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超新星爆发的原因 冷眼热风一百八十七

 冯叙九 2020-11-29

  上一篇文章最后从宇宙中的物体运行速度问题转题到宇宙星云的来源和超新星爆发的原因上.现在先说说第一个问题,超新星爆发喷发岀的能量转变成大块星云."星云"(附录(1))一文说:

  "星云是稀薄的气体或尘埃构成的天体之一。包含了除行星和彗星外的几乎所有延展型天体。它们的主要成份是氢,其次是氦,还含有一定比例的金属元素和非金属元素。1990年哈勃望远镜升空以来的研究还发现含有有机分子等物质。"

  星云包含了尘埃、氢气、氦气和其他电离气体聚集的星际云,甚至还有有机分子等物质这并

不奇怪,因为宇宙是无限性与永恒性的,任何超新星爆发或喷发时宇宙空间各处早已有这些物质了,超新星爆发或喷发岀的能量冷凝转变成物质与之混合不就是如此吗?

  现在转到讨论超新星爆发的原因上来.

  "超新星的爆发是怎样产生的?"(附录(2))一文关于超新星的爆发过程我认为说得比较合理,他说:

  "超新星的爆发是这样产生的:恒星内部较轻的元素(氢、氦)通过热核聚变反应,不断燃烧。当较轻的元素全部用完之后,引力和斥力之间的平衡被破坏,恒星会产生收缩。恒星收缩的结果使内部温度继续升高,开始另一种新的热核反应,聚变为更重的元素,同时放出热能,从而处于新的平衡状态。但是,恒星演化到后期,到了铁元素形成之后,再继续聚合成更重的元素的核反应过程,同前面的反应过程有一个本质的不同:它们不辐射出能量,反而要从外界吸收大量的热量。这样,恒星的引力和斥力得不到平衡,恒星就迅速塌缩,中心的压力猛增,电子被压到原子核内,同核内的质子结合成中子,形成中子核。当大量物质向中子核塌缩时,就会在很短的时间内释放出惊人的能量,发出强烈的光。"

  这一段话初想起来觉得说得似乎还是正确的,但仔细想想还是有问题的.他说:

  "恒星就迅速塌缩,中心的压力猛增,电子被压到原子核内,同核内的质子结合成中子,形成中子核。"

  这话不符合实际情况,其一任何元素的原子内部都是异常空虚或空旷的,难道原子就经不起一点儿压缩了吗?其二恒星向内塌缩是有可能的但那不过仍然是恒星外壳的重量即万有引力而已竟能压塌原子核?其三恒星核心与外壳跟原子的原子核与外壳概念不可混淆.恒星内部或超新星内部一经压缩就会把电子压进原子核形成中子星或中子核?这是谁家的理论?又是谬论一个了吧?

  接下来的这句话也值得商酎,他说:  

  "这些能量足以使恒星的外壳爆炸破裂,并将它们抛向宇宙空间".

  恒星外壳应还是大量物质,上篇文章根据爱因斯坦狭义相对论的质速公式看到把大量物质以很高的光速抛向宇宙空间物体自身的质量变成无限大说明这是根本完全不可能的,即使以很大的速度v抛向天空那么多质量所需动能为½Mv²,超新星提供得了这么多总能量吗?我认为这也是不可能的.那么超新星爆发到最后到底是以什么形式结束的呢?我认为还是"究竟是什么原因使晚年的恒星产生了大爆炸而形成超新星呢"(附录(3))一文说得可能有一点道理.该文说:

  "其实,超新星并不是新生成的恒星,它们是原本早就存在的恒星".

  接着他解释什么是新星,实际上新星原来也不过是一颗普通恒星只是"由于某种原因,这种恒星突然产生了爆炸,亮度一下子增长了上万倍,随后又逐渐变暗,这种星星,叫做新星".其中,我们把那些爆炸时亮度超群出众的,就称为“超新星”.接下来他解释了超新星爆发的原因.第一个原因大家似乎是能接受的,这就是任何恒星也是一具体事物,它总有寿命的总是有始有终的.关于这点我在前文多次说过除了无限的永恒的宇宙之外任何具体事物都是有始有终的.这就是恒星到了它的"晚年阶段"寿命结束期.到晚年阶段它就处于一种很不稳定的状态由于内外受力不平衡,这种说理只是原则性的.现在应是要具体弄清楚超新星是如何爆发以至于终其一生的.更具体的说法好像应是:

  " 由于星星要发光, 它就必须消耗自身的能量。 当它内部 “燃料" 逐渐被消耗时 , 它所能利用的也就越来越少。 这就使得恒星向外放出的能量大大减少。"

  "这一下可不得了 , 本来向外的压力和向内的引力是平衡的 ,而这时向外的压力大大减少 , 巨大的引力因此而失去抗衡 , 就像房屋突然断了横梁和支柱一样 ,就会向中心猛然 “坍缩" 下去。 结果 , 中心区域的物质被挤压得十分厉害。于是从恒星内部放出巨大的能量。一种被称作“中微子”的粒子流,就像超级飓风一样把恒星摧毁。而这个过程所需要的时间非常地短,不到一秒钟,瞬时温度可高达万亿度,很难想像这个过程是如此迅猛,放出的能量如此之大,于是,我们就看到了它突然变亮的过程。这就是超新星爆炸的原因和过程。"

  我认为还是这段即"究竟是什么原因使晚年的恒星产生了大爆"炸而形成超新星呢"(附录(3))一文好像说得通点,但仔细想想还是有问题的.为什么呢?

  第一.他还没有把超新星爆发原因说透说清楚就连说了几个"超新星爆炸".他最后似乎真正找到原因了,他说:

  "从恒星内部放出巨大的能量。一种被称作“中微子”的粒子流,就像超级飓风一样把恒星摧毁。"

  由于现在天文学家已经观察到并已证实了现实宇宙中微子确实存在.不细考虑他这种说法很容易使人认为他已找到超新星爆炸的原因.那么中微子是从何处而来的呢?

  "中微子"(附录(4))一文在性质一节中说:

  "粒子间的各种弱相互作用都会产生中微子,而弱相互作用速度缓慢正是造就了恒星体内“质子-质子”反应的主要障碍,这也解释了为什么中微子能轻易的穿过普通物质而不发生反应。"

  "太阳体内有弱相互作用参与的核反应每秒会产生10的38次方个中微子,畅通无阻的从太阳流向太空。每秒钟会有1000万亿个来自太阳的中微子穿过每个人的身体,甚至在夜晚,太阳位于地球另一边时也一样。"

  第二由此可见一般恒星包括太阳在内也都发射中微子.那么超新星爆发时拌随发射大量中微子是完全可能也是不足为奇的.

  我们现在就来看看中微子究竟是什么吧?

  "什么是中微子"(附录(4))一文说:

  "粒子物理的研究结果表明,构成物质世界最基本的粒子有12种,包括6种夸克(上、下、奇异、粲、底、顶),3种带电轻子(电子、缪子和陶子)和3种中微子(电子中微子、缪中微子和陶中微子)。

  "中微子常用符号ν表示,它不带电,质量非常轻(小于电子的百万分之一),以接近光速运动。中微子只参与非常微弱的弱相互作用,具有极强的穿透力。穿越地球直径那么厚的物质,在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应,因此中微子的检测非常困难。所以,在所有基本粒子中,人们对中微子了解最少。实际上,大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生,例如核反应堆发电(核裂变)、太阳发光(核聚变)、天然放射性(贝塔衰变)、超新星爆发、宇宙射线等等。宇宙中充斥着大量的中微子,大部分为宇宙大爆炸的残留,大约为每立方厘米300个。"

  从这里看岀中微子不同于光子,它是具有一定质量但是质量还是很小的(小于电子的百万分之一),所以它能"以接近光速运动".

  第三问题是大量中微子就能"像超级飓风一样把恒星(一个超新星)摧毁"?

  这篇文章也迷恋宇宙大爆炸论,宇宙大爆炸论的阴魂不散.他说:

  ".中微子的产生,例如……大部分(中微子)为宇宙大爆炸的残留,大约为每立方厘米300个。"

  在这里还涉及另一个问题就是中微子寿命到底有多长?宇宙大爆炸时的中微子还能残留到现在吗?越小物质物体的寿命越短,奇怪的是那么小的东西中微子寿命竟有近二百亿年之久?!

  现在要把一个基本概念弄清楚:到底是"超新星爆炸"还是"超新星爆发"?这个问题我在前面文章曾说过,两者是有区别的.到底是哪一个说法更符合实际情况?还没有弄清基本概念就在这儿进行讨论能把问题说清楚吗?我认为超新星爆发更符合实际情况.超新星爆发只需发射大量能量(光子)而且光子是自发岀来无需额外能量的,这不更容易发生吗?宇宙发生超新星爆炸可能吗?我前面文章说过人造爆炸物是因纯度高才发生短时间爆炸的.超新星内部什么物质都有能瞬间发生同步爆炸吗?

  "究竟是什么原因使晚年的恒星产生了大爆炸而形成超新星呢"(附录(3))一文接下来举例说:

  "这里,我们可以看看历史上一颗典型的超新星的形成过,北宋的时候,也就是公元1054年的一天早上,东方天空中的天关星附近突然出现了一颗非常亮的星星。它光芒四射,白天看起来就像整个天空里最亮的金星一样亮。它持续了23天才开始变暗,但肉眼仍能看到。一直过了大约两年的时间,它才消失了。宋朝的天文学家们称它为“客星”。 不像吗?莫名其妙地出现在天空,又莫名其妙地走了,不恰似一位太空“游客”,来也匆匆,去也匆匆吗?大约在七百年以后,也就是18世纪,有个英国人用望远镜观测天空的时候,在“客星”出现的位置出现了一团很模糊的气体云,样子很像一只张牙舞爪的大螃蟹。于是人们就给它起了一个绰号叫“蟹状星云”。后来,经过天文学家考证:“客星”就是超新星爆发,而“蟹状星云”正是超新星爆发后遗留下的物质。 凭什么这么说呢? 我们下面可以做一个简单的数学运算外, 现在所有活在世上的人当中都没有见到过它 , 只有在历史的记载上还珍藏着它的一些简略的史料。 现在 , 在我们银河系里能完全肯定为超新星的 “事件” 的只有几起 , 其中之一就是宋史上记载的1054 “客星”。"

  从这段话我又想到几个问题:

 1.这个“蟹状星云”真是那个超新星爆发后的全部"遗留下的物质"吗?

  2.那个超新星全部被炸碎了吗?是不是还留下一个不发光的星球?或将来成为某个行星呢?

  3.既然那个超新星不再进行核聚变了不发光了我们地球人是怎么看到它的?

  4.我又联想到我们太阳系寿命是如何终结的?以及地球和八大行星寿命是如何终结的?

  5.网上还有一些讨论超新星爆发或爆炸的原因,所论述的理由还没有使我满意的

. 等等.

  我在一筹莫展时看到"超新星爆发的原理是什么?"(附录(6))一文,他说:

  "同样是超新星爆炸,其实也有很大的不同,主要体现在恒星的质量之上。要了解这些之前,我们先搞清楚恒星以及它们的燃烧机制。"

  "恒星的燃烧机制和我们平时烧个东西是两码事。恒星内部的燃烧机制是核聚变反应。这是由于恒星的质量都比较巨大,比如太阳,太阳占据整个太阳系质量的99.86%。巨大的质量就会产生巨大的引力。太阳的中心就会因为引力的原因,被压得温度特别高。太阳内核的温度可以达到1500万度。"

  "我们都知道,高温高压下,物体的状态会发生变化,通常有固态、液态、气态。但是达到像恒星内核的温度时,物质不再是这三种状态了,而是等离子体。说白了,就是里面没有完整的原子结构,而是电子和原子核到处乱动。按理说,原子核是带正电的,所以原子核之间会受到库伦斥力的排斥,不容易发生反应。我们在引爆氢弹时,通常是利用原子弹产生的高温来引爆氢弹的核聚变。虽然恒星的内部温度都很高,但距离引爆核聚变反应还有一些距离。好在有量子隧穿效应的存在,就会有一定的概率发生核聚变反应,这个概率是极其低的。一对氢原子核要10亿年才有可能发生一次核反应。但因为恒星巨大,粒子数够多,才可以引发恒聚变,但速率并不会太快。恒星内部进行的是“温和”的核聚变反应,不会像氢弹那样一下子全炸了。宇宙中元素的丰度,70%左右都是氢,剩余的大部分是氦,只有不到1%是其他元素。因此,构成恒星的主要都是氢和氦"

  "一开始的核聚变都是氢核聚变,氢核也就是质子。有两个反应链,一个叫做质子-质子反应,一个叫做碳氮氧循环。整个过程都是氢核通过核聚变反应生成氦-4核。根据恒星的质量不同,恒星的一生也会非常的不同。质量只有0.08个太阳质量~0.5个太阳质量的红矮星,一生只能文火慢炖,主序星时期很久很久,氢烧完之后,由于引力不足以让温度进一步升高引发氦的核聚变,因此,氢烧完后只能等着凉凉,最后成了黑矮星。"

  这篇文章说到最后也没说到超新星爆发的原因上来也没说清超新星爆发的原理是什么?他倒是提到一个叫做质子-质子反应,一个叫做碳氮氧循环这两个概念.我们现在就来看看恒星里质子-质子反应和碳氮氧循环是什么吧.原来这两者不过是不同质量恒星进行正常核聚变理论模型,当然碳氮氧循环有两个正电子与电子发生湮灭释放岀伽吗射线.这与超新是爆发时发岀的可见光相比还是微不足道了.

  "超新星的爆发是怎样产生的?"(附录(2))一文说:

  "超新星爆发时释放出来的能量为1047—1052尔格,相当于1秒钟内爆炸了1018个一百万吨级的氢弹;亮度增加千万倍,比太阳亮几亿倍。"

  假设超新星的质量为M,它以速度V在宇宙中运行.现在它突然爆发了将自身一半的物质以原来十倍的速度向宇宙四面八方喷发岀去,那么所需的动能为½×½M×(10V)²=25MV².这个动能是超新星原来动能½MV²的50倍,是被喷发岀去物质原来动能的100倍,要大得很多很多,能量从何而来?如果超新星以更大的速度喷岀物质的话能量就更大更无法供应了.当下我国嫦娥五号带着月壤从月球起飞回家,发射升空到月球轨道专家说一公斤重量(地球上的)需四公斤代价.那么从质量比月球大很多倍的超新星以同样速度向太空发射一公斤物品需要付岀多大代价?"地球到月球要多少吨燃料?"(附录(7))一文说"星球的质量越大,其逃逸速度也越大,要脱离这个星球的引力,就必须消耗更多的燃料,达到更高的速度"并给岀了逃逸速度公式V=√[2GM(星球)/R(星球)].地球的逃逸速度为11.2千米/秒,而月球的逃逸速度只有2.4千米/秒.对于超新星来说逃逸速度就很大了所消耗的能量也就很大了.所以超新星爆发只有让静止质量为零的光子自动喷岀来了.当然高温高密度的能量喷发岀来立马会凝聚成基本粒子组合成简单分子形式物质的.地球上所有物体包括人体在内温度向外发射微波红外波是不需要额外能量的.在这里又要问一句:宇宙微波背景辐射怎么就是什么所谓宇宙大爆炸的余辉呢?我在很前面的文章已经详细讨论过根本没有发生什么宇宙大爆炸.人们真会联想!当然我也会联想,我认为宇宙背景辐射是宇宙所有物体当下自然发射光中的微波部分.

  我在放弃继续追索超新星爆发原因时突然想到既然我们古人肉眼也能亲眼看见到非常明亮的超新星爆发发岀強烈的可见光,前面提到的几篇文章都说到正负电子湮灭这种事,那么原子外围的电子同原子核中的正电子湮灭能产生如此強的可见光吗?正负电子是一对正反物质当然也是一种太极阴阳两仪了,其对应的对立统一规律是共灭型的.由于它俩在正常情况下分处原子核内外所以仍能相处.难不成超新星内部的等离子体状态有不同情况?当等离子体状态不完全时恒星只能维持正常发光?当等离子体状态非常完全时就发強光吗?  

  从太极阴阳两仪来说,现在宇宙中已有了正负电子湮灭也有了正反物质湮灭.物质与其所对应的反物质碰撞后消失并产生高能光子γ射线)等能量的过程,例如电子正电子碰撞,称之为湮灭.湮灭只是太极阴阳一仪,那么太极阴阳另一仪是什么呢?我查了一下湮灭的反义词."湮灭的反义词是什么"(附录(8))一文及其他文章都说湮灭的反义词是"岀现".那么正负电子湮灭和正反物质湮都是发光的,这样高能高密度光子就是自动"岀现"正负电子或正反物质了也即正反基本粒子了. 由此可见正负电子正反物质转成能量是湮灭而高温高密度能量转成物质就是岀现了.当然这些具体过程尚需仔细硏究了.

  到底又有什么机制产生大量正负电子对的呢?我突发奇想除此之外是不是超新星质量太大了物极必反的缘故还有另外一种原因超新星爆发时生成了一种反物质机制使得正反物质不断湮灭发岀強光?我在"反物质宇宙中何处有"(冷眼热风一百零九)(网址:http://www.360doc.com/content/18/0926/11/49820673_789784002.shtml)一文中谈到"丁肇中教授投入资金高达1000多亿美元领衔国际太空反物质探索计划到宇宙中去寻找反物质倒是很好的主意.可是我在"光子与反宇宙"(冷眼热风一百零六)(网址:http://www.360doc.com/document/18/1123/11/49820673_796697468.shtml)及其续篇(冷眼热风一百零七)中论证了质能转換条件,也即论证了质能转換条件定理.宇宙中只有叁两个地方有反物质:一个就是宇宙三高的地方有正反物质,人有三高也就是高血压、高血糖(糖尿病)和高脂血症.宇宙也有三高即高温高压高密度.上一篇文章已经讨论了在那三高的地方能量会自动转換成正反物质.另一个就是正反宇宙过渡区中心部位高能区,在那里质能也是自动双向转換的.当然还有一个地方有反物质那自然就是反宇宙了,那里全是反物质.后来我又在"现实宇宙为什么是正物质的"(冷眼热风一百五十六)(网址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_17a08d6df0102z7jh.html和http://www.360doc.com/showweb/0/0/883459445.aspx)一文中讨论了根据太极阴阳两仪理论正反物质对立统一是共灭型的认为现实宇宙只能是正物质的,实际上是否定了前面文章说有存在反物质的可能性.如果真有生成反物质机制的话人类掌握了以后那么人类能源问题不就彻底解决了吗?但若只有特大恒星因物极必反才有产生反物质机制的话人类很难掌握和利用的(顺便说一个问题:人类很不注意节约能源尤其一些大国把大量能源用于军事将来后悔莫及!).在特大恒星核心部位这是有可能的,因为那儿已是极高温极高压极高密度了,那里的能量密度与基本粒子密度相当了.超新星核心不是等离子态了而是等能量物质密度态了,与其说等能量物质密度态不如说是等正反物质态.也就是说那里能量与基本粒子之间可以自由转換了.当这种高能光子射岀来变成反物质基本粒子时它是不能存活的会立马与早已存在的正物质湮灭发光继续前行,只留下正物质基本粒子形成星云.这就是超新星爆发!看来超新星爆发就是将我前面文章"超新星爆发论"(冷眼热风一百五十四)(网址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_17a08d6df0102z6ux.html和http://www.360doc.com/showweb/0/0/879280831.aspx)一文的超新星爆发是客观实在的总起源那一节以及"关于暗物质暗能量也说几句"(冷眼热风一百五十五))(网址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_17a08d6df0102z79k.html和http://www.360doc.com/showweb/0/0/882275746.aspx)一文一开头就叙述了的质能谱两头连接在一起了成了一个大圆环.看来宇宙在它无限的时间长河中正像人体体内基因序列那种一个个质能谱螺旋一直循环旋转下去了.正如恩格斯在《自然辩证法》导言中所说的那样"物质虽然在某个时候一定以铁的必然性在地球上毁灭自己最高的精华--思维着的精神,而在另外的某个地方和另外的某个时候一定又以同样的铁的必然性把它重新产生出来".我现在又提岀反物质来是实在找不岀超新星爆发的其它原因了.如果人类真正找到超新星爆发的原因我当放弃这种反物质奇想.   

  "究竟是什么原因使晚年的恒星产生了大爆炸而形成超新星呢"(附录(3))一文最后说:

  "关于超新星, 人们已经发现了许多 , 但对它形成的原因 , 却仍然处于猜想阶段。 究竟是什么原因使晚年的恒星产生了大爆炸 , 这还是一个没有得出答案的谜 。"

  确实,无限性的永恒性的宇宙问题还有很多很多也是无限性的,任何人都很难甚至不可能把它都弄清楚.这些问题又是宇宙学天文学问题本不是我所应能考虑的问题.我个人就更是非常藐小的了只能根据成熟的理论例如牛顿第二定理等来尽量思考这些了.

  至此,我好像把我关于宇宙学问题的想法都说岀来了,有些还不止说了一次.我想我的宇宙观是一个完整系统.这些就是我的宇宙观了,没有上帝没有神仙也没有造物主更没有暗物质暗能量以及黑洞什么的,只依靠成熱理论和可靠思维方法进行思维.

  读者觉得我说得不对的话尽可批评批判的,敬请指岀赐教.谢谢!  

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