“放射性”等４则

安东尼·亨利·贝克勒尔(1852～1908年)，玛丽·斯克罗多夫斯卡·居里(1867～1934年)，皮埃尔·居里(1859～1906年)，恩内斯特·卢瑟福(1871～1937年)，弗雷德里克·索迪(1877～1956年)

法国物理学家亨利·贝克勒尔将采集到的荧光化合物用黑纸包好放到摄影底片上，然后放到室外，期望太阳光线的照射能使它们发出荧光，产生能够穿透纸张并把底片染黑的×射线。1896年2月，他取得显著成功：发现了磷酸铀酰铵。在一个没有阳光的日子里，他把一盒化合物放进抽屉里。几个星期之后，当他冲洗底片时，发现底片变得非常黑。但是，贝克勒尔错误地认为是荧光而不是铀发出了×射线。

实际上除了铀以外，其他元素也有这种功能。1898年，居里夫妇发现了钋和非常活跃的镭这两种放射性元素。镭是一种放射性很强的元素，如果你把镭放到装满水的水桶里，水马上会沸腾。那些能量是从哪里来的呢?

令人更加震惊的事情还在后面。欧内斯特·卢瑟福和弗雷德里克·索迪发现放射可用于炼金术，它使一成不变的元素发生变化从而转变为其他元素。

物理学家发现了三种放射性物质，α颗粒只不过是一些氦子核，β射线是高能量的电子，而γ射线是高能量的电磁波。由于人们得知放射将引起疾病和癌症，早期的放射疗法不再受欢迎。放射性如今被有效地用于医学治疗、杀死肿瘤等数千种其他用途，从测定古代岩石和人工制品的年代到为宇航船提供能源、水果保鲜都离不开它。

宇宙射线(1911年)

维克多·弗朗西斯·赫斯(1883～1964年)

“杀人射线从外层空间轰击地球!”在20世纪初，这可能是一个奇异的想法。当时，科学家发现离子突然出现在空中，还以为是地球上的矿物产生的辐射窃取了原子中的电子。

如果这是离子唯一的来源，那么离地球表面越远离子将越少，因为大气层逐渐地吸收了辐射。1911年到1913年间，维克多·弗朗西斯·赫斯制作了许多气球，携带电子显微镜，亲自乘气球飞行探测电荷增加的过程。

赫斯的电子望远镜证明，在气球向空中上升的过程中离子数目确实在减少，但是从1500米高空往上，离子数又开始增加。他认为这些离子来自高空，可能是某种辐射将它们射向大气层。于是，赫斯发现了宇宙射线。

令人恐惧的宇宙射线由非常活跃的带电颗粒组成，其中大多数来自我们星系的质子。许多超新星在大爆炸中产生巨大冲击波，在1000年间这些冲击波可以使质子和其他颗粒的数量急剧增加，并且产生大量的能量。

已经发现的能量最大的宇宙射线，是地球上任何粒子加速器产生的质子数的10亿倍。要达到这一极限，超新星的力量也过于渺小。这些射线很可能来自外星系，天体物理学家们推测可能是宇宙大爆炸时期留下的宇宙颗粒。

它们的确是杀手。宇宙射线占每个人平均受到的自然辐射量的15％，每年使100多万人患上了致命的癌症。

放射性碳年代测定(1947年)

——威利亚德·弗兰克·利比(1908～1980年)——

1947年，利比开发出放射性碳年代测定技术，用来确定各种有机物的年代，例如骨骼、木材、纤维等。再到后来，加速质谱仪的问世又拓展了这项技术的应用范围，使其成为地质学、人类学、考古学和古生物学不可缺少的研究工具。

测定都灵尸衣那样的无价之宝的年代，只需几块小小的样本就可以了。1988年对都灵尸衣进行的放射性碳测定证明，尸衣所用的亚麻布原料收获于1325年左右，误差为33年，显然并非通常所认为的耶稣的尸衣。

1939年，人们发现宇宙射线作用于空气中的氮，产生了碳－14，因而与这种同位素大有渊源的二氧化碳不断融入有机体中。事实上，所有的有机物都来自这种同位素。有机体死亡后，二氧化碳不再融入，有机体内部的碳－14自然衰变为稳定的同位素碳－12。人们已经知道衰变的速度，因而测定两种碳同位素的比例关系也就确定了有机体的死亡时间。但死亡期在5730年时，放射性碳的半衰期过短，因此这种方法主要用于测定死亡期不足40000年的有机物。而要发现宇宙射线的波动变化就需要更为精细的放射性碳年代测定。

类星体(1963年)

马尔腾·施密特(1929～)

直到20世纪50年代中期，无线电天文学家无法确认来源的无线电波一直在不断增多。人们孜孜不倦地审视地球上最大的反射望远镜所得到的摄像底片，希望从中发现星体或星系的踪迹。1960年，托马斯·马修斯和阿兰·桑德奇准确定位了一颗奇特的微蓝的“星体”，它不稳定，位于无线电源3C—48的位置。1963年，在3C—273的位置上又确认了一颗不断向外喷射物质的暗淡的“星体”。这些不同寻常的天体被称为“类星体无线电源”，或简称为“类星体”。

类星体的光谱扑朔迷离：发射谱线之宽非常少见。1963年，出生于荷兰的美国天文学家马尔腾·施密特认识到这些谱线完全来自氢，它们向光谱中红色一端发生了移位。这种大幅度的红移意味着3C—273和3C—48的速度分别达到了光速的15％和30％，因而它们非常遥远。如果这些光源是可见的，它们必定非常明亮。我们已知它们释放出的能量肯定10万倍于整个银河系的能量。类星体属于极端活跃的星系，事实上，它们是所在星系的高能核心，被称为“活跃星系核”。

距离较近的一些天体对于了解类星体的结构可以有所启发。非常独特的半人马座A有着厚厚的尘带和显著的无线电辐射区，它的结构最为接近“活跃的星系核”。马丁·赖尔注意到类星体无线电源往往是双峰的，可视区为能量爆炸之处，爆炸向完全相反的方向喷射出巨大的云团物质，与周围介质相互作用产生无线电波。无线电就像位置重合的高强度×光发射区一样，直径约为一光日，而典型的星系的直径可达数万光年。