神秘莫测的宇宙线
科学家们对于宇宙线不胜错愕。它们是人类所知的最强有力的微粒。它们比人造的原子加速器所能产生的微粒能量更强千百万倍。
这种射线,称为“初级”宇宙线,日以继夜地向地球的大气层袭击。它们与大气层中的各种元素的原子互相冲击。这种冲击也爆出大量“次级”的宇宙线。迅速地射向地球表面的就是这种“次级”射线。
次级宇宙线可以穿透各种东西,包括厚达数哩的岩石和甚至铅。事实上,当你读着这篇文章之际,大约每分钟你身体的每一方寸便有次级宇宙线的十个微粒穿过!
神秘的初级宇宙线究竟是什么呢?它们来自何处?究竟什么东西使它们这么强有力?它们对人有什么影响呢?
宇宙线是什么
科学家们探测这种神秘的宇宙线已超过半世纪之久。在1912年,已故的奥大利科学家域陀·希斯乘汽球飞至欧洲16,000尺的高空。他想为他在实验室里查出的神秘辐射线来源搜集有关的资料。根据此次飞行的探察,他说:
“我视察的结果认为最好的解释是有一种穿透力强的辐射线从上面冲入我们的大气层中。”
1925年美国物理学家罗拔·米利根将这种辐射线定名为“宇宙射线”,因为它们起源于宇宙中。此后数十年来,宇宙射线的性质已大致上被确定。
根据发现所得,大部份的初级宇宙线都是原子核。这些原子被剥去了四周环绕着的电子。绝大多数的原子核均是氢的原子核,而氢乃是人类所知的最轻元素。它的核只包含一个质子。因此大部份的初级宇宙线,约有百份之90,都是氢质子。
初级宇宙线大概有百分之九是第二最轻元素(氦)的核子。其余百分之一是较重的原子核。在宇宙线中,愈重的核子便愈罕见。
可是,宇宙空间中含有大量的氢气云也是由氢原子核所构成的。这些微粒都是宇宙线吗?
不,因为唯有速度和能量都极高的微粒才算是初级宇宙线。宇宙中的氢气云并没有这么高的速度和能量。我们可以用一条放在地上的铁枝来说明这件事。铁枝含有能量,可是要动起来才行。你若拿起铁枝来击打一件东西,它就有极大的力量,甚至可以将所击的东西打碎。氢核子在气体云内也可以与此相较。它们有成为宇宙线的可能,但却要将其加速到极高速度,几乎达到每秒钟186,000哩的光速才行!
一个微粒是否必须含有最低限度的能量才可以被视为宇宙线呢?莫斯科物理工艺学院的教授坚滋堡在《科学美国》1969年二月刊写道:
“虽然科学界尚未一致议定微粒必须最低限度具有几许动能才配称为宇宙射线,我却暂且武断地将这个最低限度订为一亿电子伏特。”
据估计宇宙射线平均的能量约为一百亿电子伏特。有些甚至具有更大的能量而达一百万兆电子伏特之巨。根据纪录有少数竟较此能量更大二十至四十倍!这种能量大到什么程度呢?请记着普通家庭电器平均仅需120伏特而已!
它们从何而来?
许多年来初级宇宙射线的来源曾是一个引起争论的问题。现在仍然是。
有些人认为它们来自太阳。也有人相信它们来自我们的银河系中星的爆炸。另外有人则说它们起源于别的银河系;也有人认为宇宙辐射可能是起初产生宇宙的火球爆炸所遗留下来的东西。
早在1940年代已有人留意到我们的太阳在发出太阳闪光时产生较“温和”的宇宙射线。太阳闪光是太阳黑点所促成的结果,它可以比作太阳表面的磁电“风暴”。太阳发生闪光时有大量的微粒,大部份是氢的核子,喷出太空之中。有些微粒所具有的速度和能量足以将其归于初级宇宙射线之列。
然而,难题还是未能解决。为什么呢?因为甚至在没有太阳闪光发生时依然有强烈的宇宙辐射抵达地球。
因此科学家归纳了以下几项结论:(1)太阳闪光的次数不足以成为经常不断的宇宙射线的来源;(2)许多太阳闪光所产生的宇宙射线,在能量方面较平时所发现者为少;(3)太阳宇宙线的化学成份不同,其中差不多没有氦,而其他的宇宙射线则含有百分之九的氦。最后,(4)宇宙射线以极高的能量从四面八方袭击地球的大气层而并非仅从太阳方面而来。
从这种种原因看来,在袭击地球大气层的全部宇宙辐射中,来自太阳的仅占小部分而已。那末其他强烈得多的宇宙射线是从那里来的呢?虽然这件事还未确定,有些科学家都认为它们大多数起源于我们的银河系。许多科学家认为射线的来源是“在爆炸中的”星,称为超级新星。它们将各种元素,主要是氢,的原子核射进遥远的太空中。
可是,有些科学家则认为宇宙射线中一些较重的核子是如此强有力,以致很可能是从其他银河系逃至我们这个银河系的。因此它们的来源是在我们的银河系以外。此外,正如以上所述,有些人则主张我们的银河系之所以充满宇宙射线乃是由原始产生整个宇宙的火球爆炸所促成的结果。
无论这些微粒的起源是什么,科学家认为它们在星际空间中是直线进行的,直至遇到各种磁场,如气体云层等,才会转向。它们在穿过银河系时可能转向了许多次,直至最后以一种与开始时完全不同的路线和速度前进。科学家认为这便是宇宙射线从太空的四面八方袭击地球的原因。
什么使它们如此强有力?
有一件事是可以确定的。来自太阳系以外的初级宇宙线都特别强有力。它们以几乎不可思议的力量袭击地球。它们的这种强大力量是从那里来的呢?
有些科学家以为它们的力量来自爆炸的超级新星,所喷出的微粒。可是另外有些人则认为宇宙射线以其他方式获得这样的速度和力量。
在星际太空中有许多磁场和庞大的磁性气体云存在。有些微粒刚巧以适当的角度堕入这些磁场或磁性气体云的里面或附近。它们若留在适当的方向有足够的时间,便会被推动到更高速和变成更强有力。这些微粒在穿过银河系之际与许多磁场及气体云接触而受到更大的推动。
我们可以将这件事比作人踢球。球在开始时滚得较慢,但由一人传到另一人时,后者再踢上一脚,于是球便滚得更快。这样重覆下去,直至那球达到最大速度为止。以一种类似的方式,原子核在空间进行,其中有些触着各种太空磁场,于是便愈推愈快,直至接近光速为止。现在它们含有极大的能量而成为宇宙射线。这最低限度是有些科学家所主张的答案。
次级宇宙线
正如上述,来自太阳系以外与来自太阳的宇宙线称为初级宇宙线。它们都没有实际直接打击地球。其实有许多射向地球的宇宙线甚至没有达到地球,因为地球的磁场使其转变了方向。
那些没有转向的初级微粒以接近光速的速度仅射至地球大气层的上空。它们在那里与空气的原子,如氧和氮的原子,相撞。
在相撞时它们开始发生一连串的反应。初级宇宙线的氢质子打破它所撞到的空气原子,于是产生一阵原子微粒。后者又转而继续撞击其他的原子和微粒。一度初级宇宙线射入一个空气原子中可能产生亿万高速的微粒,这便是强有力的次级宇宙线。
美国麻省工艺学院曾记录过一阵次级宇宙线产生了一百亿次级宇宙线微粒!开始这些宇宙线的初级宇宙线据说含有二千至四千万兆电子伏特之间的能量。这是多么巨大的能量!当时这些宇宙线的能量比世界最大的原子分裂器所产生的能量大五亿倍。据科学家说,这阵巨大的次级宇宙线发生的时间仅十万分之一秒而已!
因此经常射至地球的宇宙线都是初级宇宙线所促成的次级微粒。几够穿透厚达几哩的岩石的就是这些次级微粒。虽然沉重的浓缩物质如铅可以阻隔其他多种辐射线,却不能阻止这种次级宇宙射线的穿透。
可是,在辐射的全部能量中,实际到达地球的只不过是一小部分而已,因为大部分的次级辐射都被大气层的下半部所吸收。
对人有什么影响?
然而,在一日二十四小时中,每小时的每一分钟都有阵阵的次级宇宙线穿过你和地上每样东西。它们对人有什么影响呢?
科学家们对这个问题还没有确定的答案。可是,既然宇宙线是一种辐射,有人认为它可能改变人的遗传。事实上,此种辐射若过多则不但能伤害活的细胞,而且能够杀人。可是,现在到达地球的辐射还未至使人丧命的程度。
虽然科学家还未能确定宇宙辐射是否在人身上发生长期的影响,值得留意的一点却是,在公元前2370年挪亚时代的洪水之后,人类的寿命发生了戏剧性的减缩。洪水之前有些人活到900岁以上。(创世记5:5,8,11,14,20,27)可是在洪水之后八百年左右,人的寿命已减至大约七十岁而与现在无异。——诗篇90:10。
这件事和宇宙线有什么关系呢?既然初级宇宙线被地球上空较稀薄的大气层所阻而不能直接射到地球,很可能在洪水之前它们甚至有更多被吸去。何以故呢?因为圣经透露地球上空曾一度有一层水幕存在。由于水幕的降下才形成了一场洪水。(创世记7:11,12;8:2)洪水之前的这层水幕很可能比现在的大气层更有效地阻遏宇宙射线。这也可能是洪水之后人类寿命急剧减短的部分原因,因为袭击地球的宇宙线所受的阻力较以前少得多。
过度暴露于宇宙辐射线之下可能损害身体的活体素。因此科学家们担心太空人在月球飞行时没有地球大气层的保护。他们不仅直接暴露于次级宇宙线之下,而且也受到更强有力的初级宇宙线所袭击。几天的飞行也许不致产生显著的有害后果。但几星期的飞行便不同了。太空船中的任何保护物均不会完全有效。强有力的初级宇宙线在射击保护物的原子时很可能产生次级宇宙线而轻易地穿透太空人。
此外,太空飞行的一个大危险来自太阳闪光所产生的宇宙线。这是科学家所无法预知的。倘若太空人在地球的大气层及磁场以外忽然遇上巨大的太阳闪光,他们便可能有多日的时间陷入强大的宇宙射线中了。
可怖的威胁
地球磁场使许多初级宇宙线改变方向而不致射进地球的大气层中。可是令科学家们十分担心的是,倘若磁场不再存在,则地上生物会受到什么影响。
地球磁场会有失去缓冲和保护作用的危险吗?有。一般科学家都承认地球磁场本身曾逆转过许多次,在逆转时会暂时变弱。据说磁场在以往曾完全中断过!许多科学家认为磁场现在正发生逆转。
倘若地球的磁场在逆转的过程中减弱到相当程度,或者完全中断,即使是短时间,那将有什么事发生呢?若然现在受地球磁场所阻遏转向的初级宇宙线便会直接打击大气层,于是到达地球的宇宙线便会大增了。
宇宙线愈强大,损害的作用亦愈大。长时期暴露在宇宙射线之下的显著影响是中央神经系统和眼睛受损。受害者会变成过度兴奋(最后阶段与癫痫相似),不时昏迷,语无伦次等,几日之后便会死亡。
较轻但却仍然致命的辐射则会产生各种不同的影响。通常是失去胃口、恶心、呕吐、继而虚脱、水泻和红痢。接着是发高热。身体内产生血的体素也受到影响,几日后白血球会急剧减少,结果血液失去抵抗传染的自然防卫功能。肠膜会发炎,体内其他黏液薄膜也跟着发炎。血液会失去凝结能力,结果自然促成外出血和内出血。头发也开始脱落。最后受害者会变成狂乱或昏厥而死。
倘若地球磁场转弱到让宇宙线大量射至地面的话,人便无路可逃了。甚至地球本身也不能供给任何庇护的地点,因为微粒会穿透几哩深的土地。
当现今这个邪恶的事物制度在不久的将来像圣经所预言一般遭遇末日时,造物主耶和华上帝若选择运用宇宙线作为毁灭的工具之一,那会怎样呢?那末就只有创造主才能保护那些他要保存的生物了。他要这样行是容易不过的。因为虽然宇宙线在人看来神秘莫测,对创造主说来却毫不神秘,而他可以随意操纵这种力量去适应他的旨意。——以赛亚书26:20;西番雅书2:3;撒迦利亚书14:12。