生命总是和光明相伴,死亡常常与黑暗相连。宇宙诞生之初是光明的,那是一个夸克-胶子等离子体的时代,在短暂的几分钟内,夸克形成了原子。而重子物质与光子脱耦后形成了分子。随着宇宙的膨胀和冷却,物质的密度越来越低,变得不再发光。然而,引力却将物质聚拢成团,当物质密度和温度因为挤压高到一定程度的时候产生了恒星,并再次点亮了宇宙。恒星是第二代光子诞生的地方,也为恒星周围的行星带来了可以维持生命新陈代谢所需的能量。这样,光明就带来了生命。恒星的高能量光子被生命利用后产生了大量低能光子,这样,宇宙的熵或者无序度在这个过程中不断升高,也就是说,生命的维系是以宇宙的无序为代价的。
然而,物极必反,引力不仅可以产生光明,也可以毁灭光明。一颗恒星燃烧了大量的氢和氦之后,在生命的最后一刻以超新星的形式爆炸,并剩下了一颗极小的天体。对于太阳质量的恒星,恒星死亡后剩下的“遗骸”将通过所谓的“电子简并压”来对抗强大的引力进而维持其内部平衡。 电子简并压是由两个电子不能处在同一个量子态,即所谓“泡利不相容”原理,所产生的压力。当电子简并压也无法抵抗引力的时候,引力就会将电子挤压进质子内部,进而形成中子。于是整个天体都由中子构成,形成所谓的“中子星”,以中子兼并压来抗衡引力。一颗十公里半径的中子星质量大约是整个太阳的质量,足见其密度之高。更大质量的“遗骸”内部的引力甚至可以进一步挤压中子,使得中子被解构成夸克,形成所谓的“奇异夸克”所组成的“奇异星”或者“夸克星”。于是,整颗夸克星都可以视为一个中子。当物质密度进一步增加,夸克之间的强相互作用力也不足以抗衡引力,整个天体将进一步塌缩为黑洞,时空被黑洞强大的引力所撕裂,以至于光子也无法逃逸。所以,夸克星是物质抗衡引力的最后一道防线,如果这道防线崩溃,光明将重新被黑暗所取代。
我在漫长的宇宙旅途中曾见过一颗中子星。它的表面极其光滑,旋转速度极快,自转周期只有1毫秒,赤道区域的速度可达到20%的光速。它就像一根磁铁,两个磁极所产生的磁场可达到1万亿高斯,相当于太阳磁场的10亿倍,如此超高强度的磁场加速带电粒子,在磁极处产生高度准直的射电辐射,这些射电辐射像探照灯一样扫描整个宇宙,也许在某一处被智慧生命所发现,这就是“脉冲星”这类称谓的由来。当一个系统里面有两颗中子星的时候,它们之间的绕转将扰动时空,产生时空涟漪,即所谓的“引力波”。引力波将带走双中子星轨道运动的能量,使得中子星的轨道周期慢慢变短,中子星脉冲的时间间隔也将随之变短。所以,通过精确测量中子星的脉冲时间就可以“看见”时空中极其微弱的涟漪。
中子星周围也许有行星,但是这样的行星将被极高能量的X射线所轰击,不太可能适合生命的繁衍。于是,引力在由弱变强的过程中,只在行星和恒星这样的天体系统中孕育了生命。光明、生命以及生命所需的能量和信息交换也只有在这样一种适中的引力环境中才能实现。宇宙就这样在引力和物质的平衡中形成了丰富的结构,多样的环境和复杂的生命。






