我们从何而来？我们为何在此？

宇宙研究网 站长 吴东敏

人类，地球上的高等生命，她不会满足自身的生存和种族的繁衍，永无止境地探求着人与自然的奥秘。6000到5000年前，古巴比伦的苏美尔人用楔形文字，记载了“两河流域文明”，制定了世界上最早的天文历法。5500到4100年前的古埃及，古希腊，古印度，古华夏，都可以找到人类文明的踪迹。人类不断地追溯着过去的历史，收藏着前人的文明，探索着自身的秘密。我们从何而来？构成我们自身的物质从何而来？或许成为人类科学探求的永恒主题，从人类的起源，生命的起源，地球的起源，太阳的起源，银河系的起源，直至宇宙的起源。

人类的起源，源自于生命的进化，它经过漫长复杂的演变过程。

作为生命的基础物质，蛋白质，核酸，多糖是构成生命体的基本材料。构成这些基础物质的基本元素主要有：氢，碳，氮，氧等等。显然，这些元素来自地球。包括上述元素，科学家在地球表层找到的元素共有约94种之多。本文主要讨论的问题是:地球从何而来？这些元素是何时何地如何制造出来的？我们为什么会站在这里？

大约58到60亿年前，在银河系猎户支臂的某一非常黑暗，非常寒冷的区域中，存在着一朵体积庞大的低密度氢气云，其中含有少量的氦气和极少量的重元素原子，其总质量约是太阳质量的8倍左右。由于氢气云内部密度分布不均匀，因此，在温度低密度大的地方，在引力的作用下，不断收缩，体积急剧缩小，密度急剧增大，而温度逐渐升高。在整个氢分子云的收缩过程中，开始慢慢地转动，而且转速会愈来愈快。这是氢气云形成原恒星的过程，此原恒星的直径约为280万千米。原恒星经过约千万年的演化，体积缩小，恒星核心部位温度增加到500万到1000万度的时候，这是氢弹发生核聚变点火爆炸的起始温度，恒星点燃，原恒星进入主序星阶段。

关于恒星首次是如何点燃的？始终是一个谜。本文作者认为，恒星首次点燃的位置，绝不可以在原恒星内部，必须在恒星的表部，表部某处或多处发生氢聚变点燃后，会迅速漫延至全球。其原理简述如下：

原恒星自转速度不断增大，原恒星表面的磁场不断增强，强度与转速成正比。原恒星经过千万年的演化后，温度增高到万度（绝对温标万K）以上，成为高温等离子气体。在恒星深度至800千米的表层区域范围内，由于对流与辐射的不均匀性，产生杂乱无章的强度很大的高速电子紊流，并与恒星磁场发生强烈摩擦，只要磁场强度足够强，即会激发出强烈的自由电子激光。这种发光机制与当今热门的自由电子激光原理相似。强激光点火激发氢核聚变，原恒星开始燃烧。

上述这个恒星，是第一代恒星，我称它为母恒星，她是我们太阳的母亲。太阳属第二代恒星，是母恒星在生命终结时，发生超新星爆发留下的遗迹，再经过上亿年的演化产生出来。我们的地球，就是第一代恒星发生超新星爆发时飞溅出来的高温液滴，经缓慢冷却，不断演化后，形成今天人们看到的生机盎然婀娜多姿的美丽地球。有科学家认为，太阳的年龄约为45.7亿年，地球的年龄约为45.5亿年。太阳与地球基本上属同一时期产生出来。

如果按传统经典的观点认为，核反应区在恒星的中心，约占恒星体积的1/64，依次是辐射区，对流层，光球层。辐射区约占恒星体积的50%左右。作者要问：1，核反应区发生核聚变辐射出去的物质依靠自身引力能收回来，而不致于使恒星解体吗？回答是，依照引力的平方反比定律，引力将迅速减小，辐射出去的物质是无法收回的。2，如果核反应处于恒星中央，然后不断的辐射，对流，恒星将成为一个搅拌器，核聚变反应的产物，比如生成像地球中的90余种元素存在于恒星内，再经十多亿年的搅拌，混合物质将成为不可分离的密度均匀的“汤”。请问，如果这样的话，我们当今的地球将来自宇宙的何方？回答是，核反应区不可能在恒星的中央区域。3，恒星中心能达到核聚变的点火温度500万到1000万度吗？回答是，不可能。科学家通常用某某定律方程去计算恒星内部的区域温度，但很难验证真伪。也有用压力去估算内部温度。但压力温度关系不是线性关系，它只能在某一区段近似适用线性求解。相反，压力增大，使氢分子之间的距离缩小，分子的振幅受到限制，温度不再增大甚至减小。作者认为，由于上述3点原因，科学工作者应该抛弃经典传统的恒星模型，另辟蹊径。故此，作者经过多年的研究，初步勾画出上述第一代恒星的结构及其工作原理是：

母恒星半径约140万千米，质量为8倍太阳质量。恒星内部依次是，光球层厚度约500到800千米，平均温度6000度，过渡层厚度1000到8000千米，温度从1到80万度呈梯度分布，核反应层厚度1到5万千米，温度2000到8000万度，沉降稳定层厚度120到135万千米，温度下降到1万度左右，中心核心区0.5到3万千米。恒星大气层依次是，色球层厚度2000到3500千米，平均温度超1万度，日冕层250到500万千米，温度达百万度以上。光球层与色球层的厚度对恒星的发光颜色带来直接的影响，偏厚会使恒星的发光颜色偏蓝，偏薄会使恒星的发光颜色偏红。核反应层的厚度直接影响恒星的寿命，如果恒星直径愈大，再加上核反应层愈厚，恒星消耗的氢燃料愈快。母恒星的寿命估计约为12到14亿年（科学家估计我们的太阳寿命约为100亿年，当前每秒消耗约400万吨氢燃料）。母恒星内部温度只有1到3万度左右，呈完全透明像水晶球般的非常安静的等离子体状态。核心区含有较小的高密度内核，有放射性，释放伽马射线。伽马射线会对核反应层沉降下来的中核元素（碳，氮，氧，氟，氖），较重元素（钠，镁，铝，硅，磷，硫，氯，氩，钾，钙，一直到铁），重元素（铁以后的元素）的核素结构产生影响。我们地球上找到的天然元素90余种，还有这些元素的天然同位素300余种，这与母恒星内核释放的伽马射线有关。

母恒星整体点燃后，恒星表部的核聚变爆炸此起彼伏，十分激烈，亮度超高。此时星体表面波动幅度较大，振幅最大达到1万千米以上。日冕层和色球层与光球层慢慢增厚，恒星亮度逐步降低。大约经过数百年上千年以后，母恒星即可达到稳定的燃烧时期，亮度降至正常数值，此时，母恒星正式进入主序星阶段。

在光球层的底部，聚集了大量的携带负电的D粒子，在巨大的库仑斥力和受到色球层物质的阻力下，逼迫D粒子形成无数条链条以30万千米/秒的速度向太空辐射，形成经久不息的强光。在核反应层，主要成分是氢离子，氦离子，重氢离子和电子组合而成的等离子体（也称“电浆”）。核聚变开始达到500万度以上时，上述物质大部分变成质子（氢核），α粒子（氦核），中子，电子。它们相互碰撞，发生一次或多次聚变反应，生成各种原子核。中核，较重核，重核向内部沉降，并在沉降的过程中俘获到电子成为各种元素。许多氢核，氦核重新俘获到电子以后成为氢气，氦气并上浮到过渡层。可能产生的轻核锂，铍，硼，也会慢慢沉降，但再次被聚合的可能性很大，所以这些元素存量的百分比并不大。同时，有大量的微子产生，包含数量庞大的宇宙粉尘M粒子，向各处逃逸。也有成团成块的成为“炉渣”。各类微子是太阳风的主要成分。

高分辨率光学望远镜可以看到太阳光球层的米粒组织。目前世界最大口径是4.24m的DKIST光学望远镜，它坐落在美国夏威夷，分辨率为30千米，看到的米粒像“石榴籽”那么大。米粒尺度通常1000到2000千米，大的有3000到6000千米，平均面积70万平方千米。科学家估算，太阳光球层含有400万颗米粒组织。母恒星的光球层景象与太阳相同。作者认为，米粒组织是核反应层大规模核爆炸在光球层上的投影。每颗米粒的印象由许多较小的爆炸合成。有资料表明，米粒的寿命很短，平均只有8分钟，个别可达16分钟，亮度变化较快，此起彼伏。每一批次的爆炸生成的后产物，有一定的规律性，同一种或同几种元素会生成透明的条带或团块絮状结构沉淀下来。不然的话，我们地球上的单质和化合物将从何处而来呢？

母恒星安稳地生存了12亿年后，步入到晚年期。此时母恒星消耗了约3个太阳的质量，它们中有1/2质量以光的形式辐射到太空，约1/2质量以氢气，氦气，各种微子，少量质子和α粒子及微量重元素的形式进入过渡层，其中部分挤出光球层，向色球层日冕层扩散。母恒星内部失去质量以后压力减小，同时核反应的烈度与支撑力也大不如前。由光球层与过渡层构成的恒星外壳撕裂并突然向内崩塌，瞬间，超新星爆发开始。

超新星爆发使母恒星的亮度增大数十亿倍，温度达到1亿度以上，持续时间数天到数周后亮度开始逐渐减弱，直至数年到数百年。此过程的质量消耗约为一个太阳质量。留下的超新星遗迹是一个巨大的旋涡体，盘面扩大至半径1亿千米以上。大部分以氢气为主氦气次之，重物质约占原母恒星总质量的1.5%以下，主要集中在旋涡的中心区域，其中也有一些重物质液滴飞溅到旋涡的外围。大量的氢气和少量氦气向整个太阳系太空继续扩散。旋涡物质的温度降至3万度以下时，中心部位的旋转气体开始向内部收缩，质量约为1.5倍太阳质量，经过大约1千余万年时间，演化成我们今天看到的太阳模样。

超新星爆发飞溅出去的高温液滴中，有一滴是我们的地球。它在旋涡中运转，吸附了大量的氢分子气体，吸附的质量约占液滴总质量的1/3，体积增加1倍左右。在吸附气体的过程中开始作慢慢的自转运动，随着轨道阻力慢慢减小，轨道半径渐渐加大，且俘获到只有地球1/81质量的月球作为自己的卫星。此时，整体温度仍在1万度上下，呈等离子态。这是地球的坯胎，或称原始地球。

温度下降，使辐射减弱，球体收缩，降温的速度会愈来愈慢，自转速度却愈来愈快。经过数千万年以后，原始地球的温度降至2000度以下，各种化合物开始形成。地球的化学成分复杂，元素品种多，但含量比例很不均匀。重物质以铁为主，大部分集中在地球中心部位，约占总质量的1/3有余。硅镁硫磷铝等较重元素约占1/3。氧含量略小于1/3，分布于地球各部，除了与各种金属和非金属结合成化合物以外，还有大量的游离氧原子，它以氧分子的形式上升到地球表部，与氢分子结合，产生大量的高温水蒸气。水蒸气充满地球表面，厚度达数百千米以上。其中还有氮原子和氮氧化物，以气体的形式逸出，与氢气结合生成氨气，部分氢氧结合成甲烷。还有碳氧化物以二氧化碳的形式逸出，处于大气的下层。此时，外围的大部分氢气失去引力而脱离地球，蒸发在太空中，而氧气，氮气，二氧化碳气体，氨气，甲烷仍然充余，保留在地球大气中。温度降至1200度以下，地表出现陆地，以铁镁钙铝硅酸盐的结构为主，还有各种氧化物，碳酸盐结构等。以每百年降低一度估算，大约11万年以后，地球温度降至100度以下，水蒸气（含有氨水成分）开始凝结成液态水降落到地面，估计要下5000年的濛濛细雨，地表上形成浩瀚的大海，天空才拨开云雾见到青天，才会皓日当空，明月高照。此时的地球，仍然太热，地壳变迁激烈，温度要降到30度以下，须要数万年到数十万年时间。

地球是宇宙中的稀罕之物，她有下述特点：1，地球质量大小适中，不太大不太小。2，与太阳的距离适中。3，自转轴倾斜角度合适，为22.5度，使地表日照较为均匀。4，自转周期合适（周期24小时），使日夜温差较小。5，化学成分结构以氧硅铁为主，其它各种元素含量比例合适。5，有浓厚的大气保温，不会使球体温度继续下降。6，地表有大量的液态水，可以有效调节气温。以上某一条件不太合适，地球都不会成为今天的模样，当然也不可能出现我们会站在这里。

大约经过4到8亿年的地球演化，虽然陨石撞击和地核活动激烈，地表常有火山地震，熔岩横流，风雨雷电交加，但江河湖海，高山平原，奇峰异洞，岩石泥土，蓝天白云是主要地貌和气象。地球开始进入较为稳定的地质时代。碳氢氧氮磷硫等元素及其化合物为有机物提供原料，出现由蛋白质和核酸构成的原核单细胞结构，它是最原始的生命，是地球上一切生物的祖先。2017年英国科学家在加拿大发现42亿年前微生物化石，属于最早的化石标本。遗传和变异是连续演变的动态过程，推动着生物的不断进化。35到33亿年前地球出现蓝藻，它是原核单细胞含有叶绿素a能进行光合作用的初级生物，能吸收二氧化碳放出氧气。它的大量发展，衍生出约2000种，广泛分布在海水，湖泊，土壤，岩石中，有的甚至可以生活在60到85度的温泉中。蓝藻对改善大气结构有很大作用。绿色生物，消耗地表大量的二氧化碳并产出大量的氧，对动物界的出现和发展创造有利条件。第一个动物出现不超过10亿年前，最早的动物化石距今6亿年。这个时期，出现有细胞核，细胞器分化的真核细胞，地球进入生命大发展时期。动物最早祖先是“海绵”，在地球至少生活了5.6亿年，发展到10000多种。距今5亿年的海绵化石已被发现。单细胞原生动物约有6.8万种，具有运动，营养，呼吸，排泄，循环，感应，生殖等动物机能。体型很小，绝大多数在显微镜下能看到，生存方式是寄生，腐生，共生。正是这些动物的基因在自然选择下，经过不断的演变，数亿年后进化成现代高等智能生命。

简要表述为：从最原始的无细胞结构（病毒）进化为有细胞结构的原核生物，从原核生物进化为真核单细胞生物，然后按照不同方向演化，出现了真菌界，植物界，动物界。动物界从原生动物到多细胞动物，从多细胞动物到出现脊索动物，进而演化出脊椎动物。脊椎动物中的鱼类又演化到两栖类再到爬行类，从中分化出哺乳类和鸟类，哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物，这就是人。

2010年。我的初稿《宇宙的真谛》付梓印刷的时候，出版部门的总经理问我：“鸡生蛋，蛋生鸡，到底是先有鸡，还是先有蛋？”这个问题似乎与霍金等老一辈科学家提出的“我们从何处来？我们为何在此？”有相同的答案。希望读者从本文中得到启发，不枉来人世。

2021，10，06 于浙江

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