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    揭開銀河系神秘面紗

     語濹 2022-09-23 發(fā)布于安徽

           知道了太陽方方面面特征,就等于認(rèn)識了銀河系數(shù)千億顆恒星的基本特征;知道了銀河系形形色色屬性,就等于認(rèn)識了數(shù)萬億個河外星系的基本屬性。

    [仰視夏夜星空,用肉眼可見繁星閃閃的銀河系]

    01. 銀河系概述:

           銀河系(Milky Way galaxy),是漩渦狀棒旋星系。銀河系擁有四條清晰明確且相互對稱的旋臂,旋臂間距4500光年。

           銀盤是銀河系的主體,中央厚度約1.2萬光年,外緣較薄,厚度約3千光年。

           銀盤直徑約8萬光年,銀暈(Halo)直徑約10萬光年,銀暈外面還有肉眼看不見的暗暈,現(xiàn)在普遍說法改為12萬光年,也有說法是16萬光年,甚至說成20萬光年。

           說16萬光年也不是沒有證據(jù):銀河系曾經(jīng)捕獲了 “人馬座矮橢球星系”,撕裂并俘走它的全部恒星群,只剩下一個全裸的 “星系核“。甚至遠(yuǎn)在16和19萬光年以外的大、小麥哲倫星系也不能置身事外,遲早有一天,大小麥哲倫星系也將融入銀河系。

           [ 最貼近銀河中心是 “大犬座矮星系”,最受銀河虐待的是 “人馬座矮橢球星系”。后者距離地球7萬光年↑。Jiang和Binney認(rèn)為:人馬座矮橢球星系軌道周期5.5~7.5億年,剛開始進(jìn)入銀盤面的質(zhì)量大約是10個⊙,現(xiàn)在質(zhì)量已經(jīng)不到原來的三分之一。從數(shù)值模擬和隨后檢測都表明在銀河核球潮汐力的作用下,矮星系中的眾恒星被全部剝離出來,沿著矮星系橢圓形軌道,形成長長的星流,而自己僅剩下一個裸球,成為最典型的光桿司令。]

           銀河中心,呈很明亮的棒球結(jié)構(gòu),直徑約為2.7萬光年,厚度約為1.2萬光年。棒球體以銀心到太陽的直線呈44°角,主要由紅色的恒星組成,大多是老年的恒星。

           我們的太陽系位于偏離銀河中心2.6萬光年的地方,太陽系環(huán)繞銀河中心公轉(zhuǎn)周期,最早數(shù)據(jù)是2.8億年,現(xiàn)在天文科普使用頻率最高的是2.5億年,但2019年3月又有更精準(zhǔn)的測算出爐,把公轉(zhuǎn)周期修改成2.23億年。這說明了真理的揭示,不是一步到位的;而是在不斷探索中,反復(fù)驗證并修正錯誤或誤差,而漸漸地逼近真相的。


    02. 銀河中心恒星密度:

           太陽周圍恒星彼此距離約為4.2光年,而且分布相當(dāng)均勻。但銀河中心恒星密度十分密集,相當(dāng)于太陽附近恒星密度的100萬倍↑。銀河中心還有個核球,其恒星密度更高更密,彼此間距離只有0.2光年。

           銀河中心人馬座A*(SgrA*)方向上存在著一個超大質(zhì)量黑洞,其質(zhì)量相當(dāng)于460萬個太陽質(zhì)量,黑色球體直徑約為3.26光年,黑洞周圍分布著4200萬顆恒星,其恒星密度高達(dá)28.9萬顆/Iy3(注:Iy3表示立方光年)。這比太陽系附近的恒星密度高出了7200萬倍。

    [ 銀河中心人馬座A*(SgrA*)方向上,存在著一個超大質(zhì)量黑洞,眾多恒星環(huán)繞黑洞沿橢圓形軌道做3D運動。]


    03. 銀河中心恒星壽命:

           銀河中心大多數(shù)恒星質(zhì)量都小于太陽質(zhì)量,但年齡多在100億歲↑,宇宙大爆炸起始于138.2億年前,可見銀河中心老壽星比比皆是,真真是 “壽比宇宙,命與天齊”。

           由于銀河中心由高密度的恒星所組成,相鄰恒星,相依為命。彼此構(gòu)成互旋的雙星體系、或三星體系,甚至多星體系,寡為單星體系(如太陽系)。

           雙星體系,星核互旋,結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,壽命最長。但單星體系或多星體系就不夠穩(wěn)定了,有可能發(fā)生高頻率的相互吞拼,并引發(fā)超新星大爆炸。


    04. 太陽系及地球的形成:

           大約在46.5億年前,超新星炸出了一個人類安居的太陽系,而且被甩出高危高輻射的銀河中心,跑到銀河系郊外去過獨居生活。可以說銀河中心群星活動非常活躍,這里既是老壽星們的集體墳場,同時又是嬰幼兒恒星不斷誕生的搖籃。

           上圖箭號所示的紅點位置,體現(xiàn)太陽系因超新星爆炸后,被甩出銀河中心跑到郊外生活。這真是不幸中的萬幸。遠(yuǎn)離銀河中心 “高密度高風(fēng)險高輻射” 是非之地,為地球生命起源創(chuàng)造了最優(yōu)質(zhì)的環(huán)境氛圍。

           我們天文觀察發(fā)現(xiàn),銀河系中類太陽的恒星都擁有體積大數(shù)量多的 “超級地球” ,構(gòu)成自己的行星家族。所以我們有理由認(rèn)為:早期太陽系在地球軌道附近,也擁有10來個體積龐大的1.0版的超級地球。但多數(shù)超級地球,很快地陸陸續(xù)續(xù)地都被太陽引力的潮汐運動給吞噬掉了,僥幸剩下唯一的人類賴以生存的原始地球。地球的巖石圈和鐵核成分,都是超新星爆炸的結(jié)果。

           那么地球的水又是怎樣形成的呢?①超級地球濃厚的外層空間,是由氣體和塵埃構(gòu)成的,受太陽熱輻射,強烈對流,摩擦帶電,通過打雷閃電會制造出水分子。②原始地球物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)也會制造出水分子。③地球不斷地捕捉空中來客(小行星和彗星),也有利于原始海洋的誕生。于是體形臃腫的1.0版的原始超級地球,變成體形極度瘦身的、巖心水圈的現(xiàn)代2.0版的地球。


    05. 銀河系恒星溫度:

           太陽系誕生于46.5億年前的一次超新星大爆炸,相對于宇宙誕生的年齡138.2億年,太陽系只能算是充滿生命活力的新生代。準(zhǔn)確地說太陽是 “中年黃星”。而在太陽系外圍那四條旋臂上,卻生活著眾多的藍(lán)星。藍(lán)星表面溫度比太陽高多了。黃星多位于銀河中心,藍(lán)星多位于旋臂外圍,紅星多位于銀河中心的核球里。

           與爐灶生火原理相同:火苗越紅,溫度越低;火焰越藍(lán),溫度越高。黃色火焰,溫度介于紅藍(lán)之間。紅星慢慢冷卻變暗,壽命最長;藍(lán)星核燃燒最旺,壽命也短;黃星核燃料耐燒,所以太陽壽命居中,可活100億歲。

    [ 太陽系環(huán)繞銀河中心公轉(zhuǎn)周期為2.5億年,太陽系已經(jīng)度過了將近20個銀河年。]


    06. 太陽系的銀河年:

           銀河系自轉(zhuǎn)周期為2.26億年,太陽系環(huán)繞銀河中心公轉(zhuǎn)周期為2.5億年,太陽系形成于46.5億年前,太陽系已經(jīng)度過了將近20個銀河年。

           在這20個銀河年里,地球上發(fā)生過不少于20次的物種大滅絕事件。其中有五次特別嚴(yán)重。第一次物種大滅絕發(fā)生于4.5億年前,最終幸存者只剩14%的物種。第二次發(fā)生于3.75億年前,有3/4物種從地球上消失。第三次發(fā)生于2.5億年前,最為嚴(yán)重,有96%的物種走向滅絕。第四次發(fā)生于2億年前,80%的物種滅絕。第五次發(fā)生于6500萬年前,76%的物種滅絕。恐龍消失,人類出現(xiàn)。

           第六次物種大滅絕事件還沒有到來?會不會導(dǎo)致人類滅絕?很難說!也許那時候已經(jīng)實現(xiàn)火星移民或木衛(wèi)二移民,人類借此能夠躲過地球刼難!

           兩次大滅絕的時間間隔,少則6500萬年,多則1.3億年。大劫難周期:要嘛1/2銀河年,要嘛1/4銀河年。小劫難周期:1/8銀河年。

           [太陽環(huán)繞銀河系的銀道面運動,其軌跡呈上下波動,很象交流電正弦波(紅色曲線)。X軸代表銀道面,Y軸指向北銀極。太陽在銀盤水平橫軸上,持續(xù)上下波動震蕩,頻率間隔時間為3200萬年。]

           地球劫難的解釋:太陽系環(huán)繞銀河中心平面運動軌跡,呈上下起伏波浪式運動,很象交流電穿過橫軸(X軸)呈正弦曲線波。太陽在銀盤水平橫軸的銀道面上,持續(xù)上下波動震蕩,頻率間隔時間3200萬年。當(dāng)太陽系穿越銀盤X軸的時間節(jié)點,恰恰與地球生物大小劫難完全吻合。反之,當(dāng)太陽系或上或下運動,只要偏離銀盤X軸越遠(yuǎn),對于地球生命來說就越安全。所以深入研究太陽在銀河系里的活動規(guī)律,對于人類能否永遠(yuǎn)生存下去而不滅絕是很有意義的!


    07. 銀河系的物質(zhì)組成:

           銀河系,屬于棒旋狀渦漩星系。銀河系90%是恒星,也含有10%的氣體和塵埃。銀河系的恒星數(shù)量約在1000億到4000億顆之間,但大約75%恒星數(shù)量高度集中于銀河中心區(qū)域。

           ①銀河系所擁有的恒星中: 70%<⊙,25%>⊙,5%=⊙ 恒星質(zhì)量范圍:44%⊙ ≤ ⊙ ≤ 20⊙ (⊙表示太陽質(zhì)量)。

           ②銀河系擁有大量星團(tuán)和星云,以及各種類型的星際氣體、星際塵埃等。

           ③銀河系擁有相當(dāng)數(shù)量的行星、超新星、中子星和黑洞等。目前發(fā)現(xiàn)和評估銀河系至少擁有20萬顆中子星。銀河中心擁有大小黑洞可能幾十萬個,甚至成百上千萬個。

           ④銀河系可能擁有68.3%的暗能量,銀河中心可能擁有26.8%的暗物質(zhì),而恒星和黑洞等普通物質(zhì)僅占4.9%。


    08. 銀河中心的引力來源:

           萬有引力是由物質(zhì)質(zhì)量所決定的。太陽系引力場是由太陽質(zhì)量所決定的。太陽質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99.86%。同理,銀河系引力場也應(yīng)該由銀河中心的 “銀核質(zhì)量” 所決定的。

           [ 如果銀河系沒有額外的強大引力協(xié)助,那么四條旋臂上的眾多恒星,勢必會被強大的線速度,毫不留情地甩出星系之外,最終整個銀河系將分崩離析。]

           然而,如果真把銀河系簡單地類比成太陽系,其中銀核相當(dāng)于太陽,眾恒星相當(dāng)于眾行星,顯然又不能解釋銀河系渦漩運動問題。對于銀河中心存在著 “超強引力場” 問題,天文學(xué)界存在著三種觀點,至今無法達(dá)成共識。

    (1)銀河中心存在著 “巨無霸黑洞”:

            假設(shè)銀河中心存在著一個更小的銀核,銀核的全部物質(zhì)因引力坍縮,形成一個 “超大質(zhì)量的巨無霸黑洞”。那么經(jīng)過一系列物理公式計算不難得出, “銀核黑洞” 的史瓦西半徑Rs=4.68光年。換句話說,銀核黑洞直徑(即事件視界)約為10光年。銀河系直徑是12萬光年。

           但我們用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和各種射電望遠(yuǎn)鏡,對銀河中心(尤其是銀核)進(jìn)行反復(fù)掃描觀測,沒有任何蛛絲馬跡能夠證明銀核里存在著一個 “超大質(zhì)量的巨無霸黑洞” 。

           實際觀測表明:在偏離銀核質(zhì)點25光年的人馬座A*(Sgr A*)方向上,有一個高致密性 “射電源”,它能發(fā)射出極強的宇宙射線,如紅外線、x射線和γ射線等。而且東星有個超新星爆炸的遺跡,西星有個特殊的螺旋結(jié)構(gòu)。經(jīng)天文觀測后綜合分析判斷:這里存在著一個 “超大質(zhì)量黑洞”,其質(zhì)量相當(dāng)于460萬個太陽質(zhì)量。這黑洞雖然巨大,但要仰仗它所產(chǎn)生的引力場,去牽引銀河系數(shù)千億顆恒星做渦漩運動,顯然是蚍蜉撼樹,自不量力!

           不過,根據(jù) “霍金黑洞形成理論” 來看,銀河系存在時間已經(jīng)超過126±10億年,而超大恒星形成黑洞的時間只需數(shù)千萬年,因此銀河中心將會存在著難以計數(shù)的黑洞,尤其是銀核里的黑洞密度,其概率將會變得很大很大!

           又依據(jù) “原初黑洞形成理論” 來理解,如果把微型黑洞數(shù)量也估算在內(nèi)的話,那么更是一個龐大無比的天文數(shù)字,很可能比銀河系所能見到的恒星數(shù)量還可觀,只是我們利用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和射電望遠(yuǎn)鏡都觀測不到而已,但誰也不敢否定數(shù)也數(shù)不清的微型黑洞不存在。

           看不見不等于不存在。銀河中心(尤其是銀核),大大小小黑洞數(shù)量和質(zhì)量,才是決定銀河系超強引力場最最重要的力量源泉!

    (2)銀河中心引力場是由 “眾恒星的引力疊加效應(yīng)” 所決定的:

           前面的黑洞數(shù)量和質(zhì)量,僅限于概率統(tǒng)計和分析,僅憑理論來理論去而巳,沒有實際天文觀測結(jié)果做為真憑實據(jù),很難令人信服。而實際情況是:我們用哈勃望遠(yuǎn)鏡和射電望遠(yuǎn)鏡,對銀河中心進(jìn)行反復(fù)掃描觀測,都沒有發(fā)現(xiàn) “巨無霸黑洞” ,只是在人馬座A*方向上發(fā)現(xiàn)一個 “超大質(zhì)量黑洞”。這黑洞牽引身邊數(shù)百萬顆恒星旋轉(zhuǎn)沒有問題,但指望它牽引數(shù)千億顆恒星在直徑12萬光年的銀道面上做渦漩運動,顯然蚍蜉撼樹,力不從心!

           于是人們拋出第二套方案來解釋銀河中心的 “超強引力場” 問題。我們知道銀河中心集中了 銀河中心(尤其是銀核),分布著恒星數(shù)量高度密集的眾多 “核星團(tuán)” ,核星團(tuán)里恒星距離≤1萬天文單位。(供參考:1A∪(天文單位)= 1.5×10^8Km(公里),是太陽到地球的距離。距離太陽最近的恒星是27萬天文單位) 。

           持第二種觀點的人們認(rèn)為:銀河系四條粗大的旋臂之所以能做 “渦漩運動”,是由于銀河中心棒球狀星群,在緩慢地旋轉(zhuǎn)過程中,產(chǎn)生了強大的 “角動力場”。銀心角動力場牽引著直徑12萬光年(甚至16萬光年)的銀盤,發(fā)生了時空扭曲運動,于是攪動了數(shù)千億顆恒星進(jìn)行旋臂渦漩運動。角動力場的力量源泉來自 “銀核星團(tuán)” 和 “Sgr A*方向上那顆 “超大質(zhì)量黑洞“。

           不過,這種解釋存在著一個很致命的缺陷: 我們知道銀河中心的恒星群,由于彼此之間緊靠得太近,要嘛形成雙星體系互旋,要嘛形成多星體系互旋,眾恒星不可能做到 “齊心合力”,不可能做到 “引力疊加效應(yīng)”。

           也就是說,眾星引力矢量方向是無序的或是亂序的,很難形成矢量方向高度一致的總合力(即角動力場)。這樣的總合力即便存在,也是很微弱的,不足以牽引銀河系數(shù)千億顆恒星,在直徑12萬光年如此龐大的銀道面范圍內(nèi)做緩緩的 “渦漩運動”。

           除非銀核發(fā)生 “引力坍縮”,群星質(zhì)量高度密集于 “銀心奇點” 上,成為一個“超大質(zhì)量的巨無霸黑洞”。由巨無霸黑洞所產(chǎn)生的“引力場效應(yīng)”, 不僅力量無比強大,而且引力方向高度一致,才能勝任引領(lǐng)銀河系恒星群做渦漩運動。實際情況是:“ 銀核引力坍縮始終沒有被發(fā)現(xiàn),巨無霸黑洞始終沒有誕生。”

    (3)銀河中心引力場效應(yīng)是由 “暗物質(zhì)” 決定的:

           現(xiàn)代宇宙學(xué)在宇宙起源問題上,已經(jīng)普遍搭成共識:在可觀測宇宙中,暗能量占68.3%,暗物質(zhì)占26.8%,普通物質(zhì)僅占4.9%。

           這就意味著我們的銀河系,能借助天文觀測儀器設(shè)備所能看到的物質(zhì),包括行星、恒星、中子星、超新星、黑洞、星團(tuán)、星際氣體和塵埃等等,都屬于普通物質(zhì),而且僅占銀河系總質(zhì)量的4.9%。

           還有更多即便借助了各種天文觀測儀器設(shè)備,仍然無法看到的物質(zhì)叫 “暗物質(zhì)”,大約占銀河系總質(zhì)量的26.8%。而且暗物質(zhì)會高度集中于銀河中心(尤其在銀核里),它們才是銀河系 超強 “引力場效應(yīng)” 最最重要的力量源泉!

           [ 暗物質(zhì)暈的“引力場效應(yīng)”,象強力膠牢牢地束縛著銀河系,確保銀道面上眾恒星有序地渦漩運動,不至于分崩離析成一盤散沙。]

           現(xiàn)在我們給銀河系物質(zhì)總量(含暗物質(zhì))算一筆帳:由于宇宙暗物質(zhì)占26.8%,普通物質(zhì)占4.9%,所以銀河系暗物質(zhì)也應(yīng)該是普通物質(zhì)的5.2倍。

           已知恒星占銀河系總質(zhì)量90%,星際氣體和塵埃占10%。銀河系恒星數(shù)量約為1000~4000億顆,我們保守取中間值2000億顆恒星來計算。其中25%恒星≥太陽質(zhì)量⊙;

           而銀河中心75%為紅矮星,其質(zhì)量:44%⊙<紅矮星<⊙; 取下限:紅矮星質(zhì)量=0.5⊙;

    則銀河系物質(zhì)總質(zhì)量:

    M≥5.2×2000x75%x0.5+5.2x2000x25%+2200×75%×0.5+2200×25% ≥3900+2600+825+550

    ≥7875(億個⊙)

           來自澳大利亞的科學(xué)家推算出銀河中心暗物質(zhì)的總質(zhì)量,保守估計相當(dāng)于8千億個太陽質(zhì)量,這與清風(fēng)計算也相當(dāng)吻合,沒有矛盾!

           [ 旋臂外側(cè)恒星線速度v?=550公里/秒,反而大于旋臂基部太陽的線速度v?=250公里/秒。線速度越大,離心力也越大,越難被銀核向心引力所約束。偏偏銀核引力效應(yīng)與恒星距離平方成反比。距離越遙遠(yuǎn),引力急速收斂弱化。如果不借助 “暗物質(zhì)” 這天神之力,銀河系早就象一盤散沙而分崩離析了!]

           早先科學(xué)家推算出銀河系的恒星逃逸速度是240 ± 120公里/秒,現(xiàn)在被修改為550公里/秒。而且銀河系直徑≥12萬光年。如此遙遠(yuǎn)的距離,如此強大的逃逸速度,如果沒有暗物質(zhì)助力,所有恒星就象一盤散沙,早就土崩瓦解了,早就離散逃逸了,哪來的高度有序的渦漩平面運動?

           尤其是銀核暗物質(zhì)會產(chǎn)生超強大的 “角動力場效應(yīng)”,引發(fā)銀河系時空嚴(yán)重扭曲。越是物質(zhì)密度高的銀河中心,時空扭曲得越嚴(yán)重;越是遠(yuǎn)離旋臂外圍的地方,時空彎曲不太嚴(yán)重。所以恒星渦漩運動的軌跡,與鸚鵡螺對數(shù)螺線軌跡相吻合。

    [ 圖①表示星系周圍的暗物質(zhì)暈;圖②表示引力場效應(yīng)引發(fā)時空嚴(yán)重扭曲。]

           還有個問題:既然暗物質(zhì)會產(chǎn)生角動力引力場效應(yīng),那么為什么不會把銀河中心大量的恒星吞噬掉呢?這里面還有個68.2%的 “暗能量” 問題。這點與黑洞大鱷 “鯨吞一切” 有所不同。

           暗物質(zhì)有向心引力作用,暗能量卻有離心斥力作用,于是暗能量與暗物質(zhì)相互抗衡。如果把星群比作魚群,則暗能量好比海洋,海水托起鯨魚笨重的軀體自由游弋。魚群(星群)會順著海洋洋流方向(即時空扭曲的方向),做集體洄游運動(即星群渦漩運動)。


    (4)銀河系里存在著 “超高能宇宙加速器”:

           中國科學(xué)院高能物理研究所、Springer Nature聯(lián)合發(fā)布了LHAASO的重大發(fā)現(xiàn):在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器和人類觀測到的最高能量光子。

           中科院在高海拔地區(qū)建設(shè)了大型復(fù)合探測陣列 “高海拔宇宙線觀測站” ( LHAASO),首席科學(xué)家曹臻研究員今年5月17日發(fā)布:在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量超高能宇宙加速器,并記錄到最高1.4拍電子伏伽馬光子,這是人類觀測到的最高能量光子,這些發(fā)現(xiàn)改變了人類對銀河系的傳統(tǒng)認(rèn)知,開啟了“超高能伽馬(r)天文學(xué)”的新時代。

           現(xiàn)行的理論和模型認(rèn)為,測量到的光子的能量不可能超過0.1拍電子伏。如果超過0.1拍電子伏,這些光子就消失了。而我們的探測器探測到的光子,最高能量達(dá)到了1.4拍電子伏,這是人類歷史上測量到的最高能量光子。

           而且我們把這些高能量光子的源頭(宇宙加速器)的位置定位得很準(zhǔn),精準(zhǔn)到0.2°范圍之內(nèi),現(xiàn)在我們已經(jīng)觀測到12個高能光子源。像天鵝座的中心和蟹狀星云這兩個地方,都是產(chǎn)生這種高能量光子的宇宙加速器的源頭。所以銀河系并不像我們想象中的那么平穩(wěn)。只是恰好太陽系所在的小區(qū)域比較安全,才有了我們?nèi)祟惖某霈F(xiàn)。

           曹臻說:我們現(xiàn)在只能建造出產(chǎn)生能量比它小100倍粒子的加速器,不過目前,這種縮小版的加速器,已經(jīng)應(yīng)用在治療腫瘤的醫(yī)療設(shè)備上,具有不錯的治療效果。

    注:1拍電子伏=10^15 eV

    即:1拍電子伏= 1千萬億電子伏特


    09. 暗物質(zhì)是由什么組成的?

           不過請注意,超新星曝炸只會產(chǎn)生普通物質(zhì),不會產(chǎn)生暗物質(zhì)。化學(xué)元素周期表中沒有 “暗物質(zhì)” 的座位號。只有宇宙大爆炸早期才會產(chǎn)生 “暗物質(zhì)”。那么暗物質(zhì)到底是什么東西呢?

           [ 四夸克態(tài)粒子Zc(3900),是由兩個 “粲夸克” 和兩個 “反粲夸克” ,通過非奇異介子(J/ψ)黏接而成的。]


    (1)暗物質(zhì)粒子,會不會是由 “多夸克” 所構(gòu)成的?

           近年來人們發(fā)現(xiàn)了很不可思議的由 “四個夸克” 組成的粒子。這四個夸克中,有兩個是“粲夸克”,另兩個是“反粲夸克”。它們相互共存,相安無事,共同構(gòu)成超重粒子。而單對單的粲夸克和反粲夸克放在一起,瞬間湮滅,并釋放出巨大能量。(注:粲讀càn)。

           夸克有6味:①第I代有上夸克 和下夸克 ,屬于輕夸克;②第Ⅱ代有粲夸克和奇夸克,屬于重夸克;③第Ⅲ代有頂夸克和底夸克,屬于超重夸克。又有6種反夸克與6種夸克相對應(yīng),于是夸克共有12種。

         2013年3月,中國北京正負(fù)電子對撞機BESIII合作組發(fā)現(xiàn)了四夸克態(tài)粒子Zc(3900)。后來美國康奈爾大學(xué)CLEO-c實驗保存的數(shù)據(jù),證實了Zc0(3900)。

           我們知道質(zhì)子和中子,都是構(gòu)成物質(zhì)世界的重子。它們由 “上、下三個夸克” 通過膠子黏連而成。而X(6900)的四夸克超重粒子,卻由兩個粲夸克和兩個反粲夸克,通過非奇異介子(J/ψ)黏接而成。

          2015年7月14日,歐洲核子研究中心宣布通過大型強子對撞機 “底夸克實驗”,發(fā)現(xiàn)了 “五夸克粒子”。五夸克粒子是由 “兩個上夸克、一個下夸克、一個粲夸克和一個反粲夸克” 共同組成。

           一個成熟的河外星系(如類星體),其星系核是由 “巨無霸的黑洞” 所組成的。但銀河系的銀核卻沒有形成巨無霸的黑洞。所以天文學(xué)家普遍認(rèn)為我們的銀河系,是 “發(fā)育不成熟的巨嬰型棒旋狀星系”。

           于是人們自然會聯(lián)想到:不成熟的巨嬰星系,中心物質(zhì)很可能是暗物質(zhì);而暗物質(zhì)有可能 是由 “四個夸克或五個夸克” 構(gòu)建起來的超重粒子扎堆而成。而且這種超重粒子表現(xiàn)為電中性,對電磁場嚴(yán)重不敏感,對光也不敏感。

           但會在弱力作用下解體成常態(tài)夸克。也就是說,這種超重粒子遠(yuǎn)離銀核,會因引力場急驟減弱,弱力作用占上峰,立馬分解成常見夸克。在常見夸克中,要嘛單個正、反粲夸克碰撞后湮滅;要嘛上、下夸克組合成質(zhì)子或中子。

           人類目前所有設(shè)計制造出來的以 “光電磁” 為基礎(chǔ)的儀器設(shè)備,都不可能捕捉到暗物質(zhì)的存在感。暗物質(zhì)應(yīng)該是 “跳出三界外,不在五行中”,經(jīng)典化學(xué)中的門捷列夫元素周期表,不再有它存在的位置。多夸克粒子不可能恒星核聚變產(chǎn)生,也不可能超新星大爆炸產(chǎn)生,只能是宇宙大爆炸的產(chǎn)物。


    (2)暗物質(zhì)粒子,會不會是由“超重粒子”所構(gòu)成的?

           暗物質(zhì)應(yīng)該由超重粒子構(gòu)成的,這已經(jīng)在學(xué)術(shù)界形成共識。基本粒子中也有兩個超重粒子。一個是頂夸克,其質(zhì)量為173.1GeV/c2;一個是希格斯玻色子,其質(zhì)量為125.09GeV/c2。這兩個粒子的超重,相對于重子(如質(zhì)子和中子),超重不是超A出那么一點點,而是超得很離譜。

            [ 希格斯玻色子是宇宙中最神秘的超重粒子,被美譽為上帝粒子,其三大功能:①能為物質(zhì)存在提供質(zhì)量來源;②很可能通過大質(zhì)量弱力作用衰變成暗物質(zhì);③也可能為宇宙膨脹提供暗能量。]

            [ 希格斯玻色子質(zhì)量是中子質(zhì)量133.14倍,且不帶電荷,是電中性。試想你的體重100斤;希格斯胖子的體重是你的133.14倍,那是什么概念?他體重1.33萬斤,是超重子;你體重100斤,是輕子。]

         質(zhì)子質(zhì)量938MeV/c2,中子質(zhì)939.56MeV/c2。電子質(zhì)量很小,為0.511MeV/c2。質(zhì)子或中子質(zhì)量,大約是電子質(zhì)量的1836.5倍。

            頂夸克質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的184.45倍;希格斯玻色子質(zhì)量是中子質(zhì)量133.14倍。

           暗物質(zhì)是超重粒子,是否與頂夸克和希格斯玻色子有關(guān)聯(lián)?有待于進(jìn)一步深入探討后揭開謎底!


    (3)暗物質(zhì),會不會是由 “大質(zhì)量夸克星” 所構(gòu)成的?

           [奇異夸克星個子比中子星小,但質(zhì)量比中子星大。然而夸克星不是黑洞。夸克星有體積,有質(zhì)量,有密度。而黑洞只是一個理論奇點,體積無限小,密度無窮大。夸克星質(zhì)量約為3倍太陽質(zhì)量,再大就會變成微型黑洞了。]

           奇異夸克星質(zhì)量,大于中子星,小于黑洞。夸克星有體積,有質(zhì)量,有密度。但黑洞只是一個理論上的奇點,體積無限小,密度無窮大。

    夸克星的理論模型至少有三種:奇異夸克星、孤子星和玻色星。

           ①奇異夸克星:如果恒星質(zhì)量是太陽質(zhì)量3倍,中子可能被碾碎成奇異夸克,這種由 “奇異夸克緊密結(jié)合在一起” 的星體,稱之為 “奇異夸克星”。

           ②孤子星,主要由 “具有孤子波的純粹費米子” 所組成。它也有可能在暗物質(zhì)中扮演重要角色。

           ③玻色星,主要由 “純粹的玻色子” 所組成,被認(rèn)為不能由超新星爆炸產(chǎn)生,只能由宇宙大爆炸產(chǎn)生。暗物質(zhì)有可能是由眾多玻色子扎堆形成 “大質(zhì)量玻色星”,高度集中分布于星系或星團(tuán)的引力中心。由于 “希格斯玻色子” 的加入,大質(zhì)量玻色星應(yīng)該是宇宙中最有可能做為暗物質(zhì)的種子選手。

           綜上所述,銀河系的星系核(銀核),也有可能是由 “奇異夸克星、玻色星和孤子星” 共同構(gòu)成的,并非由 “超大級別的巨無霸黑洞” 所構(gòu)成的。所以被稱為 “發(fā)育不成熟的巨嬰型棒旋星系”。如果進(jìn)一步演化下去,眾多 “奇異夸克星、玻色星和孤子星” 全都合并成一個 “巨無霸的黑洞”,那么發(fā)育不成熟的巨嬰型棒旋星系,變成 “發(fā)育成熟的裸核類星體”,這裸核星系的核心就是巨無霸的黑洞。星系內(nèi)的所有恒星和星云,都會被這巨無霸的黑洞收拾得干干凈凈,連半丁點渣渣都不剩下。

           目前我們天文觀測銀河中心內(nèi)的銀核表明:銀核內(nèi)部根本就不存在 “超大質(zhì)量巨無霸黑洞” 的任何蛛絲馬跡。銀河中心所分布的黑洞又小又散,每年最多吞噬掉三、五顆小恒星。因此我們有理由認(rèn)為銀河系是一個 “發(fā)育很不成熟的巨嬰型棒旋狀星系”。

           奇異夸克星、玻色星和孤子星都是由 “宇宙大爆炸” 的原初產(chǎn)物,無法在 “星系形成” 過程中被任意制造出來,也根本不可能是 “超新星爆炸” 的結(jié)果。

           微型黑洞可以是大恆星衰老的歸宿,小型黑洞可以是超新星爆炸的產(chǎn)物,中型黑洞可以是黑洞大量吞噬星體或星團(tuán)的結(jié)果。

           宇宙中最大的黑洞Ton618,是太陽質(zhì)量的660億倍。其事件視界直徑3840億公里,距離地球104億光年。Ton618黑洞位于類星體的中心,它是星系衰老后的產(chǎn)物,不是宇宙大爆炸后的結(jié)晶。

           [ 上圖細(xì)線包圍的區(qū)域,顯示 “星系級別的暗物質(zhì)暈”,千萬不要理解成 “超大質(zhì)量黑洞” 。黑洞的引力場去攪動“恒星級別” 的天體不算難事,但想攪動 “星系級別” 的天體,可就力不從心了。]


    10. 為什么說暗物質(zhì)不等同于黑洞物質(zhì)?

    暗物質(zhì)不能理解成黑洞物質(zhì)。雖然它們有諸多共性:

           ①對光電磁不敏感,或把光電磁吞噬掉;

           ②都由重子所組成,扎堆于引力中心;

           ③都存在著引力透鏡效應(yīng)。

    但暗物質(zhì)與黑洞物質(zhì)的本質(zhì)特征,仍然區(qū)別很大很大:

           ①暗物質(zhì)由超重粒子扎堆構(gòu)成,黑洞物質(zhì)由重子(如質(zhì)子和中子)碾碎構(gòu)成。

           ②暗物質(zhì)對光電磁不敏感,黑洞物質(zhì)對光電磁敏感。

           ③暗物質(zhì)根本就觀測不到,黑洞輻射和吸積盤可以觀測到 。

         ④在宇宙物質(zhì)總量中,黑洞物質(zhì)1%<普通物質(zhì)4.9%<暗物質(zhì)26.8%<暗能量68.3%。

           ⑤暗物質(zhì)只能是 “宇宙大爆炸” 的原初產(chǎn)物;而黑洞可以是 “星系形成或超新星爆炸” 的結(jié)果。

           ⑥可以人工合成構(gòu)成黑洞的所有原初物質(zhì),在《化學(xué)元素周期表》中都可以找到它們曾經(jīng)存在過的相應(yīng)位置;但人工沒有能力合成暗物質(zhì),在《化學(xué)元素周期表》中也不可能有它們相對應(yīng)位置。

         ⑦暗物質(zhì)很可能高密度聚集,扎堆于星系 “引力中心” 或星團(tuán) “巨引源中心”;而黑洞有大有小,星散狀隨機分布于 “宇宙任何角落”。

           ⑧暗能量,向心坍縮會轉(zhuǎn)化成暗物質(zhì);暗物質(zhì),離心膨脹也會轉(zhuǎn)化成暗能量。普通物質(zhì)體積很大、密度很小、溫度很低;向心坍縮形成黑洞后,體積極小、密度極大、溫度極高。

           ⑨在 “長蛇-半人馬座” 方向上,隸屬于矩尺座星團(tuán)(ACO 3627),距離地球2.5億光年的地方,存在著一個引力無比強大的 “巨引源”。依據(jù)理論計算:其質(zhì)量約為5.4×10^16個太陽質(zhì)量,相當(dāng)于3千多個銀河系的總質(zhì)量。

           我們的銀河系和老相好仙女座星系,經(jīng)過紅移譜線精確換算,姐弟倆正以660公里/秒的速度,向 “巨引源” 方向,沿著鸚鵡螺螺線(即歐拉曲線)的軌跡,狂奔而去。“巨引源”,如此超強大的龐然大物,顯然很難用 “霍金黑洞形成理論” 來解釋,只好導(dǎo)入 “暗物質(zhì)扎堆形成巨引源” 來解釋,似乎更具有合理性。

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