接下来我们看看科学家对伽马射线的不懈追寻。
天文学家测量太空中远离地球的物体与地球之间的距离时,采用的是一种叫做“红移”的技术。利用这种技术,还可以测量出宇宙射线爆发离地球有多远,它依据的原理是:大多数爆炸都会发出可见光,可以把这些可见光分解成连续光谱,如果星体距地球越远,则光谱中红色的成分越多;虽然伽马射线不属于可见光,也不会产生红移现象,但当伽马射线穿越太空时,会碰撞飘浮在太空中的气体和尘埃,气体和尘埃被加热后会发出可见光,有时发光可持续数天。如果能找到这些可见光,就可以将其红移。从而最终找出伽马射线爆的位置所在。
1997年5月9日,一次伽马射线大爆发被探测器接收到了。全世界的天文台站一片忙碌,科学家们忙着对望远镜重新编程、重新聚焦,希望能找到伽马射线燃起的余辉。很幸运,他们找到了。一团模糊的光影出现在天空,天文学家立即对它行分析:它不在光谱的蓝端(在蓝端意味着爆炸就发生在银河系里),甚至不在绿光的范围内。如果是在黄色光的范围内,就意味着爆炸发生在银河系以外很远的地方。可惜它也不是黄光,事实上,它很接近光谱的红色末端,这就是说,爆炸的发生地远在宇宙的另一边——距离地球达100亿光年!
这一发现让科学家们兴奋不已。不过,问题也接踵而来:距地球逾100亿光年,即使把宇宙中的全部星体都放在那么远的一个点上,也不能产生如此强大的足以到达地球的伽马射线爆发。
莫非,爱因斯坦的质能公式错定了?如果爱因斯坦错了,那么整个宇宙物理学就全错了。科学家此时终于意识到,必须重新审视眼前的这个怪物。可是,问题究竟出在哪里呢?以前对它的认识偏颇的结症又在哪呢?
在此之前,物理学家常常假设当爆炸发生时,能量会向周围各个方向释放;因此,当深空中的伽马射线爆发时,在地球上看到的就只是这种爆发的很小一部分,也就是说只有很小一部分的能量能到达地球,如果加上向其他方向释放的能量,那么爆炸的全部能量就是一个天文数值,就是数学上的无穷大。事实上,问题就出在这。在百思不得其解之后,有人注意到了黑洞。黑洞是恒星耗尽自身的所有燃料后自我塌陷的结果。黑洞的引力极其强大,能吞噬周围的一切物质,同时喷出两道能量流。关于黑洞的具体细节我们在以后的章节会提到。在这要明白的是,如果伽马射线爆发也是像黑洞一样以狭窄的能量流方式释放能量,则符合爱因斯坦的质能公式。也就是说,在地球上探测到的能量就是伽马射线大爆发时释放的几乎全部能量,爆发地点就在宇宙遥远的另一边。(www.xing528.com)
那么,情况果真如此吗?2001年2月22日,又一次伽马射线大爆发开始了。天文学家在分析所得资料后,立即感觉到了异常。在通常的爆炸中,能量的释放会达到一个最高点,然后慢慢衰落。但这次的信号不仅很强,而且长时间保持稳定。
究竟什么爆炸能释放如此强大的能量呢,终于有科学家意识到,只有一种地方可发出如此恒定的无线电信号,那就是被誉为“宇宙奇观”之一的“恒星产房”——恒星诞生的地方,这里每天都有全新的恒星诞生。据天文学家的证实,在所有星系中,都发现了“恒星产房”,它们由巨大的气体和尘埃云团组成,直径达数百光年。在这些云团中的某些地方,压力相当大,使一些高热、高密度的团块得以形成。随着温度的不断提高,开始产生核反应,气团随着这反应燃烧,最终变成恒星。看来,正是在这些“恒星产房”内或附近产生了伽马射线大爆发。因此,如果在某个“恒星产房”附近发现了伽马射线大爆发,也就暗示伽马射线大爆发与恒星的形成过程有关。
可是这里又出现了矛盾。一般理论认为,伽马射线爆发是由黑洞产生的,而黑洞是恒星死亡的结果,因此伽马射线又怎么可能来自恒星诞生之地呢,难道恒星会在“恒星产房”中早夭吗?事实上,大多数恒星的寿命可以达到100亿年,而到它们死亡时,“恒星产房”早已不复存在。然而,如果一颗恒星能长得很“胖壮”而成为“巨星”,它的燃烧就会大大加剧,从而导致它的生死周期急剧缩短,说得通俗一点,就是它们“刚出生便死在襁褓中”。这些“巨星”虽然有更多燃料可燃烧,却也会燃烧得更加迅猛。也就是说,“巨星”的葬身之地离出生地很近。因此,如果伽马射线爆发来自“巨星”的死亡之地,那么也就是来自恒星的诞生之地。
据此,有人提出了“超—超新星”理论。这种理论认为,随着“巨星”形成,一切就在“恒星产房”中开始了。在短短几百万年内,“巨星”燃尽其内核中的燃料,坍塌成为黑洞。随着黑洞喷出两道强力伽马射线流,“超—超新星”即形成。也就是说,我们每次看见伽马射线大爆发,就相当于目击“巨星”的死亡和黑洞的诞生。这样,伽马射线之谜就可以破解了。
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