关于太阳的未解之谜，有的科学家猜测太阳内部存在“微型黑洞”

太阳系究竟源出何方

我们目前的科学发展已经大致认识了太阳系的全貌，了解了围绕太阳这一恒星转动的八大行星和它们各自的卫星。但是，一个最基本也是最重要的问题人们还没有解决，那就是太阳系到底是怎样形成的。

许多先贤们对太阳系的起源提出过假说，其中最有代表性的当属德国大哲学家康德和法国科学家拉普拉斯提出的“星云假说”。康德在自己的本体论研究著作《宇宙发展史概论》中提出，整个太阳系的物质都是由同一个原始星云形成的，星云的中心部分形成了太阳，星云的外围形成了行星和其他太阳系中的天体。

拉普拉斯提出的星云假说与其类似，但由于在当时的影响力较大，反而是拉普拉斯的假说引起了轰动。不过由于当时的科技水平的局限，星云假说只是提出了一个理论的雏形，在今天看来显得有些粗糙。

20世纪以来，星云假说遇到了解释上与新的天文发现矛盾的困难。于是人们又从其他方向入手，提出一些新的假说来解释太阳系的形成。其中最有代表性的当属“灾变说”和“俘获说”。灾变说的代表人物是英国天文学家金斯，他认为形成行星的原始物质，是两颗行星从太阳身边经过时，把太阳上的一部分物质拉出来的结果。因为在经过时距离非常近，太阳受到它的起潮力的作用，从太阳表面抛出一股气流。这股气流凝聚后形成了行星。俘获说是苏联天文学家施密特提出的，他认为太阳系中的各个星体并不是同时形成的，而是太阳早于其他星体诞生。在几十亿年前，太阳转动进入星云区时俘获了许多星际物质，它们逐渐形成了太阳系星体。

这两种学说在某一方面能够突破以往的观念，理论上有了一些新的进展，但在整体上都存在着明显的缺陷。所以在20世纪40年代以来星云说又重新被提了出来，并且在其基础上发展出来20余种新的星云假说。其中的一些已经得到了目前太空探测的证实，比如澳大利亚数学家普连蒂斯的星云说，特别是有关行星形成的理论，已经得到了“旅行者2号”探测器发回的数据的证实。令人称道的是，“旅行者2号”探测器证得的结果和普连蒂斯的理论假说惊人的一致，这让普连蒂斯本人得到了极高的声誉。

星云假说目前已经得到了大部分科学家的支持，但是要进一步了解太阳系起源的种种情况，还有待于人们进一步的发现和佐证。

太阳耀斑是如何形成的

太阳蕴藏着巨大的能量，它的一些轻微的变化就将对银河系产生剧烈的影响，其中，耀斑就是目前已知的最为强烈的活动。耀斑产生在太阳光球之上的色球层，也被称为“色球爆发”。人们通过天文望远镜观测到，在光球层黑子附近突然出现了局部密集化和增高现象，并迅速爆发出强烈的光芒闪耀，面积也随之迅速扩大，然后又慢慢消失。耀斑出现的时间从几分钟到几十分钟不等，面积也是大小不一。根据增量面积的大小，人们把超过3亿平方公里的这种突发现象称为“耀斑”，把小于这个面积的称为“亚耀斑”。据目前科学观测得知，耀斑的集中爆发具有周期性，大约为11年。

在观测中，耀斑的爆发可能仅仅就是几个亮点，但是，其产生的能量在短时间内就能够达到毁天灭地的强度。这些色彩明亮的奇观可以在短短十几分钟内就达到10万至100万次强火山爆发的总能量，或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸。倘若这股力量到达地球，平均下来差不多每个人都要承受两颗氢弹的打击。由此可见，耀斑爆发的能量十分骇人，足以多次毁灭地球。

除了爆发时产生的巨大能量，耀斑还会产生大量的辐射线。例如紫外线、X射线和伽马射线，甚至是能量巨大的宇宙射线。此外，耀斑还会抛出大量的高能粒子。这些辐射到达地球后会对地球产生强烈的影响。例如，处于地球轨道航行的卫星和宇航人员将受到强烈辐射，生命将受到严重威胁高能粒子扰乱地球的磁场，使地球的磁场发生混乱，引起磁暴并产生一系列灾难强烈的辐射进入地球大气层，严重破坏地球电离层，导致电台、广播台等短波通讯受到干扰甚至中断。根据最新的研究表明，耀斑还会对地球的气象和水文造成影响，只是并不十分剧烈和明显。

由于太阳的这一“轻微的小活动”能够给人类造成如此严重的后果，人们很早就开始重视研究耀斑的形成原因和防护措施。科学家们认为，耀斑的能量来自磁场，是一个巨大的强磁场区域突然瓦解所产生的。至于这种瓦解的产生原因，以及为何会产生如此巨大的强辐射，则仍是未知。

近些年来，人类越来越意识到耀斑是研究太阳活动的最大难题，很多艺术作品也将人类未来的毁灭性灾难归咎为耀斑的强烈运动。科学家们不断提出各种耀斑模型来解释其形成原因，并通过宇航探测器不断严密地观测着太阳耀斑的变动情况，以便于提前做出一些准备工作，减少不利影响。然而，对于太阳，我们还是知之甚少，许多结论都是建立在推理之上。因此，关于太阳耀斑，人类目前仍然停留在最粗浅的认识阶段。

太阳的巨大能量会消亡吗

对我们人类而言，太阳不仅仅是地球所围绕旋转的中心，也是万物得以生长的基础。太阳给予我们巨大的光辉，促进了地球上生命的生长和演变。它为我们驱走严寒，带来光明，为我们的生长带来了不可或缺的能量。也正是有了太阳的关照，地球上才有了日夜交替、四季轮回。随着人类科技的不断进步，太阳能作为一种新的清洁能源正逐渐被利用到生活和工业上，使人们看到了这种可再生资源的巨大潜力和未来希望。

太阳是无私的，它不断地消耗着自己，来照耀整个太阳系。据科学计算，太阳每秒钟向外辐射的能量高达38亿亿亿亿尔格(1尔格=0.0000001焦)。这巨大的能量相当于1000亿吨煤完全燃烧后释放的总量，可以说，太阳是在不断燃烧着自己。那么，如此巨大的能量是从何而来的呢?如此巨大的消耗会有枯竭的一天吗?

19世纪，德国著名科学家亥姆霍兹用引力收缩理论来解释太阳能量的产生。

他假设太阳和其他恒星在自引力的作用下不断收缩而释放能量，并通过星体质量和半径提出引力收缩的时标公式。根据这一理论的公式推算，太阳的这种自我燃烧可以维持3000万年。

20世纪初，英国著名的天文学家、物理学家、数学家亚瑟斯坦利爱丁顿提出了从物理学的角度解释太阳的能量来源问题。

这位第一个用英语宣讲广义相对论的科学家，对恒星的内部结构和能量来源作过长期的研究。他推测，是电子和质子相互作用提供着太阳辐射的巨大能量，并在历史上第一个提出是核聚变维持着太阳的能量爆发。他认为，这样产生的能量可以使太阳维持15000亿年。

爱丁顿的核聚变理论引起了科学家们的广泛关注，并引来了传统观点的质疑和诘难。1939年，美国天文学家、物理学家汉斯贝特在其基础上，提出了太阳的核聚变分为几个步骤，这种热核反应是太阳和其他恒星的能量来源。

他认为，太阳中心的温度极高，是它的内部氢核聚变成氦核的热核反应产生了巨大的能量。这一伟大发现让他获得了1967年的诺贝尔物理学奖。按照这一理论，太阳的这种消耗能够维持100亿年。除去已经过去的50亿年，还能够维持两倍的时间。

贝特的学说获得广泛的支持，成为人们逐渐接受的常识。但是，一些新的观测和研究数据则表明他的观点并非完整。科学家们在捕捉核反应产生的氢原子数目时，发现其实际数目和理论数值相差很远。这些莫名其妙失踪的氢原子对贝特的理论提出了质疑。于是，科学家门开始陆续补充贝特的理论，使其能够解释得通。其中，最有代表性的当属近年来提出的“黑洞说”。

一些科学家认为，太阳中心存在一个黑洞，虽然其半径只有几厘米，可算是微型的黑洞，但它能够产生的能量相当于太阳总能量的二分之一。这就解释了太阳上核聚变之外，其余部分能量是从何而来的。

当然，鉴于太阳是一个无比高温的巨大火球，人类不可能发明出能够靠近它或登陆上去的飞行器。因此，关于太阳的能量假说也只可能是人类基于观测而推算出来的，无法得到证实。但公认的一点是，太阳的这种自我消耗会有终结的一天，也就是说它终究会消亡殆尽。到了那时，地球将变得暗淡无光。不过，那将是一个非常漫长的历史过程，并不是几代人或十几代人能够经历得到的。

日珥究竟是怎样形成的

早在1239年，人类在观测日全食时就清晰地看到，在太阳的周围镶着一个红色的环状的外圈。在色球层中不时有巨大的气柱腾空而起，跳动的火焰不断向外发散着，像一个个鲜红的火舌，当时被人们成为“燃烧洞”1733年，人们再一次观测到日珥，称其为“红火焰”1842年的全日食观测，留下了最早的明确的观测日珥的记录1868年，法国的天文学家让桑和英国的劳基尔分别引进了光谱技术，详细地拍摄到了日珥的光谱，使人们对日珥的外形有了明确的认识，并且基本确定日珥的成分是氢。自20世纪以来，人类在天文学、光学上有了长足的进步，对日珥的光谱、形状结构、不同种类以及活动周期都有了进一步的认识。

日珥出现在太阳的色球层，其大小不一，形状也各异。一般来说，日珥可长达20万公里，厚约5000公里，其腾空高度可高达几万到几十万公里，大型的日珥甚至能达到几百万公里。

根据日珥的活跃状况，大致可分为宁静日珥、活动日珥、爆发日珥三类。宁静日珥缓慢但持久，其喷发速度仅是每秒十几公里，但能够持续数月之久活动日珥较为显著，能够被人类观测到，总是处于活动和变化之中爆发性日珥剧烈而短暂，爆发时每秒可喷射出几百公里之外，但相对的存在时间极短，很快就消失在人们的视线中。近些年来，随着太空观测技术的不断发展，人们在太空器拍摄的影像中又发现了几种形态特殊的日珥:黑子日珥，通常出现在黑子群上空龙卷日珥，爆发时具有类似龙卷风样的扭曲形状冕珥，一种从太阳日冕层发出的细流状日珥。当然，人们越来越发现，这些类型不一的日珥并不完全是泾渭分明的，很多时候它们会互相转化，并突然改变自身的形态。

日珥的形成一直是人们无法解释的难题。日珥爆发后进入并处于太阳的日冕中。但日冕和日珥差距甚大，根本不具有可以共存的可能。首先，日冕层的高温可达到1百万度以上，而日珥仅在1万度左右。虽然日珥的温度对人类而言已属超高温，但在太阳的日冕层中也就相对于冰水的温度其次，日珥的密度比日冕高出1千到1万倍。这就相当于是在一个巨大的温室里，放置一块密度较高的冰块，但是这块“冰”并没有融化，反而在温室中能够存在长达数月之久。这显然是有悖于常理的。

后来人们又发现，一些日珥并非是从太阳的低气层喷射到日冕中，而是在日冕中凝结形成的。这些凝结而成的日珥有的顷刻间就消失殆尽了。这更加说明日珥既不被日冕消融，也没有向下坠落，在日冕中长时间存在是难上加难。但是，事实的情况就是如此让人不可理解。

除此之外，本来空无一物的日冕为什么会突然产生日珥呢?计算表明，日冕的全部物质都不够凝聚成几个大日珥。因此，日珥只可能来自于太阳的色球层。当然，这也仅仅是人们的猜测。由于太阳表面的超高温度，人类所发明的探测器和宇航飞船无法近距离接触。因此，这些关于日珥的种种推论，还未得到直接证据的证实。

“日震”之谜

地震是我们地球上破坏力最大的自然灾害之一，每年约有500万次大大小小的地震。我们目前的预测水平还不能够完全有效地预测到地震的爆发时间和震源，因此这种突发性往往让人们措手不及，生命财产受到巨大损失。有趣的是，这种频繁的震动并非地球独有，而是大部分星体都存在的一种普遍现象。1970年，美国著名天文学家莱顿发现太阳上也有类似地震的震动现象，这是人类第一次发现“日震”现象。

太阳在我们印象中一直是稳定地东升西落，普照大地。但是科学家们却发现，太阳的大气每时每刻都在收缩着。它就像一个跳动的巨大心脏，气体从表面升起降落，从不停歇。虽然气体升起的高度只有十几公里，却产生了几乎遍及太阳表面三分之二面积以上的震荡。这些震荡的气体就像波浪一般，一浪推着一浪，一浪高过一浪，使得太阳表面形成一片火海。起初，人们认为这种震荡大约每隔5分钟一次，因此称其为“太阳5分钟振动”。科学家们继续不断地努力探寻太阳震荡是否还具有其他的时间规律。1976年，苏联的科学家们发现了一种太阳的慢速振动，大约需要160分钟才发生一次。还有一些科学家们称，他们在观测中发现太阳还有一个需要76年为一周期的超慢振动。在观测研究太阳黑子和日食的过程中，科学家们又提出太阳的12天振动、16天振动、7~50分振动、160~370分振动等等周期。经过科学家们反复比较，排除了一些偶然因素，最终将太阳振动归纳为5分钟振动和160分钟振动。

太阳为什么会如此频繁地发生震动?科学家们猜测这可能是由太阳内部的声波和重力波造成的。太阳光球表层的脉动是太阳内部传播的声波反射到表面而产生的。这样源源不断的声波使太阳光球表层局部区域的气体随之上下震动，并深深地穿透太阳内部，引起整个太阳表面的震动。由于声波的传送是基本稳定的，所以太阳的日震也具有了可观测的规律性。

科学家对于日震的研究具有重大意义。它可以帮助人们进一步认识太阳的内部结构，也有助于人们探索太阳黑子和耀斑形成的原因，从而使我们能够在太阳剧烈活动之时做出相应的防护措施。