銀河系成因推理研究

彭壽斌　彭飛

摘要：文章通過對宇宙氫云、恒星、行星結(jié)成分和結(jié)構(gòu)的研究，以現(xiàn)代宇宙觀測中的諸多發(fā)現(xiàn)為依據(jù)，參照科學家們提出的多個成因假說，沿著星球間原子轉(zhuǎn)化和星球逐級連續(xù)演化的脈絡(luò)，尋找星球演化路徑，最后建立起了“宇宙由初期的低溫氫云逐級演化出銀核、太陽、類木行星、類地行星的路徑模型”。

關(guān)鍵詞：銀河系成因；一級恒星；旋臂恒星；類木行星；類地行星 文獻標識碼：A

中圖分類號：P156 文章編號：1009-2374（2016）28-0006-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.004

1 概述

1944年﹐荷蘭天文學家范德胡斯特在銀河系中觀測到星際氫原子發(fā)射的21厘米譜線。法國天文學家和美國天文學家觀測到宇宙大區(qū)域內(nèi)重氫原子含量超預(yù)期，充分證實了恒星聚變反應(yīng)的原料是氫原子。宇宙氫是如何聚合成恒星的？恒星又是怎樣被點燃的？銀河星系、太陽系、類地行星、類木行星又是怎樣形成的？下面就這一系列的問題進行探討和分析。

2 一級恒星成因分析

宇宙初期，太空中充滿了大量絕對0度的氘云。一次偶然的機遇，氘原子在萬有引力的作用下開始收斂聚集。在收斂過程中，所有的氘原子都在獨立的向起點奔馳，外圍空間處于拉伸狀態(tài)，原子間無法發(fā)生碰撞，原子的能量和溫度沒有改變，依然保持在0度狀態(tài)。在初期聚集的一段時間內(nèi)，氘原子收斂的速度十分緩慢，到達中點時原子間碰撞強度很弱，碰撞產(chǎn)生的溫度很低，星核在低溫下聚集增大。隨著核心聚集的增大，萬有引力也在增大，遠距離的氘原子逐漸獲得較大的加速，使得后來到達的氘原子碰撞加劇，溫度不斷升高。在溫度低于13.8K時，形成的是低溫的固態(tài)的氘原子黑體星球。當溫度超過了13.8K，氘原子就變成了液體，這時就在固態(tài)核外部形成了液態(tài)的氘原子層。隨著聚集范圍的持續(xù)擴大，氘原子到達時的速度也在持續(xù)增加，相應(yīng)的到達后的氘原子碰撞進一步加劇，碰撞產(chǎn)生的溫度也在進一步升高。當溫度達到20.28K時，氘原子就成了氣態(tài)，于是又在液態(tài)層之外形成了一圈氣態(tài)的大氣。隨著時間的推移，隨著聚集空間的擴大，收斂的氘原子就逐漸形成“低溫固態(tài)氘核、液態(tài)氘層和氣態(tài)氘層”三層結(jié)構(gòu)的一級大恒星（見圖1）。在一級星球發(fā)育的時空中，氘來源于數(shù)百億光年的空間。隨著氘原子到達時速度的持續(xù)加快，碰撞強度持續(xù)增強，星球外圍大氣的溫度持續(xù)升高。外層大氣在后續(xù)不斷加速的氘原子的高速碰撞下，原子間發(fā)生了核聚變反應(yīng)，兩個到原子聚變生成氦原子，釋放出大量熱能。熱能再將大氣加熱，使恒星大氣急速膨脹，從而導(dǎo)致恒星大氣發(fā)生大爆炸，也就是現(xiàn)在觀測到的中間是黑體和外圍是爆炸星云的宇宙大爆炸。這時的星球演化成了發(fā)光發(fā)熱的恒星，同時顯露出了中間的黑體星核。銀核就是這樣一個一級大恒星。在一級恒星爆炸中，氘原子聚合成氦原子，同時產(chǎn)生了一些高序數(shù)的新原子。大爆炸產(chǎn)生輻射使周圍空間內(nèi)那些外圍的氘原子分解生成氕，因此星球在大爆炸中產(chǎn)生了豐富的氕和氦。在宇宙大爆炸幾分鐘后，產(chǎn)生了氫和氦這兩個元素，形成了“原初氦豐度”。

3 旋臂恒星成因分析

一級恒星燃燒爆炸后，高溫輻射使內(nèi)核受熱蒸發(fā)。內(nèi)核蒸發(fā)產(chǎn)生的旋流推動了一級恒星旋轉(zhuǎn)，從而使恒星產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)的動力。隨著內(nèi)核蒸發(fā)的長期延續(xù)，恒星旋轉(zhuǎn)的能量不斷積累增大，恒星旋轉(zhuǎn)的速度逐漸加快，那些中途還未到達的氘原子在一級恒星萬有引力的牽引下，遂恒星旋轉(zhuǎn)起來，逐漸向銀道平面運移，在銀道平面內(nèi)形成了巨大的氫云云盤。由于一級恒星爆炸后產(chǎn)生了大量的高溫氣團，高溫氣團冷卻形成了大量的太空隕石。這些太空隕石在圍繞一級恒星旋轉(zhuǎn)的過程中，逐漸地運移到銀道內(nèi)，在相互兼并中聚集成石質(zhì)行星。這些石質(zhì)行星再靠強大的引力大量吸收云盤中的氘原子，這樣逐漸演化成具有“固體巖石內(nèi)核、低溫固態(tài)氘層、液態(tài)氘層和氣態(tài)氘層”的胚胎懸臂恒星。胚胎懸臂恒星在后續(xù)原子持續(xù)高速的撞擊下聚變爆炸，于是就演化出了發(fā)光發(fā)熱的旋臂恒星。太陽的平均密度為1.4，大于純氫原子球的密度，遠遠小于純中子球的密度。太陽應(yīng)該就是一個石質(zhì)內(nèi)心外部包裹大量氘原子的懸臂恒星星球。

4 類木行星成因分析

太陽系有八大行星，根據(jù)它們的地質(zhì)特征和天文特征分成類地行星和類木行星。水星、金星、地球和火星稱為類地行星。木星、土星、天王星和海王星稱為類木行星。太陽初期燃燒爆炸時產(chǎn)生的高溫氣團冷卻形成了幾個大的隕石星。這些隕石星在圍繞太陽旋轉(zhuǎn)中，大量吸收周圍空間內(nèi)原始的氘原子和爆炸中產(chǎn)生的氕、氦、氨、甲烷等成分，形成了以巖石為核心，外部裹有氘、氕、氦、甲烷等成分的低密度小恒星。由于銀河系之外恒星形成，更遠外部空間內(nèi)的氘原子來源減少，使得氘原子的聚集量達不到恒星氘原子聚變反應(yīng)的條件，因此這些小恒星就成了圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的類木行星。

5 類地行星成因分析

太陽演化到中后期，內(nèi)核外部形成了蒸發(fā)氣體隔離層、核聚變反應(yīng)層、等離子聚集層、氣體冷卻原子合成層和外圍大氣層幾個圈層。在太陽高溫大氣圈閉的內(nèi)部，太陽內(nèi)核的氘原子持續(xù)蒸發(fā)，到達核聚變反應(yīng)層內(nèi)聚變生成氦，氘與氦聚變生成鋰，氘、氦、鋰等相互巨變反應(yīng)又生成一些更高序數(shù)的原子核。隨著高溫大氣層的積累增厚，高溫大氣的溫度由內(nèi)向外逐漸降低，最后恒星就演化成了紅巨星。由于外圍大氣增厚，反應(yīng)層向外輻射和散熱的能力降低，內(nèi)輻射能力增強，內(nèi)部蒸發(fā)氣體隔離層的溫度急劇升高，造成低溫固態(tài)核心區(qū)內(nèi)的氘原子蒸發(fā)速度加快，從而導(dǎo)致聚變速度加快，再加上恒星旋轉(zhuǎn)速度的不斷加快，最后導(dǎo)致紅巨星最外層大氣在旋轉(zhuǎn)中發(fā)生離心式脫殼爆炸。大量高序數(shù)的大氣被拋入周圍空間，黃道平面內(nèi)的高溫大氣在旋轉(zhuǎn)中兼并、融合形成大的高溫氣團，高溫氣團冷卻先生成高密度的液態(tài)巖漿行星，巖漿進一步冷卻生成有巖石地殼的類地行星。兩極部位的冠狀高溫氣團，由于具有旋轉(zhuǎn)角動量和爆炸提供的軸向線動量，兩極部位的冠狀氣團在遠離星體冷卻，最后演化成與黃道平面垂直運動的彗星。

6 推論

通過上面的推理，可形成下面的觀點：宇宙中的低溫氘原子首先集成胚胎恒星；胚胎恒星在持續(xù)聚集中碰撞、聚變、燃燒生成發(fā)光發(fā)亮的一級恒星；首次爆炸產(chǎn)生的高溫氣團冷卻成了大量太空石質(zhì)星；石質(zhì)星再吸收周圍空間內(nèi)的低溫氘變成次一級的旋臂胚胎恒星；懸臂胚胎恒星在持續(xù)的聚集中碰撞、聚變、燃燒生成發(fā)光發(fā)亮的懸臂恒星；懸臂恒星的首次爆炸產(chǎn)生的高溫氣團冷卻形成圍繞旋臂恒星旋轉(zhuǎn)的石質(zhì)星，這些石質(zhì)星在旋轉(zhuǎn)中大量吸收周圍空間的氘形成了以巖石為中心外部裹有氘、氕、氦、氨、甲烷等成分的類木行星；恒星進一步演化，形成有“固態(tài)巖石內(nèi)核、固態(tài)氘原子層、液態(tài)氘原子層、氘原子蒸發(fā)氣體隔離層、核聚變反應(yīng)層、等離子聚集層、氣體冷卻原子合成層和外圍大氣層”八層結(jié)構(gòu)的恒星；恒星經(jīng)過長期演化成為紅巨星，在太陽內(nèi)部，氘與氦聚變生成鋰，氫、氦、鋰……鐵、銅等大量高序數(shù)的原子，高序數(shù)原子核在原子合成層內(nèi)融合產(chǎn)生出一些超鐵序數(shù)的原子；紅巨星爆炸將大量高溫氣團拋到外圍空間內(nèi)，在黃道內(nèi)的高溫氣體冷卻、縮合、兼并，演化出一批大小不等的類地行星；兩極冠的高溫氣團在高速運動中冷卻演化成彗星。這就是銀河系逐級演化，逐漸生成旋翼、懸臂恒星、類木行星、類地行星和彗星的全過程，是一種新型的等級宇宙模型。該模型是在總結(jié)當今宇宙觀察基礎(chǔ)上形成的，雖然不敢保證它是最正確的答案，上面的觀點應(yīng)該是宇宙演化全程最新的、最詳細的和系統(tǒng)的論述。

參考文獻

[1] 彭壽斌.太陽結(jié)構(gòu)的研究與分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010，（28）.

[2] 彭壽斌.地球的成因研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010，（33）.

作者簡介：彭壽斌（1963-），男，山東利津人，中國石化勝利油田有限公司孤東采油廠工藝研究所高級工程師，研究方向：石油地質(zhì)勘探與開發(fā)，原子物理、地球物理、天體物理；彭飛（1992-），男，山東利津人，中國石化勝利油田有限公司孤東采油廠工藝研究所技術(shù)員，研究方向：石油地質(zhì)勘探與開發(fā)，理化數(shù)模制作、天文物理。

（責任編輯：黃銀芳）