宇宙是如何开始，将如何结束？《宇宙通史》记录了我们宇宙的起源及终结所经历的全过程。并解释了一些已有的自然现象。从地球磁场的产生，地震、火山的发生，到类星体、黑洞的演化。今年是"国际物理年"，是爱因斯坦相对论发表的100周年。爱因斯坦的相对论果真将会成为过去时吗?

前言 1

第一章 地球如何形成，将如何结束 3

第二章 太阳如何形成，将如何消亡 31

第三章 我们的银河系 53

第四章 黑洞 77

第五章 宇宙通史 99

第六章 为时间计时 130

第七章 修正相对论  141

附录一 相对论  155

附录二 爱因斯坦  158

附录三 麦克斯韦  161

附录四 牛顿  164

附录五 伽利略  167

附录六 小辞典  169

附录七 阅读书目  174

后记  176

地球的形成

大约50亿年前，当太阳诞生之时，那时的温度很高，空间密度也很大。到处充斥着星际尘埃和星际分子。由于太阳的引力收缩和自转，也带动着星际的物质、尘埃随之旋转。就好象土星周围的园环。在这个旋转的园盘中，漫长的凝结过程开始了。尘埃相互接近会聚成团。由此形成的小天体，在或多或少有些规则的轨道上，频繁交叉、碰 撞、聚合、粘接。天体的物质质量不断增加。引力也不断增大，随着物质的质量和体积逐渐增大。在达到一定程度时，就更增大了其成长速度，吸引了更多的小行星和飞 散的星际物质。大量星体物质坠落其上，地球这颗行星就这样逐渐形成。最早聚集的这颗小行星，含有大量的金属铁和岩石的成分。在猛烈的冲击下，星体熔化，炽热的熔岩喷发，在可怕的陨石雨中，地球由此诞生了。

地球诞生之初，其温度很高。它是一个炽热的熔岩球。它似乎在几亿年间都处于流体状态。也就是在这期间，旋转的地球逐渐出现圈层分离。质量重的铁元素在半熔化的状态中，会分离并聚集到中心区，而形成地核。较轻的熔岩存在于地表。随着时间的推移，地球逐渐失去热量开始慢慢的冷却。地球的外壳形成了第一层硬皮。即原始地壳。

当大量的气体从地下喷涌而出。无数的火山口，犹如间歇喷泉一样喷发。火山的喷发总有大量的水蒸气和一些被禁锢在物质中的各类气体，伴随着岩浆喷溢出来。如此，地球才有了稠密的气云，即原始大气。大量混浊昏暗的气体覆盖着地球表面。这时，地球大气中没有氧气，只有毒气。包括含硫气体、甲烷、氨、水汽等。

水在浓密的大气中凝结，天下起了大雨，空前绝后的大暴雨。这样的大暴雨持续了几百万年。雨水慢慢地淹没了一切，汇集成为海洋。在海啸、飓风肆虐的海洋中，汹涌着棕色的波涛。电闪雷鸣之后，云层变薄，没有了大暴雨，太阳光。可以一直照射到地球表面了。P3

大家好：

大家都好吗?我和大家一样，在噪杂的城市中不停的忙碌着。好像从没有停下脚步来，看一看我们所处的这个环境，不曾审视我们居住的这座城市，关注我们赖以生存的这颗地球，遥望我们的银河系，宇宙的形态又是怎样呢?

在浩瀚的宇宙深处，有一颗蔚蓝色的地球。这颗地球犹如大海里的一滴水，随波逐流。当然，地球上还生存着你和我。当我们在地球上仰望着繁茂星空的时候，总会发问：我们处在何处，从何处而来，又到何处去呢?

前些年，看到史蒂芬·霍金写的《时间简史》。我梦想应该为《时间简史》写一本续集。当然，这纯粹是梦想。可每个人都会有梦想，都会异想天开。我终究不是一个研究者，仅是一个旁观者，也可以算是爱好者。霍金博士曾这样说过："当放在书中的每一个方程，都会使书的销量减半"。这对我确实是个极大的鼓励，因为，我似乎一个方程也写不出来。

当多年以后，我看到克罗斯韦尔的《银河系》。书中说："小于8倍太阳质量的恒星，将会平静的死亡。"从而证实了我认为太阳最终会被气化的观点并没有错。当然，任何人都可能会有错误的认识，新的发现也许就在错误的认识中产生。《银河系》不仅增加了使我阐述我的观点的信心。并且，在那里看到了科学先辈们的艰辛劳动，而且硕果累累。在那里看到了他们在科学的旅程中一个又一个身影。看到他们在科学的马拉松中，传递着"追求真理" 这一接力棒。当然，他们每一个人都认为自己说的就是真理。我也同样如此。爱因斯坦也曾自信地说："我相信，单纯的思考足以了解世界。"

1609年，伽利略用自制的小望远镜，指向星空。首先指向月亮，这一刻非常重要，伽利略由此掀开了现代科学的新篇章。

斗转星移，今天哈勃望远镜的威力已大幅提高，与伽利略时代相比不知提高了多少倍。尤其，从20世纪40年代开始，人类一改光学望远镜一统天下的观测局面，冲出了可见光的观测范围。有了Y射线、x射线、紫外线、红外线、射电望远镜等多种观测手段。使今天的天文观测进入了全波段的黄金时代。虽然，我们今天面对的问题，远比答案多的多。但科学前辈们已经基本解析了物质世界，创建了各种定理、定律。当然，科学是螺旋式发展的，科学研究还远没有尽头，就如同宇宙还没有看到尽头一样。

古人曰："四方上下曰宇，古往今来回宙。"宇指无限的空间，宙是指永恒的时间。它们融合为一个统一体，我们在此探讨我们宇宙的起源及其所通过的历史。一所以就叫 《宇宙通史》。

作者

 二00三年十月十五日

各位：  我的故事讲完了，各位认为如何呢?这是一本科普读物，还是演义?或者有关小儿科。在上帝眼里我们都属于小儿科。有句话说："人类一旦思考，上帝就会发笑"。不过，我所表达的观点，还是希望能够得到大家的认同。当然，宇宙的实际形态如何，并不在乎我们是否认同，也不可能由我们投票来决定。也许谁也不会知道，我们宇宙的明天将会是怎样。  我们的宇宙正在膨胀，大多数星系正在离我们远去。但不是所有星系。如，比银河系还要大的仙女座星系。正在向银河系接近而显示蓝移，它正向我们飞驰而来。大约45亿年后，银河系将与仙女座星系发生碰撞且合而为一。那么银河系就是另外一种景像了。地球能这样存在是一个巧合，地球生命的存在也是一种巧合。虽然，这种巧合并非地球所独有。我们宇宙的演化结果，使人类生命得以生存。而并不是由于人类的存在，宇宙才会象今天这样。  我们共同讨论宇宙的形态，自然界的本来。就是科学探索之所在。世界上没有任何一个人所说的每一句话都是真理，没有。所以，我们不要迷信任何人，迷信不是科学，而是宗教。科学就是不断探索，不断发展，不断研究的过程。科学的发展过程，也就是不断破除迷信的过程。  我们的宇宙已经度过了138亿年，而人类的文明史仅仅5000年，现代科学不过400年，我们是那样年轻，我们面对更多的仍是问题，而非答案。  这里我只是提出了一些新的问题，新的观点，也带来了新的争论。当然，也必然会有不足之处，甚至谬误。毕竟，天文科学是一个综合性学科。尤其作为一个非专业者，我具有的只有一只笔，而非实验室。现代科学是实验科学，之后是应用科学。在探求科学的进程中，总会有人提出一些新的假设，新的观点，新的问题。  爱因斯坦曾经这样讲："提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。因为解决问题，也许仅仅是数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题，则需要有创造性的想象力，并且标志着科学的真正进步。"          作者         2004.10.1