哈勃望遠鏡圖片銀河噴發(fā)演化形成太陽 太陽噴發(fā)演化形成地球 地球噴發(fā)演化形成月亮
內容簡介
天體演化有三大前提和四大規(guī)律。
三大前提是，物質和基本元素；宇宙微波背景輻射；宇宙射線。
四大規(guī)律是：自轉天體同一元素聚集效應；自轉天體兩極旋渦作用；萬有引力定律；物質的玻色—愛因斯坦凝聚。
根據(jù)在天體演化過程中的作用，把物質元素分為六大類：氫元素，氦元素，輕元素，鐵元素，重元素，放射性元素。
宇宙中存在幾乎等量的放熱核反應和吸熱核反應。
天體形成模式，是天體從兩極向中心吸取氣體，氣體中的微塵（輕元素，鐵元素，重元素，放射性元素）留在中心形成固體球，氣體從赤道滲出形成大氣。大氣挾帶宇宙空間的微塵后，向兩極流動，再次從兩極吸入，形成循環(huán)。而非現(xiàn)在一般理論認為的那樣，由引力聚攏形成天體。
引力在早期天體形成中作用很小，磁力吸附形成天體固體內核。由于氦水滴圍繞鐵原子團旋轉，磁化鐵原子團，鐵原子團產生磁性，最先聚集到天體中心，兩極吸入氣體挾帶的鐵元素被磁力吸附到磁鐵上，鐵元素聚集在中心形成天體固體內核。
鐵元素磁化過程存在于整個天體演化過程。
天體在接近絕對零度的低溫物質帶中開始形成，在宇宙微波背景輻射，宇宙射線，自轉天體同一元素聚集效應，自轉天體兩極旋渦作用，萬有引力定律共同作用下，必然形成五層結構和三種運動。
五層結構是：具有磁性的固體鐵內核；放射性元素和重元素構成的放熱中間層；輕元素構成的固體外殼；表面海洋；大氣層。
三種運動是：自轉運動；公轉運動（相對運動）；呼吸運動。
五層結構和三種運動必然形成固體外殼。天體固體外殼被爆炸噴發(fā)沖破的形式多種多樣，有單向噴發(fā)，雙向噴發(fā)和全面噴發(fā)，有兩極噴發(fā)和赤道噴發(fā)。天體固體外殼被爆炸噴發(fā)沖破的不同階段形成各種各樣不同的天體。
外殼很厚，放熱層很薄,必然形成超大質量天體。超大質量天體內部溫度升高到1億度以上時，外殼仍沒有被沖破，核聚變形成的輕元素補充到天體外殼，天體外殼越來越厚，內部能量無法沖破外殼的束縛。最后，天體外殼在自身重力的壓迫下，在某一薄弱處沖破，經過一次或多次噴發(fā)，形成星系。
在超大質量天體解體形成的物質帶中，產生新的天體。新的天體外殼較薄，放熱層較厚，內部溫度沒有上升到1億度，外殼就被爆炸噴發(fā)沖破，天體內部溫度下降，但不低于1000萬度，氫熱核反應繼續(xù)進行。經過一次或多次噴發(fā)，外殼解體，形成對外發(fā)熱發(fā)光的恒星。
在恒星噴發(fā)出來的環(huán)圓形物質分布帶中，物質冷卻形成行星。行星形成過程盡管與恒星有所不同，但最后殊途同歸，也形成五層結構和三種運動。行星外殼相對更薄，放熱層相對更厚，內部溫度超過1000萬度，發(fā)生氫熱核反應，外殼被爆炸噴發(fā)沖破，內部溫度下降，低于1000萬度，氫熱核反應停止。爆炸噴發(fā)結束，噴發(fā)口封閉，天體內部重新升溫，內部溫度再超過1000萬度，再次發(fā)生氫熱核反應。氫熱核反應時斷時續(xù)。爆炸口噴出的外殼碎塊形成衛(wèi)星。多次噴發(fā)形成多顆衛(wèi)星。
衛(wèi)星外殼更薄，無法積累更大能量，小規(guī)模的火山爆發(fā)，噴出的物質全部落回本體，無法繁殖自己的衛(wèi)星。
突破天體固體外殼的爆炸噴發(fā)是天體對外發(fā)光發(fā)熱的必經過程。超大質量天體和行星一直存在固體外殼，除了外殼被爆炸沖破時短暫對外噴發(fā)外，一直不對外發(fā)熱發(fā)光。
只發(fā)生吸熱核反應的天體殘骸，發(fā)生玻色-愛因斯坦凝聚，還原為單個原子，成為新天體產生的原料。
宇宙大噴發(fā)演化過程，幾乎在每一個階段都有哈勃太空望遠鏡拍攝的太空實物照片為證。在谷歌地圖上也可以找到地球噴發(fā)的證據(jù)。北極地區(qū)的格陵蘭島是地球噴發(fā)時，將一塊外殼碎塊噴向空中，由于沒有達到宇宙第一速度，無法成成衛(wèi)星，重新落回地球形成的。在谷歌地圖上，把格陵蘭島順時針旋轉90度，其形狀與北冰洋深海區(qū)相當吻合。
宇宙大噴發(fā)理論合理解釋了黑洞、活躍星系、類星體、太陽黑子、太陽耀斑、月亮形成、地震產生、火山噴發(fā)、地球冰河期、地球氣候、百慕大三角天氣異常、地球磁場反轉、地溫異常、地球海洋和陸地的形成、小行星撞擊等現(xiàn)象。
宇宙大噴發(fā)理論認為，黑洞只是一個大磁鐵球，宇宙沒有開端，更沒有結束，是一個循環(huán)往復的演化過程。
宇宙大噴發(fā)理論認為，即使經過數(shù)十億年后，人類面臨的太陽和地球消亡問題，也不是束手無策。人類可以通過改善太陽和地球的運行環(huán)境，延長其壽命；人類可以對太陽和地球運行中出現(xiàn)的問題進行維修；甚至人類可以合成新的太陽和地球。最后，人類可以移居到其它星球，因為宇宙物質的屬性決定，宇宙中肯定存在無數(shù)個適合人類生存的星球。也許，我們本來就是從其它星球移居過來的。
引 語
玉寒宮的秘密
北緯41度，東經125.3度的中國東北群山之中，有一處神秘洞穴，當?shù)厝私o它起了一個充滿遐想的名字——玉寒宮。玉寒宮里有不可思議的神秘地冷現(xiàn)象，見過的人百思不得其解。
考察人員踏著滾燙的大地來到洞前，測得洞外地表溫度攝氏48度。打開洞門，一股刺骨冷風迎面撲來，進洞不到10來，就是一派北國風光，猶如打開了冰箱的冷凍室，大大小小的冰柱掛滿石壁。
離玉寒宮100多米遠的山坡上，另有一處“熱地”。冬天落雪即溶，撥開枯葉，只見綠草青青，嫩葉片片。
此地溫異?，F(xiàn)象在長5000米，寬2000米的范圍內，多處出現(xiàn)。
同一范圍，冷熱同現(xiàn)，地冷現(xiàn)象更是神奇，是何原因？專家學者，莫衷一是，至今尚無定論。
神秘的玉寒宮與滿天繁星，深隧的黑洞，明亮的太陽，猛烈的地震，冥冥中又有怎樣的聯(lián)系？
第一章 天體演化的前提和規(guī)律
人類孜孜不倦地探索星空的秘密。太陽是怎么產生的？恒星內部是什么？星星為什么聚在一起？真的有黑洞嗎？數(shù)不清的問題和謎團出現(xiàn)在人類面前。
人類制造了各種各樣的望遠鏡，想把天空看穿。發(fā)射各種飛船，飛往無盡的天際，想要清楚星星的前世今生。數(shù)以萬計的科學家上下求索，得到的是更多的謎團，更多的困惑，有了更多的假說，更玄妙的猜想。
其實，也許答案就在我們身邊，在我們腳下的土地中，在我們居住的地球，在我們每天清晨看到的太陽里，在夏日夜晚美麗的銀河深處。
宇宙普遍規(guī)律一定適用于地球、太陽系和銀河系。理由很簡單，因為地球、太陽系和銀河系是宇宙的一部分。觀測地球、太陽系和銀河系就是在觀測宇宙。研究地球、太陽系和銀河系就是在研究宇宙。
太陽圍繞著銀河中心轉，地球圍繞太陽轉，月亮圍著地球轉，質量和體積梯度變小，這種有序變化，必然存在某種共同的規(guī)律。
月亮繞著地球轉和太陽繞著銀河中心轉的道理本質上是一樣的。宇宙普遍規(guī)律在銀河系中心存在并起作用，同樣也應當在地球上存在并起作用。沒有理由認為銀河中心才存在宇宙普遍規(guī)律。甚至可以說，只在銀河系中心存在并起作用，不在地球上存在并起作用的規(guī)律，一定不是宇宙中起主導作用的普遍規(guī)律。從宇宙普遍規(guī)律這個含義上講，地球與銀河系中心是一樣的。
換而言之，宇宙最重要、最普遍的規(guī)律一定會在地球上、太陽系里、銀河系中共同體現(xiàn)。正應了中國一句古話：“眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處?！?br>現(xiàn)在流行的關于宇宙起源和天體演化的各種理論，多數(shù)做法都是設立各種參數(shù)，由電腦模擬推算而來。雖然不完全清楚各種電腦模擬推演的具體細節(jié)，但從各種公開報道的結果來看，現(xiàn)有的電腦模擬推演并未完全體現(xiàn)全部天體演化規(guī)律，甚至一些主要科學原理也未見提及。
現(xiàn)有的各種電腦模型使人類對宇宙的認識越來越復雜，不解之謎越來越多。對此最合理的解釋是，現(xiàn)有關宇宙、天體演化的電腦模型有重大缺陷，或者根本就是錯誤的。
天體演化的三大前提是：物質和基本元素；宇宙微波背景輻射；宇宙射線。
天體演化的四大規(guī)律是：自轉天體同一元素聚集效應；自轉天體兩極旋渦作用；萬有引力定律；物質的玻色—愛因斯坦凝聚。
特別提醒：本書不是任何意義上的宇宙大爆炸論的修正和補充，除了確定的事實，宇宙大爆炸論的所有推測、想像和電腦模型均不適用本書。
第一節(jié) 物質和基本元素
人類能夠看到的全部天體，包括地球、太陽、銀河系等等，都是由物質構成。
質量很大，形態(tài)各異，令人眼花繚亂的物質，其實全部是由100多種基本元素變化產生。元素則是由數(shù)量不等的質子、中子、電子組合而成。
元素在自然狀態(tài)下最為穩(wěn)定，分布最廣泛，是研究天體演化的基點之一。
人類目前為止，一共發(fā)現(xiàn)了120多種元素，其中一號元素氫到九十四號元素钚在自然狀態(tài)下存在，九十四號钚以后的元素為人造元素。
元素最小單位是原子。原子由原子核和圍繞原子核的電子組成。原子核在原子中占體積很小，只占原子體積的幾百萬億分之一，好比原子是一座巨大的體育場，原子核是體育場中間的一只螞蟻。但原子核占原子的質量幾乎可以用百分之百來形容。
原子核由質子和中子組成。原子核的質子數(shù)就是元素的原子序數(shù)。
元素內部原子核中的質子與中子的排列和表現(xiàn)出來的物理特性都很有規(guī)律。1869年，俄國化學家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律，并編制了第一個元素周期表。元素原子核的物理周期性質貫穿天體形成演化的整個過程。
根據(jù)在天體演化過程中的作用，把元素分為六大類：氫元素，氦元素，輕元素，鐵元素，重元素，放射性元素。這個劃分與學術界一般的劃分有所不同，學術界一般把除氫元素、氦元素之外的其它元素都叫重元素。
氫元素由一個質子構成，包括氫的同位數(shù)氕、氘、氚。氫元素在1000萬度高溫的時候，聚變生成氦，放出大量熱量。氫元素在天體演化中的作用表現(xiàn)在，氫元素低溫時的液化和氣化加速了天體固體球的形成。氫熱核聚變是天體發(fā)光發(fā)熱的能量來源。
氫彈爆炸圖。氫彈爆炸過程分三步：一、用普通炸藥把兩塊高純度低于臨界體積的放射性元素推擠到一起超過臨界體積，發(fā)生原子彈爆炸。二、原子彈爆炸的高溫激活氫的同位數(shù)發(fā)生核聚變。三、氫熱核聚變產生大量的中子撞擊更多的低純度放射性元素，發(fā)生更大爆炸。核反應放出和吸收的熱量，準確地講，應該稱之為能量。本書為了通俗和容易理解，對熱量和能量一詞的含義不加區(qū)分。
氦元素由兩個質子兩個中子構成。在宇宙中含量僅次于氫元素。氦元素在1億度高溫的時候，聚變生成碳和氧，放出大量熱量。氦元素在中子撞擊下，裂變成氫元素，吸收大量熱量。氦元素是溶點和沸點最低的元素。只要比絕對零度高一度，氦就變?yōu)橐后w。氦元素在天體演化中的作用是至關重要的，氦元素低溫時的液化和氣化形成天體內核。
輕元素是指質子數(shù)為三到二十五的元素，主要有碳、氖、鎂、硅、氧、鈦、氬等元素。輕元素在超高溫的時候，聚變生成更重的元素，放出大量的熱量。輕元素在中子撞擊下，裂變成更輕的元素，吸收大量的熱量。輕元素在天體演化中的作用之一，是吸收大量的熱量，保護天體外殼不被溶化。
鐵元素的質子數(shù)是二十六，在超高溫下聚變成更重的元素，吸收大量熱量。鐵元素在中子撞擊下，裂變成更輕的元素，也吸收大量熱量。鐵元素能被磁化而具有磁性。磁化后的鐵元素有不同的磁極，磁極之間同性相斥，異性相吸。磁鐵的這種特性，在天體演化中具有重要作用，這種磁極的相吸和相斥產生了很復雜的自然現(xiàn)象。
鐵元素在天體形成和演化中的作用表現(xiàn)為，鐵磁性使鐵元素比其它元素更容易聚集形成天體內核。天體內核的鐵元素因磁性吸附其它鐵元素而得到補充。鐵元素核聚裂變吸收熱量，保持固體內核。天體消亡后，殘存的鐵內核成為大大小小的黑洞。
重元素是指質子數(shù)為二十七到八十三的元素，主要有鋅、鉍、鉛、鎘等元素。重元素在中子撞擊下，裂變成更輕的元素，產生大量熱量。重元素在天體形成和演化中的作用是，在氣態(tài)或者液態(tài)時，高純度的聚集在一起，在天體呼吸運動作用下，運動到天體表層低溫區(qū)凝結成固體，超過鏈式核裂變臨界體積，發(fā)生原子彈爆炸。
放射性元素是指質子數(shù)八十四到九十四的元素，主要有鈾、钚等放射性元素。放射性元素在自然狀態(tài)下裂變成更輕的元素，放出大量熱量，稱為放射性核衰變。放射性元素在天體形成和演化中的作用是，天體內部放射性核衰變產生熱量，天體外殼、表層海洋和大氣層保溫，促使天體內部溫度上升到氫熱核反應溫度。
物質的核反應分為放熱反應和吸熱反應。放熱反應是物質轉化為能量，放熱反應的結果是宇宙物質質量減少，溫度升高。吸熱反應是能量轉化為物質，吸熱反應的結果是宇宙物質質量增加，溫度降低?？偟膩碚f，如果宇宙平均溫度不變，宇宙中總的放能反應放出的熱量與吸能反應吸收的熱量相等。
宇宙總的核反應是守恒的，放出多少熱量就貯存了多少冷量。氫聚變成氦產生多少熱量，氦裂變成氫就要吸收等量的熱量。根據(jù)能量守恒原則，宇宙中包含的熱量和冷量是相等的。天體產生的熱量以各種形式散發(fā)出去，冷量留在恒星內部，天體最后變成一個冷量貯存體，我們把這叫冷剩余。天體殘余物質多是核裂變時吸收熱量的鐵、氦等元素。
元素的核裂變反應分為鏈式核裂變反應和非鏈式核裂變反應。非鏈式的放熱和吸熱核裂變反應在自然狀態(tài)下普遍存在。
在目前看來，由于核吸能反應不能給人類帶來現(xiàn)實經濟利益，人類對吸熱核反應的研究大大落后于對放熱核反應的研究。同樣，人類對能產生激烈變化的鏈式核裂變和熱核聚變投入巨資，進行了廣泛的觀察和研究，但對零星和分散的的單一原子核裂變近乎視而不見。實際上，這些零星和分散的核裂變總量巨大，甚至與天體內部的熱核聚變反應是等量的，對宇宙能量變化和天體演化有巨大影響。
在自然狀態(tài)下發(fā)生鏈式核裂變反應，在理論上是可能的，實際觀測中是有證據(jù)的。理論上由于自轉天體同一元素聚集效應，某些元素在氣態(tài)或者液態(tài)時，高純度的聚集在一起，在天體呼吸運動作用下，運動到天體表層低溫區(qū)凝結成固體，超過鏈式核裂變臨界體積時發(fā)生原子彈爆炸。
從實際觀測看，太陽黑子和太陽耀斑，地球上的地震都是鏈式核裂變反應引起的。地球上地震頻發(fā)，釋放大量能量。其他天體的結構與地球大體一致，發(fā)生更多更大地震，釋放更大能量是必然的。
宇宙射線中橫沖直撞的高能粒子不斷撞擊天體內部的重元素和放射性元素，產生放熱核裂變，甚至原子彈爆炸，放出大量熱量，促使天體內部溫度升高。
元素這種隨著構成元素的質子數(shù)變化而在核反應中由放熱轉化為吸熱的現(xiàn)象，與人類社會中隨著家庭成員數(shù)的變化而引起的家庭現(xiàn)象很類似。人類社會的家庭現(xiàn)象可以幫助我們理解元素核反應的吸熱和放熱現(xiàn)象。
家庭是社會的基本單位，原子是物質的基本單位。一種元素就是一種家庭，他們在很多方面有相似之處。
一般的家庭由丈夫、妻子組成，多個兄弟可以組成大家庭。原子由質子和中子組成。不同的質子數(shù)和中子數(shù)構成不同的元素。
在一個家庭里，起主要作用的父親和母親，在原子里起主要作用的是質子和中子。
人可以分為頭、手、腳、身體等，但這樣的劃分對家庭沒有什么意義。質子和中子可以分為夸克等兩百多種更小的粒子，這種細分對原子的基本功能影響不大。
家庭成員少的時候，家庭成員會有孤獨感，家庭兄弟開始增多的時候，家庭成員會很興奮，充滿熱情，分家時情緒低落。物質也一樣，質子增多的時候，釋放熱量。質子數(shù)減少時，吸收熱量。
家庭成員達到一個合適數(shù)目時，大家都認為是最合適的。增加家庭成員或者分家，都會讓大家不高興。元素也一樣，當質子為26時，結構最為穩(wěn)定，核聚變和核裂變都吸收熱量。
當家庭成員數(shù)增加到一定數(shù)量時，這種家庭里，家庭成員開始懷疑家庭是不是太大了，熱情就會下降。元素也一樣，當質子數(shù)超過二十六時，這種元素核聚變反應由放出熱量轉為吸收熱量。
家庭兄弟太多時，就會吵成一團，分家就不可避免，并因分家而高興。元素也一樣，質子數(shù)超過八十三時，會自發(fā)衰變，產生熱量，變成質子數(shù)較少的元素。
總的來說，家庭成員少的家庭希望增加兄弟姐妹，當增加兄弟姐妹時，家庭成員情緒高漲，分家時情緒低落。而兄弟姐妹較多的的家庭，愿意分家不愿意合在一起，兄弟姐妹增加時情緒低落，分家時情緒高漲。家庭成員是某一數(shù)值的家庭是最理想的，既不愿意增加兄弟也不愿意減少兄弟，這時無論增加兄弟還是分家都會情緒低落。
一至二十五號元素發(fā)生放熱核聚變反應和吸熱核裂變反應，聚變時放熱，裂變時吸熱。
二十七號及以上元素發(fā)生吸熱核聚變反應和放熱核裂變反應，聚變時吸熱，裂變時放熱。
二十六號元素鐵，無論是核聚變反應還是核裂變反應都是吸熱的。
天體內部的核聚變過程是很復雜的，一般可以這樣來理解：氫聚變成氦，氦聚變成碳、氧，碳聚變成氖、氧，氖聚變成氧，氧聚變成硅，硅聚變成鐵。
物質和元素在天體形成和演化中的作用表現(xiàn)在：一、在自轉體同一元素聚集效應作用下，在天體固體球內部有序排列；二、在天體內部發(fā)生核反應，包括放熱核反應和吸熱核反應；三、放熱核裂變反應主導早期天體形成，放熱核聚變反應主導后期天體演化。吸熱核反應保證天體穩(wěn)定運行。
氫、氦、鐵三種元素的物理性質在天體形成和演化中起著極為重要的作用。
第二節(jié) 宇宙微波背景輻射
宇宙微波背景輻射是一種全方位均勻分布在地球周圍的微波輻射。我們使用短波收音機時聽到的沙沙聲，有一部分來源于宇宙微波背景輻射。這種輻射在任何方向上都幾乎是一致的。其溫度約為3K，即約為攝氏零下270.15度。攝氏零下273.15為零K，即絕對零度。如果把絕對零度視為宇宙的起點溫度，整個宇宙升溫3度需要多少熱量，宇宙物質中就儲存了等量的冷量。
宇宙微波背景輻射是這樣被發(fā)現(xiàn)的。
1964年，美國貝爾實驗室的工程師彭齊亞斯和威爾遜架設了一臺天線，用以接受衛(wèi)星信號。為了檢測噪音性能，他們將天線對準天空方向進行測量。結果他們發(fā)現(xiàn)，一直有一個神秘的訊號存在，這個信號既沒有日夜的變化，也沒有季節(jié)的變化。因而可以判定與地球的公轉和自轉無關。
起初，他們懷疑這個信號來源于天線系統(tǒng)本身。1965年初，他們對天線進行了徹底檢查，甚至清除了天線上的鴿子窩和鳥糞，然而噪聲仍然存在。于是他們正式宣布了這個發(fā)現(xiàn)。彭齊亞斯和威爾遜因發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射而獲得1978年的諾貝爾物理學獎。
后來人們在不同波段上對微波背景輻射做了大量的測量和詳細的研究。
2001年6月30日美國宇航局發(fā)射了威爾金森微波各向異性探測器，繪制了全景宇宙微波背景輻射圖。
宇宙微波背景輻射全景圖。圖中藍色部分為溫度較低的冷點。西班牙和英國科學家在研究宇宙微波背景輻射中發(fā)現(xiàn)了明顯的冷點。
科學家至今不能肯定宇宙微波背景輻射的初始來源。
宇宙微波背景輻射有二個特點。
一、宇宙的背景溫度是大約零下270度。宇宙物質如果高于這個溫度，如果沒有熱量產生維持高溫，就會降到這個溫度。宇宙物質如果低于這個溫度，如果沒有冷量產生維持低溫，就會升到這個溫度。這也是一個神奇的溫度，在攝氏零下270度時，占宇宙總質量24%的氦元素呈液態(tài)。液態(tài)氦之于天體星球就像液態(tài)水之于生命人類一樣重要。沒有液態(tài)氦，宇宙物質之間可能什么都不會發(fā)生，宇宙就是一團永恒的低溫等離子體，沒有天體星球，沒有生命人類，當然也不會有你此時此刻在閱讀本書。
二、宇宙微波背景輻射各向高度均勻。盡管有科學家睜大雙眼，拿著高倍放大鏡，聚精會神地在宇宙微波背景輻射圖上來回仔細搜索，發(fā)現(xiàn)了一些不均勻的冷點。但總的來說，宇宙微波背景輻射是各向均勻的。
冷點的發(fā)現(xiàn)實際上表明宇宙現(xiàn)在的溫度是由絕對零度上升而來的。
宇宙微波背景輻射在天體形成和演化中最重要的作用是孵化升溫，使氦元素液化。
第三節(jié) 宇宙射線
宇宙射線，也叫宇宙線。是一全方位射向地球的高能粒子流，之所以叫宇宙射線而不叫宇宙高能粒子流，是因為歷史上最初認為這種現(xiàn)象是一種射線。宇宙射線沒有固定來源方向，白天和夜晚都可以觀測到。其主要成份89% 是質子，10%是氦原子，電子 ，γ射線和超高能中微子占極小的一部分。
宇宙射線圖。宇宙射線圖。哈勃太空望遠鏡1998年拍攝。圖中高能粒子流以接近光的速度穿越太空。宇宙射線就象在天空不規(guī)則地布置了很多探照燈，從不同方向照向地球。這些探照燈功率不一，地球就像一個半透明的球體，這些光線射入地球深淺不一，在不同深度引發(fā)不同的核反應。
宇宙射線是這樣被發(fā)現(xiàn)的。
1896年發(fā)現(xiàn)放射性后，許多人認為，地球大氣層的電離僅來自于土中放射性物質的輻射。
赫斯于1912年利用一個熱氣球，帶著三臺靜電計，升上了5300米的高空。他探測到電離率增長到大約地面的四倍。他得出的結論是“我的觀察結果最好的解釋是設想一種高穿透力的射線從上部進入大氣層?！焙账挂驗檫@次被后人命名為“宇宙線”的發(fā)現(xiàn)，于1936年獲得諾貝爾物理學獎。
觀測顯示宇宙射線有著廣泛的來源，科學家至今不能肯定大能量宇宙射線的來源。
宇宙射線有三個特征。
一、廣泛性。宇宙射線沒有固定的來源方向，而是來自地球的四面八方。
二、高能量。遠超過太陽射來的粒子流能量，超過太陽耀斑時射向地球的粒子能量，超過地球上最大粒子加速器能達到的能量。
三、穩(wěn)定性。宇宙射線在地球附近的通過量，一般認為是穩(wěn)定的，只在4000年的尺度上發(fā)現(xiàn)少量的變化。
宇宙射線在天體形成和演化中的作用是，宇宙射線中的高能粒子因攜帶的能量和自身性質不同，深入到天體固體球的不同深度，分別撞擊天體外殼、放熱層和內核，促使天體在不同深度發(fā)生不同的核反應。
第四節(jié) 自轉天體同一元素聚集效應
土星光環(huán)圖這是一張土星光環(huán)照片，美麗的光環(huán)令人神往。
無數(shù)個光環(huán)整齊、均勻地環(huán)繞著土星，各種物質依密度大小、由外而內有序排列。土星光環(huán)物質多為化合物，成份較為復雜。在地球上，我們很難明確指出，每一光環(huán)的物質是什么。但可以肯定的是，每個光環(huán)上的物質密度是極為近似的，甚至是相同的。
實驗圖我們來做一個實驗，取一塑料盆，裝約三分之一水，用手攪拌，使盆內水快速旋轉起來，然后放入一鐵球與乒乓球。我們可以看到，鐵球被迅速被推到外沿，緊靠著盆壁作圓周運動，而乒乓球卻在盆中心原地打轉。
實驗表明，不受重力影響，或受相同重力影響，即重力方向與離心力方向垂直，離心運動狀態(tài)下的物質，質量大的物體受離心力較大，質量小的物體受離心力較小。在排列順序上，質量大物體的在外，質量小的物體在內，與沒有旋轉情況下物質的排列完全不同。上述結論，在物質呈同一等離子態(tài)，同一氣態(tài)，同一液態(tài)時適用。當物質呈固態(tài)時不適用。
在天體早期演化中，溫度很低，物質以單一元素形式存在，無法形成化合物，物質密度就是原子量。天體形成之初，重力影響很小，物質元素是依原子量大小由外向內進行排列。
物質聚集到一定程度，產生較大重力，物質受方向相反的重力和離心力合力作用，即重心和離心力作用在一條直線上，但方向相反。重力作用超過離心力的時候，密度大的物質受的重力也大，物質的排列順序與天體最初形成沒有重力時相反，密度大的物質排在內，密度小的物質排在外，但同一密度的物質仍聚集在一起。
元素在天體內部不同位置受到的引力是不一樣的。在天體最外沿引力最大，天體中心點引力為零。必然在某一區(qū)域引力和離心力之和為零。在這區(qū)域以內，離心力作用大于引力，放射性元素和重元素向外聚集；在這區(qū)域以外，引力作用大于離心力，放射性元素和重元素向內聚集，形成一個重元素聚集層。
在自轉天體中，呈等離子態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)的同一元素的物質，因具有相同密度，會逐漸聚集在半徑相同的環(huán)帶上。我們把這叫做自轉天體的同一元素聚集效應。
具體表現(xiàn)在，天體固體球中心區(qū)域，離心力影響大于重力影響，物質除磁性元素外，由內到外，由輕到重排列。在天體固體球外層區(qū)域，重力影響大于離心力影響，元素排列順序相反，由內到外，由重到輕排列。最重的放射性元素在某一中間層疊加。
這種效應是持久和穩(wěn)定的，只要天體自轉存在，這種效應就存在。即使在某一階段被強力打斷，也會在強力消失后立即恢復。
天體自轉速度越快，放射性元素分布帶離天體中心越遠，放射性元素分布層也就越淺。天體自轉速度越慢，放射性元素分布帶離天體中心越近，放射性元素分布層也就越深。
同一密度物質在旋轉中聚集在一起的效應，在自然界是普遍存在的。海邊的沙灘，河邊的淺灘，干涸的池塘都能看到相同密度、相同體積的沙粒聚集在一起。甚至農民把稻谷加工大米所用的篩子都利用了這種效應。地殼中的各種礦石都是同一元素聚集后冷卻的結果。
考慮到天體形成過程十分漫長，形成環(huán)境極為平穩(wěn)，各環(huán)帶上分布的同一元素純度很高。
自轉體同一元素聚集效應在天體形成和演化中的作用是，使天體內部的元素有序排列。放射性元素和重元素聚集到天體中間層，輕元素聚集到外殼，最輕的水和氣體聚集成海洋和大氣，鐵元素因磁性最早聚集到中心形成內核。受宇宙射線高能粒子撞擊，在天體內核和天體外殼發(fā)生吸熱核裂變，在天體中間層發(fā)生放熱核裂變，形成內核冷——中間熱——外殼冷的三層結構。表層海洋和大氣層的壓力保護外殼不被輕易沖破。
