在那裡你我會憑空消失,但蘊藏著解開整個宇宙的密碼!
我們可以從原子中任選一個,比如說氫原子。氫原子是宇宙中最普遍的一種,也是最簡單的,只有一個電子和一個質子,我們進入了量子領域,這裡並不符合我們通常的經驗,常識在這裡不起作用。
以氫原子的電子為例,在原子中,電子不存在於軌道之間,它從一個軌道消失又在另一個軌道出現,就像你坐電梯從2樓到4樓卻憑空消失。還有量子電梯並不會停在特定的樓層,電子的軌道尺寸有著嚴格的限制,每種元素的原子都不相同,這就是元素各不相同的原因,所有物質的化學屬性都由它的電子的軌道決定,將電子束縛在軌道上的力量和重力沒有絲毫關係,它是電氣引力。
電子沿著波浪形的圓環,環繞氫原子的原子核運行,從一個軌道調到另一個軌道,忽上忽下,軌道越大,電子的能量越大,電子必須獲取能量才能跳躍到更大的軌道上,然後必須釋放能量才能跳回來,每次向上的跳躍都是原子吸收光波的結果。我們還不知道是什麼使它向下跳躍,我們只知道向下跳躍產生光波,這種光波的顏色與軌道間的能量差異相吻合。
太陽的表面輻射出所有顏色的光波,如果你通過稜鏡看日光,你能看到它的光譜,當你用望遠鏡放大光譜時,你就可以窺視電子在原子鐘跳躍的真相。當電子的能量衰弱,它降到較低的軌道時,光波逸散,大多數不會到我們這裡,這就留下了一個黑暗的空當,或者說光譜中的黑色豎線,這些黑色豎線就是氫原子在太陽大氣層中造成的陰影。
鈉原子發出不同的陰影,它們的電子按照不同的曲子跳舞,一粒鹽由鈉原子核氯原子組成,千萬億的原子瘋狂舞動,僅僅是在一粒鹽中。一個鐵原子有26個電子,龐大的宛如百老匯音樂劇的製作團隊。
當你用分光儀觀察星星時,在它大氣層中所有元素上都能看到黑線,任何一個物體的光譜,無論是在地球上,還是在遙遠的星星上,都是如此。事實上,還有更多更深層次的秘密依然藏在光線中。
這些光譜揭示了可觀測宇宙是由相同的元素構成。行星,恆星,星系,我們自己,還有所有的生命體,擁有共同的物質。它讓我們知道了其他星球的大氣層中有些什麼。遠在上百萬光年外的星系中,光譜線不止揭示了遙遠物體的成分,也揭示了他們是在靠近還是遠離我們,通過它,我們發現我們的宇宙還在擴張。
但分光儀最偉大的作用是發現了不可見光。暗物質的隱蔽宇宙質量比我們熟悉的宇宙超出6倍,由某些神秘的物質組成,不會發出,反射或者吸收任何形式的光,因為它的引力我們才知道它的存在,它的引力吸引著星系,並為其中的恆星加速。
我們的眼睛可以看見很多種類的光,認為我們的自然只有可見光就如同聽的音樂只有一個八度,其實還有很多很多,他們僅僅是波長的區別,只是範圍很大,比如紅外線,X射線,無線電波,伽馬射線等。
不僅是看東西的方式不同,不同的光揭示出宇宙中不同的物體和現象。比如說通過伽馬射線我們可以看到遙遠星系的神秘爆炸,否則就可能錯過。通過微波,我們可以看到宇宙誕生之初的情景。而我們如今只不過剛剛睜開眼睛!
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