子虚乌有的光子带

转自科学松鼠会：http://songshuhui.net/archives/63382
作者： Sheldon

                               
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【谣言】：银河中存在一种甜甜圈形状的光子带，富含高能量的光子。光子带和太阳系都围绕昴星团转动，它的轨道与太阳系轨道垂直，半径与太阳系的轨道半径相同，中心位于昴星团的昴宿六。2012年年底，地球将进入光子带。《你正成为一个宇宙人》这样描述：太阳和星星会从视野中消失，地球的电磁场会崩解，所有的原子会被改变，届时你们的精神能力会被光子效应提升，进入光子纪元。
【真相】：《你正成为一个宇宙人》一书的作者分别是弗吉尼亚•艾森斯（Virginia Essene）和谢尔顿•尼德尔（Sheldan Nidle）。根据网上的资料，弗吉尼亚•艾森斯在大学里学的是社会科学。1986年，她自称突然收到耶稣的指示，开始提供一项“灵魂阅读”服务，即把一部分大脑借给耶稣，让耶稣用她的声音与读者交流——每小时收费100美元。
谢尔顿•尼德尔“据说”一生下来就与UFO结缘。他童年时常常在天狼星人的银河系联邦光明联合舰队的飞船上听课。后来由于他学习了与天狼星人相矛盾的地球人科学，天狼星人遗憾地离开了他，并承诺为了地球和人类，它们还会回来的。谢尔顿读大学时选择了政治学，然后开始“研究”物理学问题。（本人不得不代表世界上所有的Sheldon鄙视他！）

                               
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【传说中有这样一个光子带环绕昴星团旋转，太阳系也同样围绕昴星团旋转，并将在2012年进入这一光子带中。但从现代天文学的角度来说，这样的光子带根本不可能存在。图片来源：librarising.com。】
既然这两位作者有“通天”之能，那就应该对天上的事情耳熟能详吧？可是，他们的说法中充满了逻辑和常识性错误。例如，从低能的无线电、微波、红外线、可见光到高能的紫外线、X射线和伽马射线，任何电磁波都可以看成是由光子组成的。宇宙中的光子含量远高于原子，二者比例大概是10亿比1，因此，宇宙算得上是一个光子的海洋。说宇宙中有个“光子带”，就好像说“大海里有个超级湿润地带”一样，显然逻辑不通。
昴日星官或许有人会吐槽说，就算宇宙中到处都是光子，也不见得光子都会均匀分布，说不定昴星团周围真的有一个甜甜圈区域，里面集中了大量光子呢？说到这里，就必须要介绍一下被无辜拉过来当主角的昴星团了。
在中国的传统文化中，昴星团属于二十八宿中的昴宿，也就是西游记里昴日星官的势力范围。这是北半球能够用肉眼看到的最显眼的一个疏散星团，一般大约可以分辨其中的7颗星，因此在希腊神话中，它又被称为7姐妹。实际上，昴星团可能包含了超过1000颗恒星，听起来很惊人，但它不过是银河系众多疏散星团中普普通通的一员。
银河系中大约有数千亿颗恒星，数量是昴星团的几亿倍，总质量是昴星团的几十亿倍。银河系的直径大约是10万光年，比昴星团大几千倍。无论从那个方面看，太阳都没有理由绕昴星团转动。实际上，太阳和昴星团，以及银河系里的其它恒星都在绕银河系中心转动。
那么，光子可不可以绕昴星团转动呢？
光子想转圈，还得靠黑洞打开手电筒，一束光子就会以光速笔直地射出来。科学家已经通过实验证明，想要让光在真空中停下来是不可能的，甚至连改变光的速度都不可能做到。光子始终只能以光速向前运行，但这并不意味着光就不会拐弯。
要想让这些宇宙中最快的信使拐弯，形成闭合的甜甜圈形状，只有一种天体能够做到，那就是引力无比强大的黑洞。按照爱因斯坦的广义相对论，光子经过黑洞附近时，会偏转一定角度；离黑洞越近，偏转的角度越大；当光子越来越靠近黑洞表面时，在某一个特定的距离上，会绕着黑洞旋转上很多圈。如果在这个距离上刚好存在大量光子，倒确实可以形成一个类似甜甜圈的“光子带”。

                               
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【在黑洞周围的恰当距离上，光子确实可以受到黑洞引力的弯曲而环绕黑洞运行，形成一个类似“光子带”的结构。但这无法“解释”传说中地球可以从中经过的昴星团光子带。图片来源：educatedearth.net。】
根据广义相对论，“光子带”的半径r跟黑洞的质量M成正比。举例来说，如果一个黑洞的质量跟太阳相当，它形成的光子带半径就只有4千米。再比如，天文学家认为，银河系中心应该存在一个超大质量黑洞（其实每个星系中心几乎都有黑洞存在），质量大约是太阳的400万倍。如此巨大的黑洞，能够形成“光子带”的距离又是多少呢？算一下就知道，不到2000万公里——比较一下，地球到太阳的距离就有1.5亿千米。
可是，昴星团到太阳系的距离大约有400光年，要想让太阳从所谓“昴星团的光子带”中穿过，它的半径就得达到400光年才行！也就是说，必须把10^45千克(10的45次方，也就是1后面跟45个零）的物质收集起来，形成一个超级黑洞。但是太阳大约是10^30千克，银河系所有物质加起来，也不过是太阳质量的1万亿倍（10^42千克）。要想形成所谓的“光子带”，恐怕还得再收集1000个像银河系一样的星系，并把它们全部塞入昴星团周围半径几百光年的狭小区域中才行。
果真如此的话，会遭遇到灾难的恐怕就不会只是小小的地球，连整个银河系甚至周边的其他星系，都要在劫难逃了。但事实上，我们仍然能够看到昴星团，就是那里根本不存在如此巨大黑洞的一个明证。显然，用黑洞俘虏光子形成光子带来“解释”传说中昴星团周围的光子带，是行不通的。
昴宿六年富力强，不会爆发既然围绕昴星团旋转的光子带不可能存在，那有没有可能某一时刻恰好有大量光子从昴星团发出，形成一个以光速向外扩张的光子密集区域，恰好在2012年经过地球呢？恒星级天体突然释放出大量光子的现象确实存在，最典型的就是超新星现象。超新星并不是新出现的星，而是原先存在的恒星发生的剧烈爆炸。
昴宿六是昴星团中最亮的一颗星，质量大约是太阳的6倍，半径是太阳的10倍，发出的光是太阳的2400倍。按照恒星演化理论，恒星形成之后，主要依靠核心以氢的聚变来发光发热，这一阶段恒星的状态会比较稳定，昴宿六就正处在这个年富力强的阶段。
当氢燃料消耗到一定程度之后，恒星内部开始进一步聚变形成更重的元素，于是温度升高压强增大，迫使恒星的外壳向外膨胀。以昴宿六为例，很久很久以后，它会缓慢地膨胀成一颗红超巨星，然后再经过很长一段时间，才可能发生爆炸，形成超新星。可是，现在昴宿六的脸蛋还蓝着呢，所以我们不必杞人忧天。

                               
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【超新星爆发也能在短时间内释放出大量光子，以光速向外传播，形成一个光子密集的球壳。但昴星团中的昴宿六正值壮年，不可能突然发生超新星爆炸。图片来源：manabrau.deviantart.com。】
相比之下，猎户座左上角的参宿四正是一颗红巨星，可能不久以后就会爆发，据说会形成一颗亮度像满月一样的超新星——这也成了2012年地球会遭遇灾劫的一种说法。只不过，天文学意义上的“不久以后”，并不是指明年，而是指最近10万年内[9] 。果壳网谣言粉碎机还专门针对参宿四写过一篇文章： 2012年，参宿四会爆炸吗？
再退一步说，即使有一天昴宿六真的爆发了，也不需要为之担心。天文学家认为，距离25光年以内的超新星才会对我们产生致命影响。随着距离的增大，可以想象这种影响至少会呈平方反比规律衰减，再加上被宇宙尘埃反射和吸收，相应的影响会进一步削弱。400光年远的昴宿六，完全处在地球的超新星爆发安全距离以外了。
因此，所谓“地球磁场崩解”、“白天变成黑夜”、“精神能力提升”，完全是无稽之谈。超新星爆发所释放出来的高能光子和人为制造的X射线、伽马射线没有本质区别。既然相信沐浴在高能光子中能使人拥有“肉体及精神上的一些潜能”，两位作者为什么不亲自去实验室给大家演示一下呢？
【结论】：谣言破解。如果真的有这么一种厉害的光子带，即使地球没有掉进去，也会有别的天体或物质与它发生相互作用，天文学家早就应该看到了。可是，没有任何观测证据或理论支持这种说法。无论从哪个方面看，“光子带”的谣言都站不住脚。

造这种谣的人连光子是什么都不清楚，可笑地自以为用了几个现代科技名词就是科学，就与时俱进了。只是公众科学素养的缺乏使得这种下三滥的东西都有了市场…

虽然鄙视光子带，但讽刺的是宇宙的归宿是光子的海洋，所有物质都会变成光子....

无语的路过

无聊啊！唯心主义啊!活得好好的想这事!!

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