么庞大,所以要控制好氢弹发送的当量,以使达到木卫二的光所产生的温度刚好满足人类的生存需要。

第五, 由于木星的点燃也为飞行体送去了能量,地球上也会得到部

分能量,要控制好这部份能量,使其补偿太阳系损失的能量。余天明希望地球上的电离装置早点成功,如果木星能被点燃,那么土星也应该可以,以帮助飞行体获取更多的能量。眼下要做的工作是如何分离10个小太阳,方案的一,二步已经完成了,第三步是培训出来20人,余天明得抓紧时间阅读完全部的人造太阳的设计制造资料,计划培训5天左右,考试合格,再安排实施分离工作。20人准时到达了培训室,余天明开始了讲解:

“小太阳的全名是核反应发光体,简称NALU, 人类在研究实验中发现,核聚变能产生更高效更安全的清洁能源,而且聚变的材料氚和氘在地球广泛存在,从锂中可提取大量的氘,在海水中可以提取大量的氚,这些原料可供人类使用一百亿年。月球上也遍布大量的氚。要使氘和氚发生核聚变,要求的条件十分苛刻,需要超过1亿度以上的高温,同时要高密度的氘和氚的等离子体,使等离子体发生碰撞,发生聚合反应,发出巨大的能量,能量通过辐射的方式传出去,这就是小太阳的工作原理。要使核聚合反应维持较长时间,需要一个长时间稳定的能量,将高温高密度的条件维持足够长的时间,才能使核聚变反应得以持续进行,等离子体的离子温度,密度与能量的维持时间的三乘积必须达到一定的值。”

“新一代的人造太阳是由三部分构成的,第一是线圈系统,第二是发电机组,第三是支撑结构,线圈系统采用的是TOKAMAK系统,是由俄罗斯人发明的,叫环形真空磁线圈,此系统包括真空室和强磁场两部分,为了达到强磁场的效果,应用了超导材料保证强磁场的长期稳定,从而保证等离子密度的稳定,这个系统有以下要求:大电流,强磁场,超高温,高真空,高绝缘的装置。这是核聚变发生的充分和必要条件,中国开发的EAST全超导托卡马克核聚变实验装置最为先进,在国际热核能聚变实验堆(ITER)中被广泛推广使用。我们现在所用的小太阳就采用了EAST装置。”

“发电机组是为小太阳提供运行动力的巨型充电宝,其功率与一个核电站相当。发电机组提供给线圈系统足够的电流从而产生强磁场,给发电机提供电力的是核裂变发生器,核裂变发生器的主要装置原料棒是重核原子的材料U235构成。当原料棒使用完了之后,就要将原料棒从重水中取出,这一个高辐射的环境,需要操作员穿戴防护服才能进去,如果防护不当,身体有可能被辐射,身体器官受到损伤。希望不要出现这样的事情,你们两人一组配合完成。下面大家学穿防护服,去装备室穿试。我要讲的内容就这些,有不明白可以问我。一会儿发一张测试题到各人的电脑上,在电脑上提交答案。不合格继续培训一次,再不合格换人,明白没有?”“明白了”,20人齐声回答。

没多久,余天明的电脑上收到了20份答卷,批改完后,全部达标。他将结果通知了大家,也通报给了列宁。列宁下达了指令,两人一组,一共10组被分配到10台小太阳上,拆卸工作正式开始,他们先要拆掉外面的保护罩,一共有10层,是用来防辐射的,最后一层拆完之后,一个大水缸出现在队员面前,先将原料棒向上提取,高出缸面,然后旋转轴心,使原料棒离开缸面,再将水缸周边的固定螺丝松掉,将整缸取出,这时需要两人站在两边用力将缸提取,将缸移到一边的备放位置,盖好盖子。锁紧螺丝。再将原料棒从外面旋转回来,向下降到原来的位置,再一层一层地装上外罩。整个过程需要4小时才能完成。

完成后,20人排着队来到去辐射淋浴房,每个人要经过至少1小时的淋浴才能离开,所穿过的防护服也经过去辐射处理,才能送到特定的地方存放。

淋浴完成后,20人相继经过辐射安全检测,对身体无害的可返回工作岗位,剂量超标的要吃去辐射药丸,经检测有4人要吃去辐射药丸。60天后再检测一次,达标了,就不需要吃药,否则要继续吃药。但这次的停电事故总算完满解决,没有造成不良的后果。余天明吁了一口气,回到卧室,很快进入了梦乡。

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