地球的核辐射场与年龄

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1、地球的核辐射场与年龄第一节地球的起源地球在太空中不停地旋转，神秘莫测。有许多问题要人类去探索。其中之一就是地球有多大了？回答这个问题涉及到地球的起源以及演化。地球的起源、形成和演化在地球科学，乃致整个自然科学领域里都是一个基本的理论问题。地球起源离不开整个太阳系形成。进一步太阳系的形成离不开对整个宇宙的认识。太阳系是由太阳、九大行星(其中很多都具有庞大的卫星系统)、小行星及陨星之类的无数较小天体、一个大的慧星族、以及在太阳系主要成员之间分布的宇宙尘和气体组成的。一、混沌初开——宇宙始于大爆炸世界是怎样开始

2、的，我们的地球以及整个太阳系是从哪里来的?这是哲学家解释世界所不可回避的问题。“混沌初开，乾坤始奠。轻清者上浮为天，重浊者下凝为地。”中国古代的圣贤作出了这样的回答。他们设想，混沌无形的元气是天地的本源。我们赞成宇宙是无边无际，无始无终的哲学观点，但作为自然科学研究的具体对象，宇宙是一个有限的客观存在。这样一个宇宙，应该有它的开端。宇宙是怎样开端的呢?宇宙正在膨胀渺渺茫茫，从何说起。最初只能有臆想出来的神话。作为科学中的假说，总得有一定的事实为基础，并能得到科学理论的支持。20世纪初，天文学家斯里弗尔(V

3、．M．Slipher，1875—1969)在观测银河系外的仙女座大星云时，取得了15个星系的光谱资料，经过研究，发现其中13个正在以数十万米每秒的高速退行，即离开我们愈来愈远。1929年，哈勃(E．P．Hubble，1889-1953)根据前人和他自己观测到的河外星系正在退行的资料，提出：一个星系退行的速度和它与我们(地球)的距离成正比，即离得愈远退行愈快。这个发现告诉我们，我们周围的星系正在四散离开，也可以说我们已知的宇宙正在膨胀。哈勃所在的工作单位，设在美国加利福尼亚州威尔逊山上的天文台，拥有当时世界

4、上最大的天文望远镜，这使他有可能观测到100万光年那样远的地方，在银河系外原来分辨不出星体的云块中，看出了星系的存在，并取得了资料。在哈勃还未发表他的研究结果之前，就有人根据爱因斯坦(A.Einstien，1879～1955)在1916年提出的广义相对论，演绎出宇宙在膨胀的理论。哈勃的发现被认为是对这些理论的验证。以后的天文观测继续有新的发现，证明宇宙在膨胀。曾测到有的银河外星系之间，正以2500000千米每小时的速度在拉开距离。宇宙为什么会膨胀呢?会不会是爆炸的产物呢?比利时天文学家勒梅特(G.E.Le

5、matre，1894--1966)在1927年就想到了。他设想组成现在这个宇宙的全部物质，当初都集中在一个“原始原子”(或称宇宙蛋)里，异常紧密，温度约为1032K(绝对温度1亿亿亿亿度)。显然这只能维持极其短暂的平衡，一旦平衡破坏，就发生大爆炸，原始原子迅速膨胀，逐渐扩展成为我们的宇宙。这本名为《BIGBANG)的书，在中国译为“大爆炸”的宇宙起源假说，可谓神来之笔。后来勒梅特自己也不敢相信，不久就放弃了。但是哈勃的发现确实使入受到鼓舞，不断有人去继续研究。现在我们知道，宇宙形成的过程大致是：大爆炸后1

6、秒钟，温度降到1018K，粒子间的强相互作用、弱相互作用、电磁力和引力开始分开。在高温下处于基本粒子状态的物质，随着温度的降低，聚合成各类原子，约在大爆炸后50--100万年，首先由电子和质子合成氢原子，接着是氦原子也大量生成了，随后其他所有元素的原子从轻到重依次聚合而成；大爆炸后100万年到20亿年才逐步形成各类天体星系。太阳系的出现，已是大爆炸发生约100亿年之后的事了。怎么证明？大爆炸的发生，距离现在约150亿年了。怎么能证明150亿年前发生过这样的爆炸呢?按照大爆炸宇宙模型的理论，爆炸形成的宇宙一

7、直在降温，恒星是在降到40000K以下时才开始形成的，现在测得最老的星系的年龄都只有100多亿年，符合这个理论的推断。特别是盖莫夫(G．Gamow，1904--1968)作出的预言：在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射，至今还存在于宇宙空间中，其温度应已降低到只有绝对温度几度。1964年，威尔逊山上一台高灵敏度的射电天文望远镜，在各个方向都测得一种3K的微波背景辐射。大爆炸理论得到了有力的支持。发现者彭兹亚斯(A．A．Penzias，1933～)和威尔逊(R．W．Wilson，1936-)为此得到了

8、1978年的诺贝尔物理学奖。还有一个证据是，现在测得的不同天体上氦的丰度，即它在天体中的含量，一般都达到20％左右，仅靠太阳上那种氢合成氦的作用，在150亿年左右的时间里是不能造出这么多氦的，而大爆炸能做到。因爆炸而使星系间的距离拉开，更已是熟知的事实。天文观测中已多次记录到超新星爆炸，另外新近得到的两个黑洞撞击爆炸的信息，都可以作为佐证。宇宙起源于大爆炸的场面是令人惊叹和着迷的，这种假说已为越来越多的人所接受。然而，也许有关