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英国著名天文学家称:人体是由恒星物质组成


http://www.sina.com.cn 2006年04月23日 09:21 北京科技报
科技时代_英国著名天文学家称:人体是由恒星物质组成
英国的著名天文学家、英国密尔顿凯恩斯大学教授J·贝尔女士
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  文/本报记者  唐逸  摄影/本报记者  曲立岩

  “一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星,挂在天空放光明,好像许多小眼睛。……”这首耳熟能详的儿歌在中国几乎每个人都能吟唱。但是,在4月15日的北京天文馆天象厅,来自英国的著名天文学家、英国密尔顿凯恩斯大学教授J·贝尔女士在“人体是由恒星物质组成?”的科普讲座上却改了歌词, 它变成了“小小星星亮晶晶,我当然知道你是谁?因为我有
双好眼睛(光谱仪), 所以我知道你是氢!”作为脉冲星的发现者,J·贝尔女士受到了广大天文爱好者的热情追捧。

  演讲实录:解读人类起源于宇宙物质说

  当J·贝尔女士出现在天文馆穹顶的天象厅时,立即迎来了天文迷们的热烈掌声。在一阵照相机的猛拍后,J·贝尔女士开始了她关于“人体是由恒星物质组成的?”科普演讲。

  人体又怎么会扯上距离我们遥远的外太空恒星物质呢?“氢、氧、碳、钙、铁、钾……”J·贝尔女士在幻灯片上首先罗列了一些化学元素,她告诉大家,别小看了这些元素,正是它们构成了生物,而人就是其中的高等生物。

  那么这些化学元素又来自哪里?J·贝尔女士介绍,正是恒星通过大爆炸的形式制造了这些元素。难道恒星会像煤油炉一样发生爆炸?那是因为所有恒星都是一些靠引力维持在一起的气体球。如果仅仅只有引力,那么恒星会因自身巨大的重量很快向内坍缩,要不了几小时便会消亡。没有发生这种情况的原因在于向内的引力,被恒星内部温度极高的压缩气体所产生的,向外的巨大压力所平衡了。然而,当恒星内部的物质聚集到一定程度时,恒星会迅速变成一个巨大的红星球。随着恒星内部的温度逐步升高,内部的活动再次加剧,在巨大的压力挤压下,恒星就会发生剧烈的大爆炸。

  J·贝尔女士说,当大爆炸时,会产生一些异常的能量,这些能量的温度会随着膨胀而冷却,当爆炸开始时的温度约为10℃,只稍1秒钟以后,温度就会降到100亿度以下。根据爱因斯坦相对论的物理意义,物质与能量可以相互转化,我们也就不难理解在最初时,宇宙中到处散落着爆炸后产生的能量,当温度降低到10亿度时,就会形成元素的原子核了,氢元素和氦元素就这样产生了。

  可是恒星又是怎么制造出碳、氧等其他元素的呢?要知道没有氧元素,也就不可能有生物存在。J·贝尔女士介绍,随着时间的流逝,星系中的氢、氦气体又和大气中的尘埃一起吸引着其他物质来聚集,慢慢形成了星云。当它们收缩时,其中的原子相碰撞,气体温度也会随之升高,在达到1000万度时,氢元素和氦元素会发生剧烈反应,这些反应会将更多的氢转变成氦,并将得到的能量以热和光的形式辐射出去。J·贝尔女士随即举了七姐妹星团的例子,幻灯片中闪亮的星团很是美丽。这个星团离猎户座很近,冬天我们很容易就能观测到它,因为它的燃烧释放的速度实在太快了。J·贝尔女士给大家解释,在将近1亿年的时间里,在氢元素和氦元素之间的反应后,温度会继续升高,于是氦元素就转变成了像碳和氧这样更重的元素。

  正因为氢、氧、碳等诸多元素的存在,才有了原子的偶然结合,形成了宏观分子在海洋中发展的结果,这直接形成了繁衍生命的原始形式。在进化中,有一些误差会产生出新的宏观分子,在复制过程中,它们自己有时会变得更好。这就导致了越来越复杂的自复制组织。所形成的前生物系统也促使了由细胞产生的原始生物系统,也就有了诸如鱼、爬行动物、哺乳动物以及最后人类等生命的更高形式的发展。

  本报对话:“我没有获得诺奖,一样很轻松”

  从介绍J·贝尔女士的网站中看到,至今,仍有很多著名的天文学者为她鸣不平,认为J·贝尔女士应该和她的导师一起获得诺贝尔奖。为此,记者在讲座的自由提问中专门问了这件事,由此也了解了J·贝尔女士的心路历程。

  北京科技报:知道了脉冲星,对我们了解宇宙有什么特别的帮助?

  J·贝尔女士:脉冲星是体积特别小、密度却相当大的星体。尽管脉冲星只相当于地球体积的一小部分,但它的引力场却强过地球10 亿倍。天文学家认为,脉冲星是蹋缩星体(或称超新星)的残余部分。当将死的星体失去能量时,它就会开始蹋缩。而在蹋缩的过程中,它所包含的所有物质都挤压在一起,密度变得越来越大。随着越来越多的物质向星体的中心移动,星体会越转越快。

  由于脉冲星是在蹋缩的超新星的残骸中发现的,它们有助于我们了解星体蹋缩时到底发生了什么情况。还可以通过对它们的研究,揭示宇宙诞生和演变的奥秘。

  北京科技报:在你发现脉冲星的那一刻,你的最大感受是什么?

  J·贝尔女士:在发现的第一个月里,我感到抑郁不安,我以为监测仪器是不是坏了?而我当时的主要工作就是负责这个仪器,所以在第一个月里,我把大量的精力放在仪器的修理上。直到发现第三个信号源之后,我们才开始研究,当最终得出结论时,是我感觉最甜蜜的时刻。

  北京科技报:你有没有为自己没能获得诺贝尔奖而遗憾?

  J·贝尔女士:没有获奖,我一样也很好,很轻松。没有获得诺贝尔奖,我才更有获得其他奖项的喜悦。因为如果获得了诺贝尔奖,就没有获得其他奖项的意义了。虽然我还没有获得诺贝尔奖,可是我获得了机会来到中国,见到你们。

  偶然发现促成导师摘取诺贝尔奖

  在听此次讲座之前,记者阅读了J·贝尔女士的详细资料,J·贝尔女士出生在北爱尔兰的贝尔法斯特。1965年,在苏格兰的格拉斯哥大学完成大学物理学业后,到剑桥大学,师从英国著名天文学家休伊什教授,并取得射电天文学博士学位。

  J·贝尔女士曾先后担任过南安普敦大学γ射线天文实验室、伦敦大学Mullard空间科学实验室、苏格兰爱丁堡皇家天文台的研究员以及英国皇家天文学会主席等职。现任英国密尔顿凯恩斯大学教授。

  J·贝尔女士颇具传奇的经历更反映了她的人品。在1967年,还是剑桥大学一名研究生的她,偶然发现了天空中发射出的无线电波的规则脉冲信号源。随后这个极具规律性、周期为1.337秒的强力射电脉冲源,使人们认识了来自宇宙中一个体积很小、密度极高且旋转迅速的中子星,后定名为脉冲星。这给她的导师休伊什教授捧回了1974年的诺贝尔奖,以表彰其在射电天文学中的先驱研究,却独独忽略了作为最早发现这个脉冲信号源的J·贝尔女士。

  现场互动:“存在外星生命体是完全有可能的事”

  听了J·贝尔女士的演讲,大家对“人体是由恒星物质组成”的结论有了深层次的了解,而随后现场热烈的自由提问,更让大家走近了深奥的天体物理知识和这位女天文学家。

  观众:整个化学元素周期表中所有的元素都在宇宙中存在?

  J·贝尔女士:我认为,地球上所有稳定的,还是不稳定的元素都在宇宙中存在。

  观众:既然说恒星死亡后,将化学元素洒落在宇宙的每个角落,不断的又诞生出新的恒星,那么宇宙中是否存在其他生命体?

  J·贝尔女士:太阳是最普通的恒星,宇宙中存在很多和太阳类似的恒星,而在和银河系相似的星系中存在生命体是件完全有可能的事。只是由于光速、宇宙飞船等方面的限制,我们还很难联系它们,也不知道在技术上是我们先进些,还是它们落后些。

  观众:如果有一天你遇到地外生命,你会说的第一句话是什么?

  J·贝尔女士:我是为和平而来。

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