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科学界的“宇宙幽灵”质量极其微小但总量又及其的巨大


宇宙加速膨胀的一种可能:中微子交叉辐射

在自然界中,中微子共有三种形态:电子中微子、缪子中微子、陶子中微子。它们虽然同属构成物质世界的基本粒子,但因其极难探测,成为物理学界的“宇宙幽灵”。中微子的质量极其微小,几乎小于电子的百万分之一。但其总量又异常巨大,据说甚至比全部显物质量的总和还要大。

自中微子问世的半个多世纪以来,中微子到底有没有质量一直是物理学界的一桩悬案。标准模型认为,中微子的质量应该严格等于零,但某些实验证据表明中微子的质量很可能又不是零。20世纪90年代,小柴昌俊小组终于给出了中微子有静止质量和振荡的确凿证据。这一成果在当时的国际物理界引起了很大轰动。

中微子的质量找到了,现在我们就可以展开对宇宙膨胀机制的研讨工作。前面说过,中微子的质量非常微小,小到只及电子的百万分之一。但其总量又异常巨大,据说甚至要比全部显物质量的总和还要大。与其他粒子相比,中微子的数量比它们要多出数十亿倍。这是因为宇宙能产生中微子的地方极多,比如超新星爆发、x射线双星、高速质子流、塞弗特星系和类星体等特殊天体,都是产生中微子的超级大本营。

除此之外,像遍布宇宙的太阳之类的普通恒星,也同样是中微子的发源地。虽然普通恒星的产量远不及特殊天体大,但由于此类恒星在宇宙中无可匹敌的数量优势,就必然要成为脱颖而出的一群“黑马”。

现在就从太阳开始:当太阳内部的核聚变不停地向外辐射光和热时,它的2个氢核碰撞会释放出1个电子和1个中微子,4个质子聚变为1个氦核时,会释放出2个中微子。在整个太阳内部的聚变过程中,每秒所产生的中微子的数量竟然高达2×10

中微子不带电,其静止质量几近于零,但核聚变所赋予它的势能又非常之强大,以上三大特征使中微子具有其他所有粒子都不具备的极强的穿透力。更令人惊奇的是,它具有长期保持其强度的特殊能力:据说中微子不管跨越多大的历史时空,其超强势头一直不减,这当然是既难得又极其罕见的特点。但也并不一定如某些物理学家所预言和赞美的那样,说中微子甚至能一口气连续穿越8千亿个地球而毫发无损,这种说法肯定是错误的。而且正是由于这类错误的滥觞,阻碍了此后许多重大事件的发现。

中微子的长处亦源于它极微小的尺度和极怪僻的个性:若论其小,任何原子对它来说都无疑于一座空旷的山谷;若谈其怪,它除了对引力能产生微不足道的一点儿反应之外,和其他任何粒子都老死不相往来。所以多年来尽管人们对它青眼有加,但若认真想与其对话却是难上加难。不过世上毕竟没有绝对的事,中微子尽管桀骜不驯,却终不免有失手露怯之处。专家测算,平均每100万个中微子穿越地球之时,仍然有1个会与地球大气产生反应。如果这一推论正确,那么这百万分之一的中微子,就有可能是我们打开宇宙之门的一把特殊的钥匙。

不过这“唯一”的一把钥匙也只能给人一点儿启示而无任何实际用途。因为经过计算,科学家发现利用大气原子来阻挡中微子的冲击根本行不通:对于中微子那极微小的尺度,即便钨和铅那样致密的金属都形同无物,空气中疏松的分子、原子、质子、中子和电子如何能挡得住中微子的脚步?可是,中微子就真的能够在庞大的宇宙中横行无忌吗?

时至今日,现代天文物理学确实是这么认为的。他们当然不无道理,因为无论其尺度和势能,中微子的确具有横行宇宙独步天下的能力。

但是他们忘记了其中最重要的一点:即“不管中微子有多么微小,它毕竟不为零,只要其质量不为零,就不可能逃脱物理法则即引力对它的约束”。换句话说,凭借其极其细微的尺度,哪怕它能够轻易穿越恒星内部最致密的空间,甚至有本事穿越连原子甚至质子都能被压碎的白矮星和中子星,也绝不可能无视大质量恒星的引力中心。

与大质量恒星的引力中心那势力超凡的引力场相比,中微子再强的势能也显得微不足道。所以尽管现在尚未曾做过任何一项哪怕最基本的物理实验,我仍然有绝对的把握断言:一切恒星中心的引力场,都是中微子所无法逾越的天然障碍。因此在引力尚占主导地位的星球星系,一束中微子不远万里地从宇宙深处飞来,突然在大质量恒星中心的引力场中碰壁,从而在该恒星与其出发点之间产生了一个力矩。于是,宇宙的膨胀之门便从这里开启。

物理学家计算,星际空间平均每立方厘米每秒通过330个中微子,其密度仅次于光子,但其单位势能却是光子的千百倍。所以当每秒千百万亿的中微子与恒星的质量中心不断产生斥力矩,其排斥力即推力之大是可想而知的。

那么导致宇宙膨胀的中微子量又该如何统计和计算呢?这里有一个简单的方法,不妨仍以太阳为例,设:

太阳每秒约产生2×10

中微子的总量得到了,下面再来看看中微子究竟是如何导致宇宙的加速膨胀的:在三维立体四维时空的宏观宇宙中,在300亿光年那硕大无比的空间之内,到处都分布着星云星系,到处都充斥着势力超群的中微子源。现在我们不妨设想一下:如果银河系以其2000亿颗恒星共同组成一个统一的斥力维,宇宙其他方位的500亿座庞大的星系形成另外500亿个斥力维,当这些斥力维在宇宙的各方位、各角度同时在其核反应的过程中向外喷射超强势的中微子流时,这500亿条每条都宽达数万甚至数十万光年的中微子长河,就会在整个宇宙空间中交织出一张硕大无比的密密麻麻的“天网”。在这座“天网”中,众星系都利用自己“手”中的中微子“大炮”不停地向外轰击:它们互相进攻,互相冲锋,互相推搡,互相排斥,它们你推我、我推你,大家合力往外推,于是星系开始分离,宇宙开始膨胀。

那么宇宙究竟是何时开始加速膨胀的呢?其实在星系刚刚分离的那一刻就已经开始了,不过初始加速的几率相对较低而已。其具体机制是:由于中微子的斥力线极长,而星系的引力线相对较短。因此随着星系距离的逐步加大,星系间的引力线衰减较快,中微子的斥力线则衰减较慢,所以所谓的宇宙加速膨胀,不过是引力与斥力二者间比例失衡的结果——引力逐渐势微,斥力仍然强劲,星系的移动速度自然呈递增态势。于是宇宙加速膨胀的效应逐渐开始显现。可是星系问的斥力能够导致宇宙膨胀,恒星之间的斥力为什么就不能让星系膨胀,最后分崩离析呢?这的确是个问题,不过此问题倒不难解答:第一,星系间的空间大,相互间的引力弱,而中微子的斥力又较少受距离的影响,因此星系之间就比较容易分离;第二,星系内的空间小,恒星间的引力大,而中微子的斥力又不足以抗衡星系质量中心的强大引力,所以星系才得以维持原状,不至于被斥力所拆散。

当然正是由于中微子的作用,星系才没有被引力所塌陷,人类才得以存在。所以我觉得人们若思感恩,最应感谢的就是微不足道的中微子:没有中微子,咱们人类至今没准还窝在量子世界里打转转,一切都谈不上了。

话到此处,我觉得不说也会明白,其实所谓的中微子,就是人们到处寻找却一直找寻不到的暗能量。

因为在现今世界上,似乎也只有中微子这种极特殊、极乖戾的粒子,才具有暗能量所需要的全部特征:极大的总量;极小的单位;极高的速度;极强的势能;极长的寿命;极孤僻的个性。

通过上面的论述可以看出,我们现在所讨论的乃是理论上的纯粹的暗能。除此之外,还有一种实际存在也正在起作用的广义的暗能量:这个暗能量的概念就是除中微子外,整个大宇宙从伽马射线到射电波的全波段的电磁辐射。因为所有这些发射性粒子都带有天然的斥力矩,所以它们甚至包括无所不在的明亮的光子在内,都应该收在我们的暗能量之列。

最后根据上述事例,我觉得似应设立一个属于我们自己的宇宙学常数。这个数据不一定准确,却能够比较准确地体现我们对质能世界的总体认识。不致过于偏颇:显物质为20%,暗物质为30%,暗能量为50%。

上述比例表明:显物质与暗物质相加,恰好等于暗能量的总量;反过来暗能量与暗物质相加,则等于显物质的4倍。四乃方位之数,无论上下左右还是东西南北,四维时空再加上空间中的物质就等于宏观的宇宙。我相信在缓慢膨胀的无限空间中,相对平衡的质能关系也许会更适合于宇宙存在的真谛。

   中微子至少是介于物质和暗物质之间的存在。都说核反应是物质消耗转变为能量的过程,事实上,通过发现中微子可以断定核反应还有未知物质性质的东西生成,或许就是暗物质,这样才保证物质不灭。而核反应的核能量释放以转换的形式保证能量守恒。

中微子是灵魂存在的载体。

不可能这么简单 暗能量和暗物质

·        中子是不带电的三维空间粒子,而中微子是融合在三维空间内的不带电的一维线性空间粒子

把暗物质推断为中微子,有点意思。

不明觉厉。第二个图原子模型图,早就被认为不正确存在误导而弃用了,建议改正。

中微子至少是介于物质和暗物质之间的存在。都说核反应是物质消耗转变为能量的过程,事实上,通过发现中微子可以断定核反应还有未知物质性质的东西生成,或许就是暗物质,这样才保证物质不灭。而核反应的核能量释放以转换的形式保证能量守恒。

暗能量76%,暗物质16%,明物质8%,中微子是暗物质粒子,暗能量是H粒子,宇宙膨胀的本质力量就是暗能量H粒子在推动,H粒子EMVV=∞)

 

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