在最近十三年里,莱 · 戴维斯和他在纽约的布鲁克汉文实验室的同事们,利用装有40万公升化学干洗溶液的容器来俘获太阳中微子。在这种溶液里,中微子与氯核经常相互作用,使氯核变成氩核,而氩核是可用化学方法分离的。为了预防宇宙射线中的高能微粒也发生类似的反应,该容器被置放在南达科它州的废金矿矿井里,使它由厚达几千米的坚硬的岩石层保护着。
他们平均每四昼夜才捕获一个中微子,而根据现在理论,捕获一个中微子应该只用一昼夜的时间。这是否意味着目前的太阳模型不正确?理论上预言的中微子数主要由太阳中心的温度来决定。因此,记录下来的数量较少的中微子数,应该表示太阳温度的降低。这就是说,中微子能量减少时,太阳光亮度应当减弱。
能量从太阳核心聚集到其表面需要几万年,而中微子通过这段行程大约只需要2秒钟。如果假设太阳中心温度的升高或降低是在一定的时间范围内波动,而这个时间波动范围又应与释放能量所需周期相一致,那么我们现在观察到的太阳亮度,就应取决于一万年以前太阳核心的温度。而释放出的中微子的数量,却应受制于现今太阳温度的高低,所以,在这一万年的光照中,太阳的亮度,该起质的变化。但是气候学家却排除太阳亮度任何质的变化。何以会这样?
不久前,哈佛大学斯米特索洛夫天体物理研究中心的杰克 · 爱迪和阿拉姆 · 布尔纳江提出一种假说,这一假说认为太阳体积正在收缩,它的能量因引力作用而释放,而从中心震荡产生的能量又补充了它的能量。多亏这种补偿,太阳才得以保持不变的亮度。这一假说又认为,一部分太阳光辐射依靠核反应供应能量,而余下部分则依靠太阳表层的压缩。这样解释才能使现今太阳中心温度和地面容器里记录下的中微子数相一致。
爱迪是在研究了太阳经过格林威治天文台子午线时被测下的面积大小资料后,才发表这一假说。杰、爱迪和阿 · 布尔纳江分析了1836年至1954年间所搜集的此类资料并宣称根据分析的结果,得出在百年之内,太阳会缩小1460公里。
现在已清楚了,为了证实美国天文学家这一结论,格林威治观察到的资料的精确度是不够的。而在某些情况下,他们对资料的处理是不正确的。杰 · 爱迪和阿 · 布尔纳江使用两种不同型号的望远镜和两种不同的记时表,致使观察到的资料发生了混淆。
利物浦大学的莱斯李、米列森、理查、史蒂文森和约翰 · 帕金森采用两种方法进行研究,并断言,至少在最近250年以内,太阳直径实际上不会发生变化。
从十八世纪以来,人们精确地测下了几次日食时的全暗周期,并在此基础上计算出太阳的不变直径。在分析水星扫过太阳圆面时的资料,也得出类似的结论。
即使太阳不会缩小,太阳中微子消失问题仍然是—个未解决的问题。既然太阳中微子具有被认为是罕见的能量,而在地下容器里记录下来仅仅是具有一般能量的中微子。如果这一实验能证明也有极少数平常的中微子的话,那么有关原子核合成的一切概念,就不得不重新考虑。计算表明,进行这种实验的最佳元素是镓。有人建议在氯溶液里投入50吨镓并把装有此种溶液的容器置放在同一金矿井里,以解中微子之谜。
除了中微子之谜外,天文学家们还继续研究太阳的其它特性。几年前,亚利桑那大学的季利、希利和他的同事们已着手对太阳变扁的假说进行了检验工作。查明太阳常常在振荡(表面振动),并不断地改变其形状9这些振动大概是由太阳内部某些变化而引起的。
来自(太阳)内部的振波,到达太阳表面的湍流层,各层的运动又使波扩散开来。如果这种(能量)不大的波都能顺利地穿过这些表层,那么在太阳更深的内部一定还贮藏着某种(能量)更大的波。如果从相反方向仔细观察数学模型中的太阳振动、则会发现越深入太阳内部,振动就越强烈,以至太阳模型已无法保持稳定,因而又产生一个问题:观察和理论哪一个不正确?瑞士国家科研中心的埃弗里 · 夏茨曼和日内瓦天文台同行的安德烈、麦德尔也提出一种假说:湍流过程造成大量氢向太阳中心沉落(对这一点早些时候便有推测),结果导致热核聚合反应的平衡条件发生了变化。
科学家们认为,正是这个过程能解释比较不那么巨大的中微子流。这种中微子流在实验中经常被观察利,但却与计算资料不一致。
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