【菜科解读】

星系中弥漫的氢和氦以及固体尘埃开始凝聚并且形成分子。

由于无法承载自身的质量，这一新形成的分子云便开始了坍缩。

在不断加热和混合的过程中，一颗恒星诞生了。

它就是我们的太阳。

　　46亿年前，银河系中某个不起眼的地方正在孕育着什么。

星系中弥漫的氢和氦以及固体尘埃开始凝聚并且形成分子。

由于无法承载自身的质量，这一新形成的分子云便开始了坍缩。

在不断加热和混合的过程中，一颗恒星诞生了。

它就是我们的太阳。

那么太阳系是如何形成的?太阳系是否存在X行星?

　　目前我们还不确切知道到底是什么触发了这一过程。

也许这一切都源自于近邻恒星爆炸死亡时所产生的激波。

而类似的恒星死亡也不是非常罕见的事件。

自从130亿年前银河系形成以来，类似的事情已经发生了无数次。

而通过望远镜我们可以看到这些事件仍然在继续发生着。

但是作为恒星来讲，太阳实在是没有什么特殊的。

　　然而，据我们所知太阳却是唯一的。

从诞生太阳的薄盘中形成了八颗行星，一开始这些行星之间没有什么显著的"差异"。

最终在太阳旁的第三颗行星上出现了生命，而这些生命也开始探索他们所在的太阳系。

但时至今日依然有六个太阳系的未解之谜有待解答。

　　一、太阳系是如何形成的？

　　如果你看一眼太阳系的行星，你也许会认为这些行星不是太阳"亲生"的，而是被太阳"领养"的。

可这些行星却是如假包换的"血亲"，都是从坍缩形成太阳的分子云中形成的。

你也许会认为不同天体在太阳系中的分布是无章可循的。

但其实目前的太阳系结构已经达到了平衡的状态，添一分则嫌"胖"，减一分则嫌"瘦"。

那么这一精巧的结构是如何形成的呢?

　　在太阳形成的时候，它消耗了原始太阳星云中99.8%的物质。

按照目前被广为接受的理论，剩下的物质在引力的作用下形成了一个围绕新生恒星的气体尘埃盘。

当这个盘中的尘埃颗粒绕太阳运动的时候，它们彼此之间会发生碰撞，并且渐渐地聚合长大。

在盘的最内部，由于太阳的核反应已经被点燃，因此高温使得只有金属和高熔点的含硅矿物才能幸存下来。

这样一来也限制了尘埃可聚合的大小，所以这一区域中的小天体最终凝聚形成了内太阳系的4颗体型较小的岩质行星水星、金星、地球和火星。

　　在这一区域之外则没有类似的限制，在"雪线"以外的区域甲烷和水都是以固体的形式出现的。

这个区域中的行星可以长得更大，并且可以在太阳的热量把气体驱散之前吸积气体分子(主要是氢)。

这就是木星和土星这样的气态巨行星以及温度更低的巨行星天王星和海王星的最终形成过程。

这也是天文学家预计这些行星在流体的表层之下有一个岩石核心的原因。

　　到目前为止一切都是直接。

法国蔚蓝海岸天文台的亚历山德罗·莫比德利(Alessandro Morbidelli)说，但当你要深入到其中的细节的时候问题就来了，吸积模型就是一个很好的范例。

没有人确切知道米级的岩石是如何聚合成10千米级的小天体的。

因为小型的固体天体会受到其周围气体压力的作用而最终在聚合之前便落入了太阳。

最近提出的一种可能性是气体中局部湍流提供的低压使得小岩石最终并合到了一起。

　　气态巨行星也有类似的问题。

它们的岩石核心必定是在有气体的情况下聚合而成的，然后才能吸积气体。

而在其他行星系统中也已经发现了非常靠近恒星的类木行星。

这些行星的大小和木星相仿，但是轨道半径却和地球的差不多，甚至更小。

如果在太阳系形成的早期也有一颗木星质量的行星运动到了太阳系的内部，尽管还没有确定的结论，但诸如地球这样的内行星都会被散射出太阳系。

　　按照美国科罗拉多大学的菲尔·阿米蒂奇(Phil Armitage)的说法，没有证据显示太阳系上演过类似的情况。

如果说过大的月亮是某种暗示的话，那么它也只是说明了内太阳系在岩质行星形成的最初1亿年中一直处于"动荡不安"的状态，但是很快一切就都安定了下来。

根据莫比德利及其同事所提出的理论，在太阳形成之后的几亿年，在木星和土星引力的"强强联合"作用下天王星和海王星被推到了距离太阳更远的地方并且占据了现在的位置，由此引发了外太阳系的重组和膨胀。

一些小天体会就此撞向木星，而另一些则会被木星的强大引力抛射出太阳系。

在整个太阳系的外围、宇宙的深处，这些未被吸积的残骸聚集到了一起形成了设想中的奥尔特云。

　　太阳系的最近一次引力散射效应的集中体现就是它们对火星和木星之间小行星带的扰动，由此引发了40亿年前(太阳形成之后5-6亿年)出现的晚期大规模轰击。

在这期间，大量的小天体撞击了地球和月亮，但从那以后构成太阳系的天体便又重新恢复了平静，进入了一种精巧的平衡状态无疑这对于地球上生命的起源和演化来说是"无价"的。

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”

一、名字与起源名称含义：俄语缩写，全称 “环形真空室磁线圈装置”（环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka）。

诞生：1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明，1954 年建成首个装置 T-1，1968 年 T-3 装置突破关键温度，奠定主流地位。

二、核心原理：磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温，没有任何材料能直接接触，托卡马克用磁约束解决：环形真空室：形似 “轮胎”，内部抽成真空，注入氘氚燃料（氢同位素）。

三重磁场约束环向磁场：外部环形线圈通电，产生绕真空室的 “跑道型” 磁场，防止粒子径向逃逸。

极向磁场：中心螺线管线圈（变压器初级）感应出等离子体电流（变压器次级），电流产生垂直方向磁场，约束粒子纵向运动。

螺旋磁场：两种磁场叠加，形成螺旋形磁力线，让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动，牢牢锁在中心，不碰内壁。

加热到聚变温度欧姆加热：等离子体电流自身电阻产热（类似电炉丝）。

辅助加热：微波、中性束注入（高速氢原子束），把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上，满足氘氚聚变条件。

聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。

带点粒子（氦核）被磁场约束，维持高温；

不带电中子穿透磁场，撞击内壁 “包层”（锂材料），动能转化为热能，加热水成蒸汽，驱动发电机发电。

副产品：氦气（无放射性），锂受中子轰击还能再生氚，形成燃料闭环。

三、关键结构真空室：环形，耐高温、防杂质污染。

磁体系统：环向线圈、中心螺线管、极向线圈，多为超导材料（如铌钛合金），降低能耗。

包层：内壁核心部件，承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。

偏滤器：排出杂质和废热，保护真空室。

四、代表装置EAST（东方超环，中国）：世界首个全超导托卡马克，2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒，稳态运行全球领先。

EAST东方超环托卡马克装置ITER（国际热核聚变实验堆，法国）：全球 7 方（中、欧、美、俄、日、韩、印）共建，人类最大托卡马克，目标 2035 年首次氘氚聚变，实现输出能量 > 输入能量（Q>10）。

ITER国际热核聚变实验堆JET（欧盟）：历史最久的大型托卡马克，1997 年创下Q=0.67（输出 / 输入）纪录。

五、核心挑战稳态约束难：上亿度等离子体易失控、逃逸，需长期稳定约束（目标数千秒）。

能量增益低：目前实验Q 输出），需突破Q>10才能商业化。

材料寿命短：中子轰击、高温等离子体冲击，内壁材料易损伤。

氚自持难：氚天然稀缺，需高效增殖技术实现燃料自给。

六、优势与前景优势：燃料（氘）取自海水，储量几乎无限；

无碳排放，放射性废料极少（远低于裂变），安全性高。

前景：若 2035 年 ITER 达成目标，2050 年前后有望建成首座商业聚变电站，彻底解决人类能源危机。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳

目前，全球已有多个科研机构正在加紧实施人造黑洞项目，黑洞吞噬地球，甚至黑洞吞噬太阳的可能性，都可能通过人造黑洞模拟来加以验证。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 据了解，人造黑洞的设想最早提出于20世纪80年代，由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉-昂鲁教授提出，他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似，如果使流体的速度超过声速，那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。

美国加州大学物理学教授史蒂夫-吉汀斯是这方面的专家，他对人造黑洞进行了认真分析，他认为：人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构，真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 粒子加速器，也被称之为大型强子对撞机(LHC)。

位于法国和瑞士交界处的世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心(CERN)已经开始在一个将近17英里长的圆形隧道里面建造这个被人们称之为世界最大的"黑洞工厂"的装置。

吉汀斯教授在报告中称，欧洲的科学家很快就会利用粒子加速器制造出人造黑洞。

目前欧洲核子研究中心的蒙加诺教授与吉汀斯教授的科研小组进行合作正在建设建设世界上最大的粒子加速器(对撞机)，而这个粒子加速器(大型强子对撞机)是世界上最先进的粒子研究工具，项目耗资80亿美元，历时14年之久，汇集了世界各地最著名的物理学家。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 科学家们将在实验中撞击质子，模拟宇宙大爆炸后一万亿分之一秒内的能量和条件，接着细致分析撞击产生的残骸，用以探求物质本质的线索和自然中新的力量和平衡。

吉汀斯认为，今年夏天如果人类首次制造出人造黑洞，也不会产生什么重大影响。

吉汀斯和蒙加诺两位教授在进行深入研究后得出结论：利用粒子碰撞产生的黑洞是无害的。

因为，所有的黑洞都要释放出宇宙射线，小的黑洞所释放的物质要远远多于其吸收的物质，因此，在它们吸收物质之前自己就早已瞬间蒸发了。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 事实上整个宇宙原本就是一个类似的粒子对撞机器，具有高能量的宇宙射线和粒子会经常碰撞在地球的大气表层、太阳或者是其它的白矮星和中子星的表面，每时每刻都在发生着这样的粒子碰撞。

如果这些粒子碰撞会产生危险的话，天文学家很早就会发现这一现象并对其展开研究。

其实一直以来地球就沐浴在足够可以形成黑洞的宇宙射线和粒子对撞之下，但地球一直也都没有被摧毁。

而且，几乎所有粒子加速器生成的黑洞都必须达到足够的速度才能逃脱地球的重力，即使一年生产出1000万个黑洞，也大约只能捕捉到其中的10个，让它们围绕加速器中心运转。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 而这些被捕捉到的黑洞又是如此的渺小，假设让它穿过一块相当于地球到月球距离厚度的铁块，它也不会撞倒任何东西。

它们吞噬一个质子也需要大约100小时的时间。

一个这样的黑洞吞噬100个质子大约需要花费一年的时间，因此，要吞噬1毫克地球物质就需要花费比宇宙年龄还要长的时间。

科学家表示，假如大型强子对撞机(LHC)在今年生产出了黑洞，那么它就证明了宇宙确实存在除空间和时间以外的维度。

吉汀斯承认，地球的未来以及人类的生命安全和健康都令每位科学家非常担忧。

特别是关于人造黑洞风险的争论，现在已经是一个非常具有争议的物理话题。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 特别是已经有科学家指出，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生黑洞的风险足以吞噬地球，或者将产生一类名为"奇异微子"(Strangelet)的粒子，将地球变成一团沉寂、收缩的"奇异物质"。

还有很多政治家担心这种人造黑洞的技术被恐怖分子利用，成为继原子弹和氢弹之后人类最具有毁灭性的武器。

但是，吉汀斯肯定的说：现代物理学无法在地球上制造出具有破坏性的黑洞。

"欧洲建立大型强子对撞机(简称LHC)，是为了揭开宇宙大爆炸之谜，而不是制造黑洞毁灭地球。

"