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前面说了，大约十亿岁之前宇宙有过一段漫长的黑暗世纪。然后第一代恒星开始发光，
天文学家称它们为星族III。后来出现的第二代第三代恒星就分别称为星族II和星族I。
我们的太阳属于星族I，算晚辈。几代星族的主要差别在于重元素的含量。第一代恒星
的构成主要是氢和少量氦，几乎不含有比氦重的元素。之前的宇宙基本上就是氢和少
量氦，假如后来没有恒星出现，宇宙到现在也还就只是这两种元素，不断冷下去。但
由于宇宙密度分布不均匀，在引力场作用下密度高的局部开始慢慢聚拢，聚拢中心就
是恒星前身，等到中心召集到足够物质，挤压在一起，形成高压高温，以至氢核发生
聚变生成氦，放出巨大能量，于是中心开始发光发热，恒星就这样诞生。恒星并非永
恒，也会变老，死去。垂死的恒星开始制造重元素，这些重元素在后来恒星发生爆炸
时飞散到宇宙空间。第二代恒星在这些分散着重元素的尘气中诞生。也如第一代恒星，
它们变老，死前制造重元素，炸开去因而给宇宙空间提供更多的重元素。我们的太阳
及其他第三代恒星就在这样的基础上诞生。没有这些重元素，就没有地球，没有我们
人类。

有一个说法是我们太阳系的形成源于附近一个第二代恒星的爆炸，这爆炸不仅提供了
我们地球及其他行星所需的重元素，还触发引力场的变化，导致尘气开始聚拢，形成
太阳系。我们不妨把那颗爆炸的恒星看成是我们地球的故乡，把眼光放那儿去，当年
的故乡发生了什么事情呢？为什么爆炸，什么导致爆炸呢？

恒星有几种归宿。比太阳重至少八倍的大质量恒星，靠氢核燃烧一千万年左右，氢消
耗完，更进一步的核聚变相继产生氦，氧，硅，乃至铁，最后恒星突然发生爆炸，亮
度超常，被称为超新星。超新星不是新恒星的意思。古人观察到天空突然冒出来的亮
点，以为是新形成的恒星，就叫它为新星。这称呼有点误会，但沿用下来了。新星和
超新星其实都只是某些恒星的生命最后阶段，突然增亮那么一会儿，然后慢慢黯淡下
去。爆炸过后的大质量恒星通常结局是一个小得不起眼的中子星，或一个黑洞。另外
一些恒星，跟我们太阳差不多大小的，靠氢核燃烧一百亿年左右，然后氦聚变生成碳。
等氦耗完了，恒星所具有的质量没法产生足够高的压力和温度导致新的核反应，它就
开始萎缩，成为一个跟地球差不多大小的白矮星，慢慢变老变冷。假如它有一个伴星，
会从那里不断吸进气体，增加质量，最后发生爆炸而成为新星或1a型超新星，这不多
表。且让我们多说大质量恒星及其爆炸产生的超新星，就是这种超新星的爆发提供了
我们地球的物质基础。

研究超新星爆发的人最近开始关注伽玛射线暴。伽玛射线暴，又称伽玛暴，是来自宇
宙深处某一方向突然爆发的一阵猛烈的伽玛射线，持续时间一般在0.1到1000秒，每天
都可以测到一两次。几十年来天文学家不是很清楚它的起源，对它的研究是目前天文
学里最活跃的领域之一。伽马暴一度被认为是发生在银河系里的一种现象。1991年美
国发射康普顿伽玛射线天文台卫星，几年时间的巡天观察发现伽马暴在天空中的分布
是各向同性的，否定了只发生在银河系里的说法。伽玛暴是发生在遥远宇宙学尺度上
的这一说法就带出了这么一个结论：由其亮度可知伽玛暴具有非常非常巨大的能量，
往往几秒钟里释放出来的能量就相当于几百个太阳一生中（一百亿年）释放出能量的
总和。1998年人们发现伽玛暴GRB980425与一个超新星SN Ib/Ic 1998bw 相关联。于是
人们逐渐认同这种观点：大质量恒星垂死而超新星爆发前会发生伽马暴。但它需确凿
证据。2004年美国宇航局发射了用于探测伽马暴的雨燕卫星，它带有几个望远镜，分
别测伽玛射线，X射线，及紫外可见光的几个波段信号。它有一个特点就是反应迅速，
能对转瞬即逝的伽马暴进行快速响应。

天文学家搞研究一般都从容不迫，因为研究对象变化缓慢，伽马暴研究是个例外。那
些天里全球有几百名天文学家整天开着手机，等雨燕卫星传来话，马上就去干活。2006
年2月18日雨燕测到一个伽马暴大信号（来自附近星系），三分钟后它确定了源流方位，
并通知全球各地天文学家，大家都把望远镜对着那里看。半个多小时的伽玛线和X线风
暴过后，由可见光和红外光组成的余晖持续了三天，可见光强度增加，后来压过其他余晖，超新星炫耀登场。十八天之后，人们还是密切注视它，它仍然光辉耀眼，比身处
的星系所有星光总和还要亮。天文学家第一次亲眼从头目睹伽马暴逐渐演化成超新星。
十年来的一个猜想得到了证实：伽玛暴其实就是恒星爆炸产生超新星的序幕。

超新星已经是高能量天体了，可见光亮度超过整个星系，而伽马暴能量比它还要大几
百倍。这些能量远远不是一般恒星里的核反应所能提供的。那么能量从哪儿来呢？很
多时候答案很难从理论推导或实验观察中寻觅，用计算机做模拟就是最好的办法了。
模拟一颗超新星要花销大量计算机能力，就是最大超级计算机也不能完全再现三维空
间的恒星爆炸。但最近几年计算模型有了改善，恒星垂死剧情开始展现人们眼前。推
进剧情的背后黑手是引力，所需能量也来自引力。

太阳们一辈子都在与万有引力抗争。对于大质量恒星来说，最后总是败得一塌糊涂。
恒星形成之后，靠内部氢核聚变发出光和热而产生的压力跟来自恒星外壳的无与伦比
重力抗衡。当消耗完所有氢原料后，重力开始进一步压缩它，星核温度高达一亿度，
氦核开始聚变成碳，靠这个新核能恒星再次暂时偏离崩溃。在大质量恒星粉碎性的外
壳重力下，星核里的核反应并不终止在碳。氦烧完后核炉接着把碳聚变成氧，费时600
年左右。然后把氧聚变成硅，费时约6个月。最后把硅聚变为铁，费时一天。恒星就是
这样越来越快地走上大毁灭的不归之路。而一旦星核变成铁，它的命运就注定了，很
快它就要爆炸。

铁是我们大家熟悉的最常见的金属，但也许很多人没想到，它是大质量恒星的致命点。
在核的结合能图里它是最高点。什么是结合能呢？假如你认识E＝MC^2这个质能方程，
你就能猜出是什么意思了。你去看那张元素周期表，仔细检查那些元素重量，会发现
除了氢（氢核只有一个质子）之外，其他元素的质量都比构成其原子的所有核子（质
子，中子）和电子的质量总和要少（称质量亏损）。少掉的质量上哪儿去了呢？变能
量了。就是说，把质子中子们结合起来就会释放出能量，叫结合能，其大小可由质量
亏损用质能方程算出。算出来的结合能除以元素的核子数目，叫平均结合能，把它按
原子顺序作图，会出现一个山形，大致上说小质量和大质量的元素平均结合能小些，
中间质量的元素的平均结合能大些，铁在最高点。那就是说，比铁轻的元素，聚变放
热而裂变吸热（大致上说），比铁重的元素，聚变吸热而裂变放热。铁呢，不论聚变
还是裂变，都吸热。

所以说恒星核聚变一旦玩到铁就算玩完。铁再聚变下去不是产生能量而是消耗能量。
聚变不再提供能量来撑住星球外壳，星核就只有迅速崩塌的份了。地动天摇的崩塌导
致大爆炸。但问题是，崩塌是怎样导致爆炸的。

这场宇宙游戏的名字叫旋转。正确地说应该是引力加旋转。受引力作用，物质千里迢
迢一路奔来，但并非来开生日派对。沿途不断增加动能（由引力场势能转化而来），
来到恒星内部已具备巨大能量，不可避免大闹一场。然而，那巨大能量暂时存到转动
能里了。宇宙天体无不在旋转（自转或公转），而恒星在垂死阶段旋转加速，形成一
个盘状物，源源不断新流进来的物质就沿着盘边急转，速度为每秒几百英里（它勉强
维持不向外飞散），动能全蕴藏在旋转里头了。恒星崩塌时，核心崩溃成黑洞（或中
子星），新流进来的物质由于旋转速度快，能撑住黑洞（或中子星）引力牵扯，在其
周围形成涡盘，一个巨大旋涡。黑洞（中子星）本身也在高速自旋，导致各种场伸展，
扭曲，断裂，如同突然松开的橡皮圈，倾抛巨大能量到盘里去。高温气体喷流开始向
外发射。十秒钟内喷流达到星体表面。

伽马暴就在此时发生。喷流滴粒间的高速碰撞产生电子瀑布，它们围绕喷流磁场旋转
而甩出来伽玛射线。随后很多天里，喷流射入周围星体间的稀薄气体，造成了可见光
红外光等余晖。

但喷流发生之后，恒星也还没有爆炸。伽马暴只是超新星出场的序幕而已。

大多数崩溃的恒星里形成的不是黑洞而是一座城市大小的中子星，温度上千亿度。它
达到了粉碎碾压极点。极度挤轧的星核如同压扁的海绵一样反弹，产生激波，向正从
外层流进来的物质冲撞。一度有人认为这些激波足够把星体撕裂导致爆炸，但后来的
研究发现，激波产生后的千分之一秒内，一股微中子从恒星中心逃逸出来，它们消耗
掉激波能量。激波失速，超新星变成一颗哑弹。最新的研究表明，星核在振动，落到
其上的物质反复激励它，大约0.8秒内，振动变得如此强烈以至往外发射声波。声波产
生压力，增强了前头刚发射的激波。声波还放大了星核的颤动，使之愈发加大幅度，
以至失控而爆炸。

这就是声波的故事。恒星的灰飞烟灭就源于一声巨响。假如有人当时走进可听闻距离，
他听到的是大致中央C之上的F音，轰隆隆，天崩地裂的声音。