宇宙尘形成的原因

宇宙尘:以小颗粒形式存在与恒星之间的物质，主要来源于短周期彗星的瓦解产物。星际尘粒的直径可以大到10微米，也可以小到0.01微米。

宇宙尘形成的原因

根据最新的天文学理论，星系最初是一团团巨大的气尘凝聚体，这些气尘凝聚体缓慢地旋转，分裂成为湍动的涡流，最后凝结成为恒星。在大量形成恒星的天区，所有的气尘实际上都会分别和其中某一颗恒星结成一体，因而气尘很少会或者完全不会留在星系空间中。在球状星团中，在椭球星系中以及在旋涡星系的中心部分，情况确实是这样。

但是在旋涡星系的外缘，这种过程就不会进行这样彻底。由于所形成的星星为数较少，所以留下的气尘就会多一些。正因为我们处在银河系的旋臂上，所以我们能看到尘云在银河的辉光中形成一些暗斑。银河系的中心也正是被这些尘云遮住，才显得模糊不清。

形成宇宙的物质，绝大部分是氢和氦。氦原子一般是不会彼此结合的。氢原子虽然会彼此结合，但一般只彼此结合成对而形成氢分子(H2)。这就意味着，处于恒星与恒星之间的绝大多数物质是由一个个很小的氦原子和一个个很小的氢原子和氢分子组成。这些物质形成了大量散布在恒星与恒星之间的星际气体。

星际尘(或者宇宙尘)的数量比星际气体少得多，它们是由粒子组成的。这些粒子虽然也很小，但却比单个原子或分子大得多，因此它们一定含有除了氢和氦以外的其他原子。

除了氢和氦以外，宇宙间另一种最普通的原子是氧。氧原子能和氢结合而形成氢氧基(OH)和水分子(H2O)。氢氧基和水分子具有能够同它们所遇到的任何其它基团及分子相结合的倾向。正因为如此，宇宙间会逐步形成由许许多多这样的分子所组成的微粒。绝大部分宇宙尘很可能就是由氢氧基和水分子所组成。一直到1965年，天文学家才开始在宇宙间探测到氢氧基，并开始研究它们的分布情况。从这以后，不断有报道说，宇宙空间存在既含有氢和氧、也含有碳原子的更复杂的分子。

由此看来，宇宙尘中一定也含有不及氢、氧和碳那么普通的原子所组成的原子团。科学工作者已经在星际空间探测到钙原子、碘原子、钾原子和铁原子，他们是通过这些原子所能吸收的光而探测到它们的。

在我们的太阳系内，也存在类似的宇宙尘，这些宇宙尘很可能是由彗星造成的。在太阳系可见范围以外，可能有一个由大量彗星所组成的彗星壳，其中有一些彗星(也许是由于附近恒星的引力作用)向太阳的方向掉落。彗星是一团金属和岩石小碎片，这些碎片由冰加上冻结的甲烷、氩和其它这类物质结合成松散的团块。每当彗星走近太阳时，彗星中的某些物质便会因受热而融化，结果，其中的微小固体颗粒便获得了自由，并以一条长长的尾巴的形式散布在宇宙空间中。最后，这个彗星将完全崩解。

在太阳系的历史中已经有无数彗星发生了这样的崩解，正因为如此，太阳系的内圈才会到处散布有这样的宇宙尘，每天都有数十亿这样的宇宙尘粒子(“微陨石”)落到地球上。从事宇宙研究的科学家都对这些“微陨石”感兴趣，他们之所以对此感兴趣，固然有种种原因，其中的原因之一，是因为有一些较大的微陨石可能会给未来的宇航员或登月移民造成危害。

为了了解什么是黑洞，让我们先从太阳这样的恒星谈起。我们知道，太阳的直径为1，392，000公里，它的质量为地质质量的330，000倍。在这样大的质量、从表面到中心的距离这样长的情况下，位于太阳表面的任何东西所受到的引力大约相当于地球表面引力的28倍。

任何一颗普通的恒星都会由于下述两种因素的相互平衡而保持其通常的大小。其中一个因素是恒星中心有非常高的温度，因而会使恒星的物质经常处于膨胀的状态。另一个因素就是它本身具有很大的引力，从而会使恒星的物质倾向于收缩而挤压在一起。

但是在恒星生存期的某一阶段，其内部温度将会降低，这样一来，引力将会成为一个主导的因素，结果，这颗恒星就会开始坍缩，在这个过程中，恒星内部物质的原子结构会遭到破坏。这样一来，原子将不复存在，替代它的将是一个个电子、质子和中子。这颗恒星将会坍缩到这样一种程度，这时电子的相互排斥力将使该恒星不能够再进一步坍缩。

这颗恒星于是就成为一颗“白矮星”。像太阳这样的恒星一旦坍缩成为一颗白矮星，它的全部物质将被挤压成为一个直径只有大约16，000公里的球体，它的表面引力将变成地球表面引力的210，000倍(因为它的质量虽然没有变，但是从表面到中心的距离则大大缩短了)。

在某些条件下，引力将变得如此之大，甚至能战胜电子之间的排斥力。结果，这颗恒星将会再度坍缩，并迫使其全部电子和质子彼此结合为中子，这样一来，这颗恒星将一直收缩到所有的中子都彼此接触为止。到了这一步，这个中子结构物又将会抵制进一步的坍缩，这颗星于是成为一颗中子星。这样的中子星将把太阳的全部质量压缩在一个直径只有16公里的球体内。结果，它的表面引力将是地球引力的210，000，000，000倍。

在某些条件下，引力甚至能进一步战胜中子结构的抗拒。这时候，再也没有任何东西能够抵抗得住它的进一步坍缩了。结果，这颗恒星就会坍缩到体积等于零，而它的表面引力就会无限地增大。

根据相对论，一颗恒星所发射出来的光，当它克服该恒星的引力场而向外射出的时候，将会失去一定的能量。引力场越大，所失去的能量也越大。这一点已经由科学工作者经过天文观测和实验室实验得到证实。

由太阳这样的普通恒星发射出的光，它失去的能量是很有限的。由白矮星发射出的光会失去较多的能量;由中子星发射出的光会失去比这更多的能量。当这颗中子星进一步坍缩时，就会出现这样一种情况：从它的表面向外射出的光将会失去它的全部能量，从而根本不可能逃逸出去。

一个比中子星坍缩得更厉害的天体，它的引力场将是如此之强，以致任何靠近它的东西都将被它所捕获，并且再也不能从它里面逃逸出去。这就如同被捕获的物体落进一个无底洞的情况一样。而且，正如上面所说，甚至连光也不能逃逸出去，因此，这个坍缩了的天体将是黑的。正因为它既像个无底洞，而且又是黑的，所以天文学家就把它叫做“黑洞”。