主题：【文摘】《我们的宇宙》解说词 (序) 【赵致真】 -- 不爱吱声

[主持人

　　人类文化中永恒的诗篇，便是对太阳的崇拜、赞美与讴歌。

　　太阳的名字是与威严和辉煌同在的。当这颗轰轰烈烈的恒星魅力四射，普照天宇，作为他的第三个儿女，地球承接了属于自己份额的光明和温暖。于是我们的行星上便有了万紫千红和沧海桑田。人类对太阳的感恩之情永远是低首下心的。

　　我们的世代祖先日出而作，日落而息。然而。我们真正了解每天伴随和照耀我们的太阳吗？

（采访：太阳表面温度，能量来源，太阳风）

[主持人

　　我们虽然把太阳尊为地球的主宰，但并不一定都知道它的来历及身世。

　　我们欣赏着红日如轮，沐浴着阳光万里时，还应该多解读出一点有关的知识和道理。

　　我们现在就和大家一起，翻开这本叫做太阳系的煌煌大书。

[电视片解说词

　　50亿年前的时间已经太遥远了。一团巨大而混沌的原始星云尘埃，缓缓地吸积、会合、纠结和躁动。远处超新星的爆炸轰然传来，激起千叠回波。在万有引力巨手的塑造下，星云中99%的物质渐渐聚集浓缩，奠定了太阳的初始规模。抛出的层层气环则带着98%的角动量，经过千万年的“滚雪球”过程，形成了围绕太阳旋转的一群行星。康德、拉普拉斯提出的星云说几经兴衰，仍然不失为对太阳系起源的粗略描述。“灾变说”却认为曾经有另一颗恒星和太阳擦肩而过，拉出了太阳中的一些物质，或者被太阳吸出了一些物质，成为组建行星系的最初原料。还有理论证明，太阳并非“独生儿”，它从更大规模星云的一个子旋涡中诞生，太阳旋涡外围的更小旋涡形成了行星。大自然对我们的众说纷纭沉默不语。太阳系这架庞大的“旋转木马”被安放在天宇的一角，开始了波澜壮阔的演化历程。

　　用日常生活中获得的直接经验去理解天文数字常常发生困难。当我们看到越长的一大串“零”后，便越会失去清晰的概念，只剩下模糊的“很大”。因此，说到太阳的直径约为140万公里时，我们不妨记住它的体积能装下130万个地球。说到太阳质量为大约2000亿亿亿吨，我们可以记住它是地球的33万倍。至于太阳和地球的平均距离为1亿5千万公里，则可以记住光线从太阳照到地球上要走8分19秒。我们把这段距离称作一个天文单位。

　　太阳由大约79%的氢和19%的氦构成，平均密度只是水的1.4倍，但核心区域在3000亿个大气压的作用下，密度比黄金还要大8倍。作为一个庞大而炽热的等离子气态球体，太阳不能象地球那样整体转动。有人打比喻说，拿一只汤匙搅动几下，茶杯中转动的水就类似太阳的自转。观测表明，太阳自西向东的自转在赤道上周期最短，两极最长。我们一般说太阳25.38天自转一周，是以日面纬度17度的地方为标准的。

　　太阳的表面温度为摄氏5700度，中心温度则高达2000万度，每秒辐射出38亿亿亿亿尔格能量，相当于5200万亿亿马力，或者相当于每秒钟爆炸910亿颗百万吨级的氢弹。如果是靠烧汽油，每秒将要消耗3000亿吨，地球上的全部石油还不够维持0.1秒。可见太阳绝不是“省油的灯”。如此巨大的能量又是从何而来？太阳会不会哪一天“油尽灯干”呢？

　　原来在太阳形成过程中，当自身引力塌缩将温度升高到700万度的时候，大自然最深层的能库便被打开了。强大的热核反应猛烈启动，两个氢原子冲破电子的库仑力，聚合成一个氦原子，同时放出了巨额能量。于是，热核反应的膨胀力终于抵挡住了庞大质量的收缩力而达到平衡。太阳从此进入了稳定的主序星阶段。这是一座无与伦比的空中“核锅炉”。每秒钟要烧掉4亿吨氢，聚变为3.96亿吨氦，同时减少400万吨质量。而大自然是什么也不会丢失的，按照爱因斯坦不朽的公式E=MC2，这400万吨“质量亏损”全部兑换成了能量而辐射出来。在50亿年的时间里，太阳“只出不进”的惊人挥霍已经损失了6000亿亿吨质量，相当于100个地球。幸好这个数字只占太阳质量的33000分之一。因此，我们还用不着为天上的“核能量危机”而忧虑。太阳上的“受控核爆炸”将会以今天稳定的模式，至少继续进行50亿年。

　　一个鲜为人知又难以置信的事实是，在太阳这个巨大的宇宙熔炉中，每单位质量产生的热量其实是极少的。甚至比人体新陈代谢的产热率还低得多。我们不难说清其中的道理。假如一只大象的长度是老鼠的100倍，它的皮肤面积将是老鼠的1万倍，体重则是老鼠的100万倍。如果大象按老鼠的代谢速度存在，就会被活活烧死。反过来，老鼠按大象缓慢的代谢速度生活，就会很快冻死。太阳上的高温是无与伦比的质量以立方关系所产生的热，不能立即从以平方关系形成的表面散发出去所造成的。

　　对于太阳来说，没有象切开西瓜那样会出现的层次分明、界限清晰的结构。我们大体上可以将它划分为两大部分，即包括日核、辐射层、对流层的太阳内部和包括光球、色球、日冕的太阳大气。

　　直径50万公里的日核，集中了太阳质量的一半，是氢发生大规模聚变的高温高压产能区。日核外面包裹着60万公里厚、温度达70万度的辐射层，成为热核反应能量输出的必经通道。但这里却是太阳上“交通堵塞”最严重的地方。密集的辐射根本无法在瞬间畅行无阻达到太阳表面。那些从核禁锢中释放出来的高能射线在辐射层中被无数次地吸收和再发射，大约经过200万年曲折漫长的“挣扎”，才能以可见光和其他形式的辐射“挤”出去和“钻”出去。不过，若是没有辐射层的中介作用，太阳将失去明亮的光辉，成为一个主要发出高能射线的天体。

　　15万公里的对流层是太阳内部物质相对运动最剧烈与活跃的区域。这里热浪升沉，流火纵横，气旋聚散，能量跌宕，构成宏大而错综的壮阔场面。太阳舞台上几个重要角色黑子、日珥、耀斑都是从这里出发登场的。

　　笼罩在对流层之上500公里厚的太阳大气叫做光球。平时所看到的圆圆日轮就是它的边界。光球中的气压不及地球上的万分之一，但却是太阳洞开的门户。洒满天庭的万丈光芒就从这里发出。我们说太阳表面的温度为5700度，指的就是光球的温度。

　　留心观察便会发现，光球的亮度并不均匀。日面边缘不如中心亮。这种“临边昏暗”现象是因为光球垂直于表面的辐射大于散射造成的。天文学家拍下的太阳照片上还能清晰地看到一种炽热气体运动造成的景观，酷似饭锅里沸腾的米粥，于是被称为“米粒组织”。这种变幻不定的“米粒”直径有一两千公里，存在时间从几分钟到数小时不等，是光球层的一大特征。

　　对太阳黑子的观察，中国人比欧洲人整整早800年。但首先窥见黑子真面目的，则是伽利略制造的第一个望远镜。黑子实际并不黑，它是光球层上略微下陷的气体旋涡。因为温度比周围低千余度，于是显得稍黑稍暗，形成所谓本影和半影。一般黑子的大小和地球相当。经过长期追踪观察，科学家发现各年份黑子出现的数目很不相同，大约11年为一个周期。太阳的南北极是从来见不到黑子的。如同起于“青萍之末”的风，黑子总是先在太阳纬度30度附近生成，然后向赤道移动。在太阳活动的极大年份，平均分布在纬度15度一带。有趣的是，黑子常常成双成对出现，而一对黑子又总会显示出彼此相反的磁极，如同一块巨大的马蹄形磁铁埋藏在太阳深处而恰恰露出两端。有人则把它比做贯穿太阳某一部分表面的“磁缆”。黑子是太阳活动的主要标志。它密切影响着地球上的气候、水文，以及动植物生长。

　　光球外面的一层太阳大气是色球。平均厚度为2000公里。因为富含的氢离子呈玫瑰色而得名。色球表面长满了密集细小、旋生旋灭的针状物，看上去象“燃烧的草原”。当然，这些太阳风光都要通过特别仪器来欣赏。由于色球几乎完全透明，我们平常只能在日全食的瞬间一赌它那层美丽的辉光。

　　日珥则是色球层上十分绚烂多彩的奇景。核火焰的红色舌头从这里伸出来，一直吐出几十万到百余万公里长。又象巨大的蠕虫高高探出头去，然后慢慢缩回。这些湍动的日珥物质扶摇升腾、千姿百态，有的如火焰喷泉、节日礼花，有的如藤蔓缠绕、乱草杂生。科学家把日珥分为宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。寿命最长的宁静日珥可以存在一年以上。爆发日珥则最为磅礴和壮观。有时抛出去的流火能象“飞去来器”那样，绕行一个百万公里的大圈后返回，被称为环状日珥。

　　太阳大气中最惊心动魄的爆发便是耀斑。这种色球层和日冕层之间耀眼的斑块直径达数亿公里，常常在几分钟之内来如闪电，去如逝波，骤然间释放出几百万枚百万吨级原子弹的能量，强大的辐射遍及光学波段和X线波段、紫外波段、射电波段。太阳的这种“天怒”和“天威”会让地球上的每一个小小磁针颤抖不已。耀斑还是最强大的“干扰台”。当千万根能量的箭镞射穿大气电离层，剧烈的磁暴能让地球上的短波通讯中断。甚至输电网络和变电设备也因电磁搅动产生的感应而超载和失灵。1989年的太阳磁暴曾造成加拿大魁北克省水电系统崩溃，使北美广大地区数百万人蒙受损失，并让一颗卫星提前跌入较低轨道。对于太空中宇航员来说，突如其来的太阳耀斑则是需要特别防护的致命危险。平均大约4至5年，强大的耀斑便会出现一次。

　　太阳最外面的“桂冠”叫日冕。这是一顶弥散至600万公里的“高帽子”。论亮度不及光球的百万分之一，论密度比地球上制造的任何真空还要空虚万倍，只有在日全食中才能看到它淡雅、素洁的珍珠色光晕。但这些异常稀薄的粒子却有百万度的高温。日冕层的大片黑暗区域叫冕洞，也是我们称之为太阳风的“风洞”。高能量的质子、电子和少量重原子核沿着开放形的磁力线从这里“吹”出，“风力”可达每秒400公里。太阳风带走的亚原子流约每秒40亿吨，这是太阳质量的又一种损失。

　　除了观察到“太阳之光”外，如果我们能倾听到“太阳之声”，便会发现那里是一个喧闹嘈杂、噪音鼎沸的世界。山呼海啸般的气浪翻腾，震耳欲聋中的电磁爆发，都会引起不同程度的日震。正象地震波帮助我们了解地球内部结构一样，日震也使太阳如同一口被敲响的大钟，能够泄露出许多深藏的秘密。

　　更为引人入胜的是，太阳的热核反应产生出铺天盖地的中微子。对于这些没有质量的“小颗粒”来说，连一千光年厚的铅也是完全“透明”的，能毫不费力一举穿过。因此不象光子那样要经过200万年的纠缠、吸收和再辐射才能“爬”出对流层，中微子是瞬间便从日核直达太阳表面的。并且在夜间透过地球，从脚下向上“照耀”我们。但目前天文学家探测出的中微子数大大低于理论计算值。这些“失踪”的中微子可能是在来到地球的路上通过振荡悄悄“改变了身份”。有朝一日中微子望远镜技术充分发展的时候，我们就能对太阳中心的核反应进行“现场直播”了。