玻色子与夸克结合产生质量后,牛顿的万有引力定律开始登场,它认为所有物体之间的引力大小与其质量成正比,与其距离的平方成反比。氢原子和氦原子相互吸引,形成密度越来越大、温度越来越高的“云团”,因为一种气体的温度会因为其密度的增大而升高。这些“云团”就像天体的收容所,当温度达到1500万摄氏度时,它们就变成了星体。
最初的星体在宇宙大爆炸的4亿年后形成。然后它们开始了我们熟知的反应:两个氢原子和两个中子结合成一个氦原子,这被称为热核反应。这个燃烧散发出了巨大的能量,与爱因斯坦著名的能量公式完全符合:E-IIIC2。氢原子在结合成氦原子的过程中丢失了一点质量,根据这一公式正是丢失的质量转化成了能量,c是光的速度。丢失的质量释放出了巨大的能量。这种热核能量自45亿年以来,一直源源不断地从太阳上释放出来,它将会持续至少同样长的时间,为我们的地球提供足够的能量来支持生命的诞生与延续。但是再过10亿年,太阳的升温会对地面上的生命造成问题。
人类的伟大梦想之一是通过控制这一燃烧反应获取源源不断的无污染低成本的能量。这就是在法国罗讷河口省的卡达拉切市开发的国际热核聚变实验堆(Iter)项目。这一项目联合了欧盟、美国、俄罗斯、日本、中国、韩国和印度。这是人类到目前为止最大胆的工业项目。它的目标是评估通过核燃烧反应堆由氢原子获取氦原子的可行性,更确切地说,是由氦原子核内的中子带来的它的两个同位素:氘和氚。热核炸弹,或称“H炸弹”能够获得这种结果。热核炸弹被一颗普通原子弹的爆炸启动,将氢元素投入了极高的温度中,以突然且爆发性的方式,最终将氢融合成了氦。其目的是控制及调节这个燃烧反应,最终使能量可以轻松地转换成电力。这个需要巨大经济投入的项目,并没有得到研究原子世界的物理专家的一致认同。其中的困难之一是无法将这一燃烧反应封锁在一个密闭的空间中进行,目前没有任何一种材质可以忍耐燃烧所需要达到的温度。因此,我们设想建立一个虚拟的磁性密封壳。但这是一场既冒险又昂贵的赌博,巴黎高等师范学校的物理学家塞巴斯蒂安·巴里巴赫就此总结道:“有人跟我们说要把太阳装到盒子里,听起来很美好,但问题是我们还不会造这样的盒子!”
太阳在它的中心进行燃烧反应,而最边缘的地带就构成了这个星体的密封壳。要想让太阳达到它寿命的一半,这个燃烧反应需要持续100亿年。这种燃烧的条件是星体温度达到1500万摄氏度。当太阳年岁渐增时,它的中心就会慢慢变热。这也是在巨型星体内发生的现象。当温度达到l亿摄氏度时,太阳就会开始进行新阶段的燃烧。氦原子三个挨着三个集结,形成碳原子。碳原子再捕获一颗新的氦原子,以形成氧原子。
燃烧程序会随着温度的升高而继续。像天鹅座中的天津四这样一颗星体,在夏季大三角中特别显眼,它有着比太阳大10倍的质量。在6亿摄氏度的温度下,碳原子融合成镁。在温度达到10亿摄氏度之后,燃烧中开始出现磷和硫,这两个原子将会在生命进程中扮演重大角色。
展开