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2014.02.25

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河洛软件转载了黄保群的博文 今天 17:36

宇宙本能

 

 

黄保群著

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(个人研究成果,作者保留全部知识产权,已向广西壮族自治区版权局登记备案)

目 录

目 录....3

引语…………………………………………………………………………………………..

上篇  总论………………………………………………….

第一章 天体形成、运行、演化的基本前提....12

第一节 物质和基本元素...13

第二节 宇宙微波背景辐射...19

第三节 宇宙射线...21

第二章 自转天体基本规律                                                                        

    第一节 自转天体同一密度物质聚集效应   23

第二节 自转天体两极旋涡作用...27

第三章 天体形成的一般过程....32

第一节 氦元素阶段...33

第二节 氢元素阶段...39

第三节 升温阶段...40

第四节 核聚变反应和对外喷发阶段...42

第五节 天体的消亡...47

第四章 宇宙生态平衡...105

下篇  分论…………………………………………………….

第五章 星系与银河系....50

第一节 星系概述...50

第二节 银河系的形成...56

第三节 活跃星系、类星体、黑洞...62

第六章 恒星与太阳....65

第一节 恒星概述...65

第二节 太阳系的形成...68

第三节 太阳现象解析...73

第四节 太阳的消亡...78

第七章 行星与地球....79

第一节 行星概述...79

第二节 太阳系行星的形成. 80

第三节 地球的产生...87

第四节 地形地貌、火山、地震...94

第五节 地球气候...99

第六节 地球磁场反转...101

第七节 地冷现象...102

第八节 保护地球...102

尾声 远古的传说....107


 

引  语

北纬41°、东经125.3°的中国东北群山之中,有一处神秘洞穴,当地人给它起了一个充满遐想的名字——玉寒宫。玉寒宫里有不可思议的神秘地冷现象,让人百思不得其解。

考察人员顶着烈日,踏着滚烫的大地来到洞前,测得洞外地表温度为48℃,而打开洞门,一股刺骨冷风迎面扑来,进洞不到10米,就是一派北国风光,犹如打开了冰箱的冷冻室,里面大大小小的冰柱挂满石壁。

离玉寒宫100多米远的山坡上,另有一处“热地”,冬天的雪刚落到此地即融化,而拨开枯叶,只见绿草青青,嫩叶片片。

此地地温异常现象在长5000米、宽2000米的范围内,多处出现。同一范围内,冷热同现,地冷现象更是神奇,是何原因?专家学者,莫衷一是,至今尚无定论。

神秘的玉寒宫与满天繁星、深邃的黑洞、明亮的太阳、猛烈的地震,在它们之间又有怎样的联系?

(特别提醒:本书不是任何意义上的宇宙大爆炸论的修正和补充,除了确定的观测事实,宇宙大爆炸论的所有推测、想象和电脑模型均不适用本书。)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

上篇  总论

第一章 天体形成、运行、演化的基本前提

人类孜孜不倦地探索星空的秘密。太阳是怎么产生的?恒星内部是什么?星星为什么聚在一起?真的有黑洞吗?数不清的问题和谜团出现在人类面前。

人类制造了各种各样的望远镜,想把天空看穿;发射各种各样的飞船,想要飞往无尽的天际,弄清楚宇宙的前世今生。数以万计的科学家上下求索,而得到的是更多的谜团,更多的困惑,也有了更多的假说和更玄妙的猜想。

其实,也许答案就在我们身边,在我们脚下的土地中,在我们居住的地球,在我们每天清晨看到的太阳里,在夏日夜晚看到的美丽的银河深处。

宇宙普遍规律一定适用于地球、太阳系和银河系。理由很简单,因为地球、太阳系和银河系是宇宙的一部分。观测地球、太阳系和银河系就是在观测宇宙,研究地球、太阳系和银河系就是在研究宇宙。

太阳围绕着银河中心转,地球围绕太阳转,月亮围着地球转,它们质量和体积呈梯度变小,这种有序的变化,必然存在着某种共同的规律。

月球绕着地球转和太阳绕着银河中心转的本质是一样的。宇宙普遍规律在银河系中心存在并起作用,同样也应当在地球上存在并起作用,没有理由认为有在银河中心存在和适用而在地球上不存在和不适用的宇宙普遍规律。从宇宙普遍规律这个含义上讲,地球与银河系中心有着同样的规律。换而言之,宇宙最重要、最普遍的规律一定会在地球上、太阳系里、银河系中共同体现,正应了中国一句古话:“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。”

科学的任务是简化世界,而不是让世界更复杂。现有的宇宙天体形成、运行、演化的各种理论,有些理论忽略了宇宙物质元素千变万化的物理性质,忽视自转天体的基本运动规律,使人类对宇宙的认识越来越复杂,不解之谜越来越多。对此最合理的解释是,现有的宇宙天体形成、运行、演化各种理论或许存在重大缺陷,甚至可能是错误的。因为科学发展的历史告诉我们,当某理论的谜团越来越多,而不是相反的话,往往意味着该理论研究走在错误的方向上。

现在流行的关于宇宙起源和天体形成、运行、演化的各种理论,多数做法都是设立各种参数,由电脑模拟推算而来。虽然不完全清楚各种电脑模拟推算的具体细节,但从各种公开报道来看,现有的电脑模拟推算并未完全体现天体形成、运行、演化的全部规律,甚至一些主要科学原理也未见提及。

现有的各种电脑模拟推算,使人类对宇宙的认识越来越复杂,不解之谜也越来越多。对此最合理的解释是,或许现有宇宙起源和天体形成、运行、演化的电脑模型有重大的缺陷,或许本来就是错误的。

本书以温度从绝对零度升高到进行热核聚变所需的高温为主线,以占宇宙物质绝大部分的氢、氦元素和具有独特性质的铁元素随温度变化而产生的物理变化为基础,以物质和元素、宇宙微波背景3K温度、宇宙射线三大公认客观存在为前提,依据宇宙核反应守恒定律、铁元素磁化定律、自转天体同一密度物质聚集效应、自转天体两极旋涡作用、万有引力定律、玻色—爱因斯坦凝聚六大规律,结合天文观测、地质探测和其他科学研究结果,以银河、太阳、地球、月亮为例子,经过层层推进的严密逻辑推理和论证,提出解释现实宇宙天体如何形成、运行、演化的宇宙本能理论。

天体喷发是天体内部运动的必然结果,有规律的多次重复喷发是宇宙中普遍和必然的现象。繁育下一代是生命的本能,天体喷发形成自己卫星是天体的本能。

宇宙本能理论是宇宙解剖学说,不是宇宙起源学说,正确的宇宙解剖学说是研究宇宙起源的前提和基础。

宇宙本能理论的三大前提存在是,物质和基本元素、宇宙微波背景辐射3K温度、宇宙射线,这三大存在是公认的客观事实,也是宇宙本能理论的公理。

宇宙本能理论的七大规律是,宇宙核反应守恒定律,铁元素磁化定律,万有引力定律,物质玻色—爱因斯坦凝聚现象,物质热胀冷缩现象,自转天体同一密度物质聚集效应、自转天体两极旋涡作用。

第一节 物质和基本元素

人类能够感知的全部天体,包括地球、太阳、银河系等,都是由物质构成。质量很大、形态各异、让人眼花缭乱的物质,其实全部是由元素组合、变化产生。

元素在自然状态下最为稳定,分布最广泛,是研究天体形成、运行、演化的基点之一。人类到目前为止,一共发现了120多种元素,其中1号元素氢到94号元素钚在自然状态下存在,94号钚以后的元素为人造元素。(本书只讨论自然状态下存在的元素。)

原子由原子核和围绕原子核的电子组成。原子核在原子中占体积很小,只占原子体积的几百万亿分之一,好比原子是一座巨大的体育场,原子核则是体育场中的一只蚂蚁,但原子核占原子质量的绝大部分。不同元素的原子核由不同数量的质子和中子组成。原子核中的质子数就是元素的原子序数。

原子核中的质子与中子的排列和表现出来的物理特性都很有规律。1869年,俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,并编制了第一个元素周期表。宇宙物质的下述规律和现象主导天体形成、运行、演化的整个过程:宇宙核反应守恒定律,铁元素磁化定律,万有引力定律,物质玻色—爱因斯坦凝聚现象,物质热胀冷缩现象。

一、宇宙核反应守恒定律

根据元素在天体形成、运行、演化过程中的作用,把几十种元素分为六大类:氢元素、氦元素、轻元素、重元素、铁元素、放射性元素。这个划分与学术界一般的划分有所不同,学术界一般把除氢元素、氦元素之外的其他元素都叫重元素。氢、氦、铁三种元素的物理性质在天体形成、运行、演化中起着极为重要的作用。

氢元素由一个质子构成,包括氢的同位素氕、氘、氚,是宇宙含量最多的元素。氢元素在1000万摄氏度高温的时候,经过核聚反应生成氦,放出大量热量。氢元素在天体演化中的作用表现为:氢元素低温时的液化和汽化加速了天体固体球的形成,氢热核聚变是天体内部能量聚集和对外发光发热的能量来源。

 

图1 氢弹爆炸图

(氢弹爆炸过程分三步:①用普通炸药把两块高纯度低于临界体积的放射性元素推挤到一起超过临界体积,发生原子弹的爆炸;②原子弹的爆炸的高温激活氢的同位素发生核聚变;③氢热核聚变产生大量的中子撞击更多的低纯度放射性元素,发生更大的象原子弹一样的爆炸。)

核反应放出和吸收的热量,准确地讲,应该称之为能量。本书为了通俗和容易理解,对热量和能量一词的含义不作区分。

氦元素由两个质子和两个中子构成,在宇宙中含量仅次于氢元素。氦元素在1亿摄氏度高温的时候,经过核聚变反应生成碳和氧,放出大量的热量。氦元素在中子撞击下,经过核裂变反应变成氢元素,吸收大量热量。氦元素是溶点和沸点最低的元素,只要比绝对零度(一273.15℃)高1℃,氦就由固态变为液态。氦元素在天体形成、运行、演化中的作用是至关重要的,氦元素低温时的超导超流性使铁元素磁化具有磁力,从而吸引聚集更多的铁元素形成天体初级固体内核,标志着天体的诞生。

轻元素是指质子数为3到25的元素,主要有碳、氖、镁、硅、氧、钛、氩等元素。轻元素在超高温的时候,经过核聚变反应生成更重的元素,放出大量的热量。轻元素在中子撞击下,裂变成更轻的元素,吸收大量的热量。轻元素在天体演化中的主要作用是形成天体外壳,受中子撞击发生核裂变时吸收大量的热量,保护天体外壳不被内部积累的热量熔化。

铁元素的质子数是26,在超高温下聚变成更重的元素,吸收大量的热量。铁元素在中子撞击下,裂变成更轻的元素,也吸收大量的热量。铁元素能被磁化而具有磁性。磁化后的铁元素有不同的磁极,磁极之间同性相斥,异性相吸。铁的这种磁特性,在天体形成、运行、演化中具有重要的作用,磁极的相吸和相斥可以说是天体形成、运行、演化的第一推动力,直接导致宇宙物质的聚集和离散,产生了复杂的宇宙天文现象。

铁元素在天体形成、运行、演化中的作用表现为:铁磁性使铁元素首先聚集形成天体的初级固体内核。在天体形成、运行、演化过程中,天体内核的铁元素因磁性作用吸附其他铁元素而得到增加;铁内核始终处在不断地磁化、吸附新铁元素的过程中。铁元素受天体内部核反应产生的多余中子撞击,发生核裂变,吸收热量,保持铁内核的低温固体状态。而天体消亡后,残存的铁内核成为大大小小的黑洞。

重元素是指质子数为27到83的元素,主要有锌、铋、铅、镉等元素。重元素在中子撞击下,裂变成更轻的元素,产生大量的热量。重元素在天体形成、运行、演化中的作用是:重元素在气态或者液态时,受自转体同一密度物质聚集效应,高纯度地聚集在天体中间层,受中子撞击发生放热核裂变,并在天体呼吸运动作用下,运动到天体表层低温区凝结成固体,超过链式核裂变反应临界体积,发生像原子弹一样的爆炸。有研究表明,镉以上元素都可以发生类似原子弹一样的爆炸。

放射性元素是指质子数84到94的元素,主要有铀、钚等元素。放射性元素在自然状态下裂变成更轻的元素,放出大量的热量,称为放射性核衰变。其在天体形成、运行、演化中的作用是:在早期天体形成时发生放射性衰变产生热量,在天体形成的不同阶段分别引起天体固体球表层或者中间层升温;在天体固体球形成后,放射性元素呈气态或者液态时,高纯度地聚集在天体中间层,在天体呼吸运动作用下,运动到天体表层低温区凝结成固体,超过链式核裂变反应临界体积,发生像原子弹一样的爆炸。由于放射性元素的自然衰变,天体运行演化的中后期,天体内部放射性元素已很少,主要是重元素的裂变产生热量。

物质的核反应按原子核的分开和聚合,分为核裂变反应和核聚变反应。核聚变反应需要的条件是高温,只能发生在天体内部。核裂变反应需要中子或者其他粒子的撞击,由于宇宙射线的广泛存在,核裂变反应也广泛存在,几乎可以说,有物质的地方就有核裂变反应。

物质的核反应按热量的放出和吸收,分为放热反应和吸热反应。放热反应是物质转化为能量,放热反应的结果是宇宙物质质量减少,温度升高。吸热反应是能量转化为物质,吸热反应的结果是宇宙物质质量增加,温度降低。总的来说,如果宇宙平均温度不变,宇宙中总的放热反应放出的热量与吸热反应吸收的热量相等。宇宙就是物质转换为能量,能量转换为物质的无限循环过程。

组成物质元素的放热吸热核反应有如下规律:

1~25号元素发生放热核聚变反应和吸热核裂变反应,聚变时放热,裂变时吸热。

27号及以上元素发生吸热核聚变反应和放热核裂变反应,聚变时吸热,裂变时放热。

26号元素铁,无论是核聚变反应还是核裂变反应都是吸热的。

宇宙总的核反应是守恒的,放出多少热量就贮存了多少冷量。氢聚变成氦产生多少热量,氦裂变成氢就要吸收等量的热量。根据能量守恒原则,宇宙中包含的热量和冷量是相等的。天体产生的热量以各种形式散发出去,冷量留在天体内部,天体最后变成一个冷量贮存体,我们把这叫冷剩余。天体残余物质多是核裂变时吸收热量的铁、氦等元素。

元素的核裂变反应分为链式核裂变反应和非链式核裂变反应。非链式核裂变反应是一个中子撞击一个原子核,原子核裂变,放出的多余中子没有引起周围其他原子核继续裂变,核裂变反应结束。链式核裂变反应是一个中子撞击一个原子核,原子核裂变,放出的多余中子引起周围其他原子核继续裂变,核裂变反应连续进行。

实际上,由于宇宙射线的广泛存在,核裂变反应还有一种亚链式核裂变反应。即引发连续核裂变反应的中子不是最初核裂变反应产生的多余中子,而是由宇宙射线和外来中子不断连续撞击引起的,核裂变反应也可连续进行。

在目前看来,由于核吸能反应不能给人类带来现实经济利益,人类对吸热核反应的研究大大落后于对放热核反应的研究。同样,人类对能产生激烈变化的链式核裂变和热核聚变投入巨资,进行了广泛的观察和研究,但对零星和分散的单一原子核裂变近乎视而不见。实际上,这些零星和分散的核裂变总量巨大,甚至与天体内部的热核聚变反应是等量的,对宇宙能量变化和天体形成、运行、演化有巨大的影响。

在自然状态下发生链式核裂变反应,在理论上是可能的,由于自转天体同一元素聚集效应,某些元素在气态或者液态时,高纯度地聚集在一起,在天体呼吸运动的作用下,运动到天体表层低温区凝结成固体,超过链式核裂变临界体积时发生像原子弹一样的爆炸。从实用技术看,核电站的核反应堆甚至需要采用多种技术手段吸收多余的中子,才能减缓核裂变反应的速度。

宇宙射线横冲直撞的高能粒子不断撞击天体中间层的重元素和放射性元素,产生放热核裂变,甚至引发像原子弹一样的爆炸,放出大量热量,促使天体内部温度升高,直至发生氢热核聚变反应。

天体内部的核聚变过程是很复杂的,一般可以这样来理解:氢聚变成氦,氦聚变成碳、氧,碳聚变成氖、氧,氖聚变成氧,氧聚变成硅,硅聚变成铁。

元素在天体形成、运行、演化中的作用表现在以下几个方面:①在自转天体同一元素聚集效应作用下,元素在天体固体球内呈有序排列,铁元素因磁性强大的吸引力在中心形成固体铁内核;②元素在天体内部发生核反应,包括放热核反应和吸热核反应;③放热核裂变反应主导早期天体的形成,放热核聚变反应主导后期天体的演化,吸热核反应保证天体稳定运行。

自转是物质运动的基本形式,运动的物质必然存在自转的趋势。我们可以通过实际生活观察,很容易验证这一现象,比如日常生活玩球时,只要球在动,就一定有自转。

宇宙核反应守恒定律:宇宙物质存在近乎等量的放能核反应和吸能核反应,两种反应的数量差表现为宇宙平均温度的变化。

二、铁元素磁化定律

宇宙物质中的铁元素存在广泛持续的磁化现象。

磁化后的铁元素因磁力吸引形成物质团,并与其他物质团存在磁极异性相吸、同性相斥的现象,异性相吸使物质团不断融合、质量不断增加,同性相斥使物质团相互弹开,获得相对运动速度。随着物质团自转速度加快和磁性加强,相吸现象逐渐减少,相斥现象逐渐增多。

铁元素磁化过程存在于整个天体形成、运行、演化的过程。单个天体、行星系、恒星系、超大质量星系都存在磁化形成统一磁场的趋势。带磁的粒子在磁场中会被加速,从这个意义上讲,整个宇宙就是一个巨大的加速器。

电磁力和引力是宇宙物质远程相互作用的两种力。有研究表明,电磁力要比引力强大得多,电磁力的吸力是引力的1040倍,斥力是引力的1037倍,这是一个非常巨大的差距,但电磁力要在宇宙天体形成、运行、演化中发生作用,有非常苛刻的条件限制。

首先,除了磁化后的铁、镍元素,绝大多数物质团中的正负电荷基本相等,相互抵消,对外不发生电磁力作用。未经磁化的铁、镍元素对外同样不发生电磁力作用。

其次,自然状态下铁、镍元素的磁化条件也是很苛刻的,只有在氦元素液化成为超导超流体并吸附在铁原子上时,才能大规模磁化铁元素。(详见天体形成一般过程氦元素阶段。)

再次,铁元素磁化后,保持磁性的条件也是很苛刻的,一旦温度高于700℃,铁元素就会失去磁性。

最后,电磁力的穿透性不是很强,电磁力作用可以被物质屏蔽,物质厚度越大,屏蔽作用就越大。

由于上述这些苛刻条件,很多科学家几乎忘记了电磁力在宇宙天体形成、运行、演化中的作用。但氦元素液化后的超导超流作用和铁元素的吸热核反应满足了上述苛刻的条件,使铁元素的电磁力在宇宙天体形成、运行、演化中发挥着巨大的作用。

三、万有引力定律

万有引力是指任意两个有质量的物体存在着通过连心线方向上的相互吸引力。万有引力与物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。

天体物理学也把万有引力表述为:具有质量的物体之间加速靠近的趋势。同理可证,当一个外力推开两个有质量的物体时,只要外力是持续的,即使不增大,两个物体也呈加速离开的趋势。

万有引力据说是牛顿在苹果树下休息时,被掉下来的苹果砸到头上,触发灵感发现的。

在地球上,引力的吸引作用赋予物体重力并使它们向地面下落,地球表面物体重力是万有引力与自转离心力共同作用的结果。万有引力也是太阳和地球等天体之所以存在公转和自转的原因;没有万有引力天体将无法相互吸引形成天体系统。万有引力同时也使地球围绕太阳运转,月球按照自身的轨道围绕地球运转。

万有引力是物质之间相互作用四种力中最小的力,其他三种力是电磁力、强核力、弱核力。

万有引力作用中容易被忽视的三个问题如下:

(1)万有引力是以物质内部结构力为基础的。物质对其他物质的引力不能超过物质自身的结构力。

(2)在一团物质内部,每个位置的物质受到的引力其实是合力,由于相反方向引力的抵消作用,不同位置的物质受到的引力合力是不一样的。

(3)自转天体引力吸引物质是有边界的。从理论上讲,引力作用距离是无限远的,但天体的自转使周围物质产生离心趋势,当天体大气边缘最轻的元素氢原子的离心力超过天体引力时就形成天体的引力边界。

四、物质玻色—爱因斯坦凝聚现象

在温度无限接近绝对零度时,物质会出现玻色—爱因斯坦凝聚。玻色—爱因斯坦凝聚是指原子在冷却到绝对零度附近时所呈现一种气态的、超流性的物态。

绝对零度是热力学的最低温度,为仅存于理论的下限值,写成0 K,即温标零下273.15℃。

爱因斯坦曾于1924年预言,如果将某些原子气体冷却到足够低的温度,那么所有原子会突然凝聚,混乱的物质将会在顷刻之间转换成高度有序的物质状态。物质的这一状态后来被称为玻色-爱因斯坦凝聚。最早的玻色—爱因斯坦凝聚是康奈尔和威曼及其助手在天体物理实验室联合研究所于1995年6月5日制造成功的。4个月后,麻省理工学院的沃尔夫冈·克特勒独立地获得了玻色—爱因斯坦凝聚。2001年康奈尔、威曼和克特勒为他们的研究结果共享诺贝尔物理学奖。

玻色—爱因斯坦凝聚非常不稳定。极其微小的相互作用足以使它分解为单一原子的状态。

玻色—爱因斯坦凝聚还有俘获并重新释放光子的特性。光子会在玻色—爱因斯坦凝聚中停滞,然后再重新开始运行。

玻色—爱因斯坦凝聚在天体形成和演化过程中充当终结者的角色。主要由铁元素和轻元素组成的天体残骸,由于铁元素和轻元素的吸热反应,使天体残骸温度无限接近绝对零度,出现玻色—爱因斯坦凝聚。在自转离心作用下,天体残骸重新分解为单原子并散开,成为形成新天体的原料。这过程形象地讲,就像微生物把动植物残骸分解还原成有机物,重新回到自然界被其他生长中的动植物重新吸收一样。

五、物质热胀冷缩现象

物质热胀冷缩现象在天体内部升温和喷发过程中有重要作用。

绝大多数物质都有热胀现象。一般认为,气态物质温度每升高1℃,体积就增加1/273。天体喷发的原动力是天体放热中间层气体物质的受热膨胀。同时,由于吸热核反应的存在,天体放热中间层温度的上升是平缓的,从而使天体内部能够长时间积累很大的能量。

物质的冷缩现象使天体固体外壳有规律地冷却收缩破裂,从而使天体有规律地向外喷发。太阳黑子活动是天体冷缩现象的典型例子。

物质和元素是一个公认的客观存在,但物质是怎么来的?物质之前是什么?如果说物质是能量转换而来的,那能量又是怎么来的?能量之前又是什么?这些问题目前没有公认统一的答案。因此本书把物质和元素的客观存在作为前提,不对其起源加以讨论。

 

第二节 宇宙微波背景辐射

宇宙微波背景辐射(又称3K背景辐射)是一种充满整个宇宙的电磁辐射。这种辐射在任何方向上都几乎是一致的,其温度约为3K,即约为 零下270.15℃。 零下273.15为零K,即绝对零度。我们使用短波收音机时听到的沙沙声,有一部分来源于宇宙微波背景辐射。

一、宇宙微波背景辐射的发现

1964年,美国贝尔实验室的工程师彭齐亚斯和威尔逊架设了一台天线,用以接受卫星信号。为了检测噪音性能,他们将天线对准天空进行测量。结果他们发现,在某一波段上,一直有一个神秘的讯号存在,这个信号既没有日夜的变化,也没有季节的变化。因而可以判定与地球的公转和自转无关。

起初,他们怀疑这个信号来源于天线系统本身。1965年初,他们对天线进行了彻底检查,甚至清除了天线上的鸽子窝和鸟粪,然而噪声仍然存在。于是他们正式宣布了这个发现。彭齐亚斯和威尔逊因发现了宇宙微波背景辐射而获得1978年的诺贝尔物理学奖。后来人们在不同波段上对微波背景辐射做了大量的测量和详细的研究。西班牙和英国科学家在研究宇宙微波背景辐射中发现了明显的冷点。2001年6月30日美国宇航局发射了威尔金森微波各向异性探测器,绘制了全景宇宙微波背景辐射图。

 

 

图2 宇宙微波背景辐射全景图

(图中蓝色部分为温度较低的冷点)

宇宙微波背景辐射3K温度是科学界公认的一个客观存在,但科学家对宇宙微波背景辐射的初始来源并没有统一认识。

二、宇宙微波背景辐射的两个特点

(1)宇宙的背景温度是大约零下270℃。宇宙物质如果高于这个温度,如果没有热量产生维持高温,就会降到这个温度。宇宙物质如果低于这个温度,如果没有冷量产生维持低温,就会升到这个温度。这也是一个神奇的温度,在零下270℃时,占宇宙物质总质量24%的氦元素呈液态。液态氦之于天体星球就像液态水之于生物一样重要,没有液态氦,宇宙物质之间可能什么都不会发生,宇宙就是一团永恒的低温等离子体,没有天体星球,没有生物。

(2)宇宙微波背景辐射各向是高度均匀的。尽管有科学家睁大双眼,拿着高倍放大镜,聚精会神地在宇宙微波背景辐射图上来回仔细搜索,发现了一些不均匀的冷点。但总的来说,宇宙微波背景辐射各向是均匀的。

三、宇宙微波背景辐射冷点的发现

有科学家在宇宙微波背景辐射发现了冷点。冷点的发现实际上表明宇宙现在的温度是由绝对零度上升而来的,就像初春时节气温转暖为20℃时,仍可以在背阴的地方找到冬天的积雪。初秋气温转冷为20℃时,是不会找到积雪的,只能发现温度偏高的水库湖泊。

宇宙微波背景辐射在天体形成、运行、演化中最重要的作用是孵化升温,使氦元素液化。

关于宇宙微波背景辐射的思考:如果把绝对零度视为宇宙的起点温度,整个宇宙升温3℃需要多少热量,宇宙物质中就储存了等量的冷量。可能存在这样一个物质能量转换等式:物质总冷量=物质总热量+3K热量,即如果宇宙物质把全部热量和冷量都释放出来,宇宙将回归绝对零度。

(下接宇宙本能全文第二部分)

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