主题：【原创】(我们的宇宙)八、来自地狱的光子——γ射线暴(全系列完) -- 边寒剑

(原题目叫宇宙瞬间的超高能——γ射线暴，现在改了)！

不好意思，这篇系列的最后一篇文章等了两个星期以后的今天才写完，抱歉抱歉！

1999年1月23日清晨，美国新墨西哥州一台自动望远镜观测到北冕星座一道微弱的闪光，经确定这是一次γ射线暴。这是人类所观测过的最光辉的爆炸光，其源头距地球百亿光年之遥，跨越了可观测宇宙一半的路程。如果此爆发发生在银河系的任何一个地方，其倾泻到地球的辐射足以使地面生命全部灭亡（普通类星体也没有如此大的能量）。

近几十年来，γ射线暴一直是天文学家最感兴趣的谜团之一。最早的γ射线暴1967年7月2号由检测空间核试验的军用卫星观测到。呵呵，1963年美国和前苏联签订了全面禁止地面核试验条约。为了监视条约的执行，美国发射了一系列取名为维拉（vela,不是英超阿斯顿维拉球队）的军事卫星，期监视手段就是探测由地面核试验产生的γ射线暴。1967年果然监测到一场γ射线暴，美国军方顿时极为震惊。正当军方准备提交国会并向全世界发布谴责苏联说话不算数的时候，天文学家无意中介入了进来，并且赶在提交国会前证实——γ射线暴不是来自西伯利亚或者哈萨克大草原的某个地方，而是天上某个距离地球远达几万甚至几十亿光年的天体。从此开始的三十多年的大部分时间里，每次新发现的爆炸都让天文学家惊奇和诧异。当研究人员们自以为找到了谜底的时候，新的证据又把他们打回了原点。

人类的思想永远都是逐步拓展的，就像一开始没人会想到人类的进化史是几百万年，牛顿不也才推算出来地球仅仅5000年的历史吗？托勒密说地球是宇宙的中心，几千年以后哥白尼说太阳是宇宙的中心，布鲁诺又认为太阳不是宇宙的中心，对于银河系是不是整个宇宙，又经过了沙普利和科蒂斯的世纪大辩论，然后年轻的哈勃又推算出宇宙是膨胀的，认识永远都是一步一步拓展的。扯远了，呵呵，天文学家们对于这些来自天空的γ射线暴发一开始认为不过就是银河系内部，其能量也就是太阳大气发生的耀斑的几万倍而已。更有学者认为，这只不过是银河系中的中子星（上世纪60年代天文学四大发现（类星体、中子星、微波背景辐射、星际有机分子）之一，）的自我表现而已。

1991年美国发射了康普顿γ射线空间天文台，短时间内就发现了800多个γ射线暴。对它们的空间分布进行定位发现——竟然是各向同性的！这使天文学家发现，这些玩意绝对不是银河系的成员，因为银河帝国主要部分是扁平状的，物质主要集中在这个“盘”上。如果他们是帝国内部的，那么也必须是盘状分布。因此，只能得出——这些γ射线爆发来自更加深远的宇宙空间。

通过对γ射线暴的统计得出，一年大概有1000多次爆发，平均每天3次左右。数量不少，但是现在有着两个特别突出的困难横亘在天文学家面前：1、γ射线暴过于表现出各向同性了，一天以内平均爆发三次，按说应该是很好观测的，但是问题是你根本就不知道哪里会发生。是上午？下午？南天极？还是赤道？也许当天文学家精心等了一天都没有发现，仅仅上一下厕所、两分钟的时间内，天上就出现了，等回来后才发现已经结束了。真是能把人气死！不过这还是可以接受的，但是下一个特点就太让人沮丧了——2、爆发的持续时间太短。幸好最近几年发现过长到1000秒左右的γ射线暴，甚至有人说发现过长达1.6小时的，但是在早期，呵呵，平均的只有——30毫秒。哎！现在想想，当时的研究人员真够可怜的！

由于康普顿空间天文台将γ射线暴的空间统计使天文学家得出γ本星具有宇宙学距离（通俗点说，就是几亿到一百亿光年的距离），因此关于它的成因，必然又联系到黑洞这个宇宙怪物身上。说句题外话，边某对于这种解释很不以为然。每当天文学家发现一种它们无法解释的太空能量产生机制的时候，就拿黑洞来当替死鬼。好像黑洞无所不能，前面的星系中心是这样，类星体也是这样，还有那些个射电星系、蝎虎天体等等。现在又是这样，一会是两个黑洞互相围绕旋转模型，一会是黑洞和中子星缠绕模型，或者是普通恒星与黑洞碰撞模型等等。建立的方程也是五花八门，乱七八糟。不过想想他们也挺可怜的，整天跟个猫头鹰一样昼伏夜出，除了看星星就是研究数字，算了，除了对他们感到无奈外再崇敬他们一下吧！

先不提天文学家为了解释γ射线爆发的能量如何产生而所猜测的各种黑洞的模型，这些γ射线暴所产生的极大的亮度也是一个难解之谜。γ射线暴的亮度变化很快，早期发现的γ射线暴在仅仅30毫秒内亮度就消失得无影无踪，这意味着它们的强大辐射，也就是相当于太阳亮度的10的19次方的能量仅来自于太阳那么大的区域。如此之强的辐射从这样小的区域中发出，光子的密度必定非常大，以至于他们彼此谁都甭想从里面出来，这就好比一大群慌乱的人奔向出口想夺门而出，结果你推我挤谁也出不去一样。然而，如果谁都出不来，咱们又是怎么观察到γ射线暴的呢？

最近几年，有的天文学家提出，奥秘就在于γ射线不是马上就发射出来的。爆炸释放出的初始能量存在在一个运动速度接近光速的粒子壳的动能中。壳中既有光子，也有电子和正电子。当火球以接近光速的速度膨胀达1百亿至1千亿公里时，光子密度的下降就使得γ射线的以畅通无阻的逸出。至此，我们就观测到了γ射线暴发。

此猜想还可以解释为什么γ射线爆发如此的短。事实上，原星体爆发的时间可能很长，但是由于其外层是以接近光速的速度膨胀的，因此根据小爱的相对性原理，外部观察的时间就被大大压缩了，尽管γ射线爆发可能持续一个月，但是外部观测者看到的却是仅仅几秒钟。

对于这些γ射线暴发的原天体，现在的观测仍然很不全面，唯一能知道的就是它们存在于几亿光年到一百亿光年的范围上。它们有一部分是类星体，有一部分是能量稍弱的蝎虎天体（这种天体就不再仔细介绍了，就是能量稍微比类星体弱一些），但还是有一些无法准确定位。它们发射的光子携带的能量极大，正如我在文章开头所说的，如果他们来自银河帝国的任一部分，那们就足以摧毁地球上的所有生物，因此有的天文学家就将这些γ射线称作“来自地狱的光子”。

虽然三十多年了,但是我们对于γ射线这种比类星体更加诡异莫测的天体仍然知之甚少。说个笑话，目前关于γ射线的论文大概有2500多篇，而天上已观测到的γ射线源也才2000多个，也就是说，当刚发现一个新的γ射线暴后就会出现一篇关于解释它的论文。由于所依据的数据过少，因此各个论文之间互相打架、模型相互对掐的比比皆是。到最后，一个经得起检验的模型都没有。

如果人的肉眼不是只能看见可见光，还能看见γ射线这种最强的辐射的话，那么当我们仰望天空，就会发现天上总有一个地方闪烁着，它虽然小到只有一个点，但是却比太阳亮得多，亮得晚上我们根本就不用点灯。事实上，γ射线暴，连同前面我讲过的类星体，他们都属于宇宙学的距离。因为光速是有限的，因此我们观察它们，就是在探索宇宙的过去。我们看到了什么？几十亿年前，到处是星系碰撞、到处是强的耀眼的辐射，到处是被这些死光照射的残骸，也许几亿年前，甚至几十亿年前，宇宙中也曾经存在过生命，但是看看那时的环境，我还是暗自的庆幸，人类和地球活在几十亿年后的今天（全系列完）。