生物与天文,进化论与太阳年龄,上演过怎样的交锋?

生物与天文,进化论与太阳年龄,上演过怎样的交锋?

首页休闲益智恒星进化论更新时间:2024-10-25

如今,我们认为太阳通过核聚变来生产能量是理所当然的。但这一意识知道20世纪才被提出,并在近几十年才流行起来。在那之前,有另外几种太阳生产能量的方式曾被提出,从燃烧煤炭到彗星和陨石的不断轰击再到缓慢的收缩。所有这些方式最初看起来都颇具说服力,但当天文学家计算出它们能让太阳保持这样的亮度多长时间时,他们遇到了一个不太可能的对手:查尔斯 达尔文。

1889年“Catholic Magazine and Review”一本叫做 The Month 的杂志中有一篇文章很好的记录了这个问题的发展,叫做“太阳的年龄与达尔文主义”。其中首先回顾了最新的能量守恒定律,该定律中,人们确定必须建立一种能量产生方式,而这个方式与太阳的年龄及地球上的生命有着紧密的联系。没有源源不断地能量产生太阳很快就会冷却,这是不可能的,考古学证据表明太阳的能量产出起码持续了4000年。

燃烧煤炭看似是一个候选项,因为当时煤炭能源才刚刚兴起,科学家计算出,即使是在纯氧中,太阳只能坚持约6000年。这篇文章担忧这预示着“给地球光和热的供给真的很快就要消失了”,因为一些学者对地球年龄的说法是“1800年时代开始时地球就已经4000岁了”。

轰击猜想的解释是,动能转化可以增加温度,就像子弹打到金属表面或者锤子锤热铁砧。但计算再一次证明这是错误的。在这个猜想中,太阳会令人难以置信的速度聚集质量,从而导致“整个机制的崩塌”。结果就是过去的6000年将缩短至六周,并且地球也将被流星持续轰击(虽然当时有些强烈的流星雨给这个观点提供了支持)。

唯一一种剩下的候选项就是重力收缩理论了,在1854年威廉 托马森(William Thomson)和赫尔曼 冯 赫尔姆霍兹(Hermann von Helmholtz)共同发表的一系列论文中这个观点被提出了。但1859年达尔文发表了物种起源,完成进化过程至少需要20亿年的时间。但托马森和赫尔曼的猜想所体现的年龄只有数万年。因此天文学和生物学被直接联系在了一起。达尔文完全意识到了这个问题。在他给朋友的一封信中,他说到:“托马森对世界年龄的观点一段时间以来都是我最棘手的问题”。

支持天文学的是正在发展的光谱学,人们确定了太阳及其他恒星和星云有着很多相似点。这些星云会在自身重力下收缩,并为恒星的形成自然地奠定了基础,从而引出了收缩假说。虽然没有在文章中提到,但达尔文确实得到了一些地质学家地支持,比如研究山脉形成并假设地球更加古老的查尔斯 莱尔。

一些天文学家努力去增加出重力收缩外的其他方法(比如潮汐摩擦)来扩大太阳系的年龄,但都不能满足达尔文的需求。相似地,一些生物学家致力于加速进化进程,通过设定分离的的非生物起源事件来缩短分化为各界所需时间。但这同样不能解决问题。

幸运地,文章将这个包袱扔向了注定要承担的天文学家阵营。有趣的是,今天许多反进化论者运用的辩词都能在文章中找到。他们说“发现科学地人是不足为奇的,为什么只对自己的理论毫无疑虑,却随时准备在哲学和神学领域用科学下定论,从他们不当的断言来看,他们的对事物认识是最超然的吗?这样的言论是被科学的追随者所期待的,对自然选择理论的普及做出影响的人来说,他们的知识与自信是不成正比的。”

最终,达尔文会赢得这场战斗,因为天文学家会意识到引力收缩知识点燃核聚变的火柴。然而,我们必须试问,如果达尔文没有提出关于年龄的基本矛盾,科学家们能这么快就接受恒星聚变理论吗?

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 尚未识字的鄱砾- universetoday

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