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[转帖] 【悬赏征文】七大未解之迷 史前文明真的存在?【9P】

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关于加蓬反应堆的恢复
引用网页:http://tech.qq.com/a/20061213/000246.htm

撰文 亚历克斯·P·梅希克(Alex P. Meshik)

翻译 波特
20亿年前,十几座天然核反应堆神秘启动,稳定地输出能量,并安全运转了几十万年之久。为什么它们没有在爆炸中自我摧毁?是谁保证了这些核反应的安全运行?莫非它们真的如世间的传言那样,是外星人造访的证据,或者是上一代文明的杰作?通过对遗迹抽丝剥茧地分析,远古核反应堆的真相正越来越清晰地暴露在我们面前。


1972年5月,法国一座核燃料处理厂的一名工人注意到了一个奇怪的现象。当时他正对一块铀矿石进行常规分析,这块矿石采自一座看似普通的铀矿。与所有的天然铀矿一样,该矿石含有3种铀同位素──换句话说,其中的铀元素以3种不同的形态存在,它们的原子量各不相同:含量最丰富的是铀238;最稀少的是铀234;而人们垂涎三尺,能够维持核链式反应(chain reaction)的同位素,则是铀235。在地球上几乎所有的地方,甚至在月球上或陨石中,铀235同位素的原子数量在铀元素总量中占据的比例始终都是0.720%。不过,在这些采自非洲加蓬的矿石样品中,铀235的含量仅有0.717%!尽管差异如此细微,却引起了法国科学家的警惕,这其中一定发生过某种怪事。进一步的分析显示,从该矿采来的一部分矿石中,铀235严重缺斤短两:大约有200千克不翼而飞——足够制造6枚原子弹。


接连几周,法国原子能委员会(French Atomic Energy Commission,简写为CEA)的专家们都困惑不已。直到有人突然想起19年前的一个理论预言,大家才恍然大悟。1953年,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的乔治·W·韦瑟里尔(George W. Wetherill)和芝加哥大学的马克·G·英格拉姆(Mark G. Inghram)指出,一些铀矿矿脉可能曾经形成过天然的核裂变反应堆,这个观点很快便流行起来。其后不久,美国阿肯色大学的一位化学家黑田和夫(Paul K. Kuroda)计算出了铀矿自发产生“自持裂变反应”(self-sustained fission)的条件。所谓自持裂变反应,即可以自发维持下去的核裂变反应,是从一个偶然闯入的中子开始的:它会诱使一个铀235原子核发生分裂,裂变产生更多的中子,又会引发其他原子核继续分裂,如此循环下去,形成连锁反应。


黑田和夫认为,自持裂变反应能够发生的第一个条件就是,铀矿矿脉的大小必须超过诱发裂变的中子在矿石中穿行的平均距离,也就是0.67米左右。这个条件可以保证,裂变的原子核释放的中子在逃离矿脉之前,就能被其他铀原子核吸收。


第二个必要条件是,铀235必须足够丰富。今天,即使是储量最大、浓度最高的铀矿矿脉也无法成为一座核反应堆,因为铀235的浓度过低,甚至连1%都不到。不过这种同位素具有放射性,它的衰变速率比铀238快大约6倍,因此在久远的过去,这种更容易衰变的同位素所占的比例肯定高得多。例如,20亿年前奥克罗铀矿脉形成的时候,铀235所占的比例接近3%,与现在大多数核电站中使用的、人工提纯的浓缩铀燃料的浓度大致相当。


第三个重要因素是,必须存在某种中子“慢化剂”(moderator),减慢铀原子核裂变时释放的中子的运动速度,从而使这些中子在诱使铀原子核分裂时,更加得心应手。最终,矿脉中不能出现大量的硼、锂或其他“毒素”,这些元素会吸收中子,因此可以令任何核裂变反应戛然而止。


最终,研究人员在奥克罗和邻近的奥克罗班多地区的铀矿中,确定了16个相互分离的区域——20亿年前,那里的真实环境,居然与黑田和夫描绘的大致情况惊人地相似。尽管这些区域早在几十年前就被全部辨认出来,但是远古核反应堆运转过程的种种细节,直到最近才被我和同事彻底揭开。


轻元素提供证据


重元素分裂产生的轻元素提供了确凿无疑的证据:奥克罗铀矿在20亿年前确实发生过自持核裂变反应,而且持续时间长达数十万年。


奥克罗的铀异常情况被发现之后不久,物理学家就确定,天然的裂变反应导致了铀235的损耗。一个重原子核一分为二时,会产生较轻的新元素。找到这些元素,就等于找到了核裂变确凿无疑的证据。事实证明,这些分裂产物的含量如此之高,因此除了核链式反应以外,不可能存在其他任何解释。这场链式反应很像1942年恩里科·费米(Enrico Fermi)及其同事所做的那场著名演示(当时他们建成了世界上第一座可控原子核裂变链反应堆),反应全靠自己的力量维持运转,只是时间上提早了20亿年。


如此令人震惊的发现公布后不久,世界各地的物理学家便开始研究这些天然核反应堆的证据,并在1975年加蓬首都利伯维尔的一次特别会议上,分享了他们关于“奥克罗现象”的研究成果。第二年,代表美国出席那次会议的乔治·A·考恩(George A. Cowan,顺便提及,他是美国著名的圣菲研究所的创建者之一,至今仍是该研究所的成员)为《科学美国人》撰写了一篇文章(参见1976年7月号乔治·A·考恩所著《天然核裂变反应堆》一文),文中他讲解了当时的科学家对这些远古核反应堆运行原理的猜测。


比如,考恩描述了钚239的形成过程——数量更加丰富的铀238捕获了铀235裂变释放的一些中子,转变为铀239,然后再释放出两个电子,转化成钚239。在奥克罗铀矿中,曾经产生过超过两吨的钚239。不过这种同位素后来几乎全都消失了(主要是通过天然的放射性衰变,钚239的半衰期为2.4万年),一些钚自身也经历了裂变,它所特有的裂变产物证明了这一点。这些轻元素丰富的含量让科学家推测,裂变反应一定持续了几十万年之久。根据铀235消耗的数量,他们计算出了反应堆释放的总能量,大概相当于1,500万千瓦的机器运转一整年所消耗的能量;再结合一些其他的证据,就能推算出反应堆的平均输出功率:不超过100千瓦,足够维持几十只烤箱的运作。


十几座天然反应堆自发工作,并维持着适度的功率输出,运转了大约几十万年之久,这确实令人惊叹。为什么这些矿脉没有发生爆炸,没有在核链式反应启动后立即自我摧毁?是什么机制使它们拥有了必不可少的自我调节能力?这些反应堆是稳定运转,还是间歇式发作?自奥克罗现象最初发现以来,这些问题迟迟得不到解答。实际上,最后一个问题困扰了人们长达30年之久,直到我和我在美国华盛顿大学圣路易斯分校的同事检测了一块来自这个神秘非洲铀矿的矿石之后,谜底才被逐渐揭开。


惰性气体揭露谜底


在奥克罗反应堆遗迹中,氙同位素的构成比例出现异常。找出这种异常的根源,就能揭开远古核反应堆的运作之谜。


最近,我们对奥克罗的一个反应堆遗迹进行了研究,重点集中在对氙气的分析方面。氙是一种较重的惰性气体(inert gas),可以被矿物封存数十亿年之久。氙有9种稳定同位素,由不同的核反应过程产生,含量各不相同。作为一种惰性气体,它很难与其他元素形成化学键,因此很容易将它们提纯,进行同位素分析。氙的含量非常稀少,科学家可以用它来探测和追溯核反应,甚至用来研究那些发生于太阳系形成之前的、原始陨石之中的核反应。


分析氙的同位素成分需要一台质谱仪(mass spectrometer),它可以根据原子量(atomic weight)的不同而分离出不同的原子。我有幸可以使用一台极其精确的氙质谱仪,那是我在华盛顿大学的同事查尔斯·M·霍恩贝格(Charles M. Hohenberg)制造的。不过在使用他的仪器之前,我们必须先把氙气从样品中提取出来。通常,科学家只须将寄主矿物加热到它的熔点以上,岩石就会失去晶体结构,无法再保留内部储藏的氙气。为了获得更多关于这种气体起源和封存过程的信息,我们采取了一种更加精巧的方法——激光萃取法(laser extraction),它可以有针对性地从矿物样品的个别颗粒中释放出氙气,而不会触碰周围其他的部分。


我们可以利用的唯一一块奥克罗矿石碎块仅有1毫米厚、4毫米宽,我们把这种技术应用到碎块上的许多微小斑点之上。当然,我们首先需要决定将激光束聚焦到什么位置。在这方面,我和霍恩贝格得到了同事奥尔加·普拉夫迪夫切娃(Olga Pravdivtseva)的鼎力相助,她为我们的样本拍摄了一张详尽的X射线照片,识别出了候选的矿物。每次萃取之后,我们都会将得到的气体提纯,然后把氙气放入霍恩贝格的质谱仪中,仪器会显示出每一种同位素的原子数目。


氙气出现的位置令我们大吃一惊,它并不像我们想象的那样,大量分布在富含铀元素的矿物颗粒之中,储藏氙气数量最多的竟然是根本不含铀元素的磷酸铝颗粒。非常明显,在目前发现的所有天然矿物之中,这些颗粒中的氙浓度是最高的。第二个令人惊讶之处在于,与通常由核反应产生的气体相比,萃取出来的气体在同位素组成上有显著的不同。核裂变一定会产生氙136和氙134,但在奥克罗矿石中,这两种同位素似乎缺失严重,而其他较轻的氙同位素含量则变化不大。


同位素构成比例上的这种差异是如何产生的呢?化学反应无法提供答案,因为所有同位素的化学性质都完全相同。那么核反应,比如说中子俘获过程(neutron capture),能不能给出解释呢?经过仔细分析,我和同事们把这种可能性也排除了。我们还考虑过不同同位素的物理分选过程:较重的原子移动速度比较轻的原子稍慢一些,有时它们就会相互分离开来。铀浓缩装置就是利用这个过程来生产反应堆燃料的,不过需要相当高的技术水平才能建造出这样的工业设备。即使自然界能够奇迹般地在微观尺度上创造出类似的“装置”,仍然无法解释我们所研究的磷酸铝颗粒中混合在一起的氙同位素比例。举例来说,如果确实发生过物理分选的话,考虑到现有的氙132的含量,氙136(比氙132重4个原子质量单位)的缺失,应该是氙134(比氙132重2个原子质量单位)的两倍。但实际上,我们并没有看到那样的模式。


绞尽脑汁之后,我们终于想通了产生氙同位素构成比例异常的原因。我们所测量的所有氙同位素都不是铀裂变的直接产物。相反,它们是放射性碘同位素衰变的产物,碘则由放射性碲衰变而来,而碲又由别的元素衰变产生,这是一个著名的核反应序列,最终的产物才是稳定的氙气。


我们的突破点在于,我们意识到奥克罗样品中不同的氙同位素产生于不同的时期,它们所遵循的时间表由它们的母元素碘和再上一代的元素碲的半衰期所决定。某种特定的放射性前体(precursor,即一系列反应过程的中间产物)存在的时间越长,它们形成氙的过程就被拖延得越久。例如,在奥克罗的自持裂变反应开始后,氙136仅过了大约1分钟就开始生成;一个小时后,稍轻一些的稳定同位素氙134出现;接下来,在裂变开始的若干天后,氙132和氙131登场亮相;最终,几百万年之后,氙129才得以形成——此时,核链式反应早已停止很久了。


如果奥克罗矿脉一直处于封闭状态,那么在它的天然反应堆运转期间积聚起来的氙气,就会保持核裂变所产生的正常同位素比例,并一直保存至今。但是,科学家没有理由认为,这个系统会是封闭的。实际上,有充分的原因让人猜想,它不是封闭的。奥克罗反应堆可以通过某种方式自行调节核反应,这个简单的事实提供了间接的证据。最可能的调节机制与地下水的活动有关:当温度达到某个临界点时,水会被煮沸蒸发掉。水在核链式反应中起到了中子慢化剂的作用,如果水不见了,核链式反应就会暂时停止。只有当温度下降,足够的地下水再次渗入之后,反应区域才会继续开始发生裂变。


这种关于奥克罗反应堆如何运转的说法强调了两个要点:第一,核反应很可能以某种方式时断时续地发生;第二,必定有大量的水流过这些岩石——足够冲洗掉一些氙的前体,比如可溶于水的碲和碘。水的存在有助于解释这样一个问题:为什么大多数氙现在留存于磷酸铝颗粒中,而没有出现在富含铀元素的矿物里——要知道,裂变反应最初是在这里生成那些放射性前体的。氙气不会简单地从一组早已存在的矿物中迁移到另一组矿物里——在奥克罗反应堆开始运转之前,磷酸铝矿物很可能还不存在。实际上,那些磷酸铝颗粒可能是就地形

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它们被一些人看作是外星人造访地球、时空旅行者以及“亚特兰蒂斯”这样的失落文明的证据;它们的存在似乎是向我们证明,有些古代民族的文化远比我们想象的先进。我们会不由自主地被这些令人感兴趣、但常常奇异的古物的谜团或阴谋所吸引,即便是现代科学,也无法解释清楚其中大多数古物的来历。以下是史上十件最神秘的古物,“都灵裹尸布”、“安蒂基西拉机器”榜上有名。

  1.都灵裹尸布



  “都灵裹尸布”是一块显示一男子有遭受十字架钉死痕迹的麻布,自中世纪首次发现以来,便一直是争议的焦点。相传这块麻布曾包裹过耶稣的尸体,一直被基督徒视为圣物。放射性碳测年代显示它的年代介于公元1260到1390年之间,并非耶稣的裹尸布,反而与它是伪造物的说法吻合。但是,这些检测结果一直备受争议,此后,一系列现代技术也无法解释这块麻布上面的痕迹。

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原网页上有图片请自行查看安蒂基西拉机器



  安蒂基西拉机器(Antikythera Mechanism)被认为是世界上最古老的电脑,比人类发明电脑的时间提前了约2000年。事实上,绝对令人难以置信的安蒂基西拉机器或许证明,先进科学技术存在的历史远远早于我们所认为的年代。它是在希腊安蒂基西拉岛附近海底的一艘沉船内发现的,外形看上去像钟表一样。科学家此后发现,这个神秘的古希腊发明竟然可预测日食,将日历设置为四年一个周期,还与古希腊伟大科学家阿基米德联系在一起。虽然迄今再未发现过像安蒂基西拉机器一样的装置,但科学家认为,大约在公元前100年的同一时期,曾经存在许多诸如此类的装置。

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 3.白公山铁管



  “在中国发现的古代厕所”,这是互联网上有关白公山铁管来历诸多奇特的新闻标题之一。科学家在中国青海柴达木盆地一座名叫白公山的山顶上,发现数百根锈迹斑斑的远古时代留下来的铁管,而附近是一个盐湖,科学家至今不清楚这些铁管的来历。它们有何奇特之处呢?首先,它们是在一个完全无人居住的地方发现的——科学家尚未在那里发现文明存在的任何迹象。其次,铁管的尺寸相同,看起来好像是有意摆成一些图案。对于这些铁管的存在,没有任何明确的说法,科学家似乎在它们是否属于自然产物的问题上存在分歧。

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4.罗马十二面体

  这些拳头大小的古罗马青铜器发现于法国、瑞士和德国,给考古学家提出了一个饶有兴趣的难题:它们不仅没有明确的用途,而且许多上面还雕刻着各种符号和标志,其中一些难以辨认,有一些则确定与黄道十二宫有关。人们在“罗马十二面体”(Roman Dodecahedra)的用途上存在着各种各样的猜测,比如可能是测量仪器,有些专家认为它们只是装饰性的烛台。

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5.费斯托斯圆盘
  我们确实对“费斯托斯圆盘”(Phaistos Disc)知之甚少。这是一个泥土圆盘,年代可追溯至公元前2000年左右。不过,它的来历、含义和用途至今仍是个谜。“费斯托斯圆盘”(亦译斐斯托斯圆盘或费斯托圆盘)发现于克里特岛,盘上共有241个印记表示45种不同符号,有些表示人物、动物、植物和工具。然而,由于未在历史同期发现过任何像这样的文物,考古学家无法对其内容做出有意义的分析。

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回应前面的巴格达电池原网页有图片

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6.巴格达电池



  在电子装置尚不存在的年代,古人用电池去做什么呢?“巴格达电池”(Baghdad Battery)1936年发现于伊拉克首都巴格达郊外,是一个小陶罐,罐内装着铁棒,铁棒悬在铜质圆柱体内,它们被焊接在一起,外层覆盖着沥青。陶罐从外形上看就像电池的外壳。此后,科学家依照“巴格达电池”仿制的装置确实可以发电,虽然很少,从而证明了小陶罐的发电能力。但是,电池在当时做什么用途,这个问题迄今未得到解答。

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7.伏尼契手稿
  伏尼契手稿(Voynich Manuscript)是失落文明的证据,还只是一场精心策划的骗局?这份以奇特字体写成的手稿,是美国书商威尔弗里德-伏尼契(Wilfrid Voynich)1912年在罗马附近一所耶稣会大学图书馆发现的,年代可追溯至15世纪,里面还有许多植物、天体和出浴美女等奇异的图片,但手稿中的文字即便是世界上顶尖的密码学家和电码译员都未能破译出来。如果说是一场骗局,可信度同样很高,因为手稿中的文字书写流畅,而统计分析还揭示里面图形类似于在自然语言中发现的图形。

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哥斯达黎加巨型石球
  20世纪30年代,美国人乔治-奇坦在哥斯达黎加的迪奎斯三角洲(Diquis Delta)和卡诺岛(Isla de Cano)发现了无数石球。这些石球大小不等,大的直径有6.6英尺(约合2米),小的直径只有几厘米,球面异常光滑,光可鉴人,是非常理想的圆球。最大的石球重达16吨,很难想象古人是如何将这些用花岗闪长岩打造的庞然大物搬到这里的,因为最近的采石场距离发现巨型石球的地方都在50英里(约合80.5公里)以外。哥斯达黎加全境散布着三百多个这样的石球,我们永远不会知道其中的原因:它们的年代可追溯至公元1000年左右,制造者早已入土为安,同时又没有书面记录。

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关于前面火花塞的佐证

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  9.科索人造物品
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  在一个具有50万年历史的岩石块中发现火花塞后,自命不凡的调查人员即认定,它在那里出现有三种可能性:第一,它来自于一个高度先进的古代文明(难道是“亚特兰蒂斯”?);第二,外星人曾在恐龙时代造访过地球;第三,来自未来的时空旅行者在遥远的过去留下了线索。上述三种解释正确的可能性都微乎其微,但科学家迄今尚不能提出更好的解释——或许是因为“科索人造物品”(Coso Artifact)神秘消失,因此没有实物可供科学分析吧。

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