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原创 星系概况(七)化学元素  

2016-11-24 20:46:20|  分类: 星系概况 信口开 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                   本篇是《暗物质 暗能量》第二篇
       下面三张图表是《化学元素周期表》的延伸,可记录二百种化学元素,从理论上来讲,化学元素的品种应该超出下列表格的范围的。其中表二是《化学元素周期表》中的一百种化学元素,表一是微物质元素,表三是合成元素(人造元素)。
       表二中的化学元素抛去人造元素,还剩不到一百种化学元素。再抛去微量元素,所剩下的这几十种化学元素,它们的化合物、混合物组成地球表层的一切。表二中所有化学元素都是在地球表层发现的,它们也是在地球表层存在的。如果改变了地球表层的环境,表二中的化学元素的品种和比例还能像地球表层,有一样的存在形式吗?
       很显然,答案是否定的!
       假设地球表层的温度升高到摄氏一百度以上,地球表层所有的水分全部会蒸发掉。更不用说把地球表层的一切置于太阳之上、置于冥王星之外的宇宙空间了,也就是说,在上述两处空间的物质成分肯定和地球表层的化学元素品种和比例不一样:在那两个地方,地球表层的化学元素一部分消失了,又会增加新的化学元素,使各化学元素的种类和质量比例重新调整。
      广袤无垠的宇宙,环境千变万化,组成天体物质的成分和比例肯定不同。
      万变不离其宗,组成宇宙最基础成分离不开化学元素,表一、表三中的化学元素就是《化学元素周期表》的延伸。在整个宇宙中,究竟有多少种化学元素不得而知,有一点是肯定的:宇宙环境复杂,下列表中的化学元素一定会组成更为丰富多彩的宇宙天体,呈现更为丰富多彩的宇宙现象。

      宇宙天体的组成,是由不同的化学元素组成,化学元素的种类和比例也不尽相同。
      不同种类、不同比例的化学元素组成的天体,在星系空间中的位置是有规律的。

       “氢”是《化学元素周期表》中原子量最小的化学元素。表一中的化学元素是微物质元素,原子量都小于一。微物质元素究竟能排到多少位,不敢妄下定论,至少它们在天体演化中起着不可或缺的作用。
       从理论上来讲,无论多么小的物质,都有可能细分下去。当某一物质小到极限时,就不能再分了,如果再继续分下去,就失去了物质原有的特质了。这不难理解:比如粮仓里的小麦,无论分多少份,每一份都有小麦的特质,无论是饱满或者是不饱满。每一份最小的极限是一粒小麦,再细分下去就失去了小麦固有的特质,成了面粉和麸皮。再继续分下去,超过极限,就不是面粉和麸皮,而是组成面粉和麸皮的化学元素中的原子和分子了。微物质元素同样如此,理论上可以无休止的细分下去,这个细分链条上的每一种微小粒子究竟能不能算作是微物质元素呢?它的界定标准又是什么呢?
       在《星系概况》中说的是组成星系成分的化学元素和星系演化中的现象,这要看某种粒子在宇宙演化中是直接参与还是间接参与。以光为例:恒星在运行和演化中,直接收集光粒子,而后又直接释放光粒子,光粒子可以定为微物质元素。某种极细小粒子首先要先合成光粒子,之后才能参与恒星演化,这样的细小粒子在这儿就不能定为微物质元素。如果说这类细小粒子是宇宙演化必不可少的因素,只能把这类细小粒子定义为宇宙演化的必要条件。就像蜡烛燃烧一样,点燃蜡烛是蜡烛燃烧的必要条件,但是,点燃蜡烛这个程序并不参与蜡烛燃烧的化学反应。

       在宇宙演化中直接参与演化的元素,是下列三张表格中的化学元素。
       不是直接参与演化的元素,不是下列三张表格中的化学元素。

       微物质元素的一些性质在前一篇《光线的聚集和释放》中已经有所介绍,在这儿就不重复了。
       表二中的化学元素,人们已经非常熟悉了,无需多说。但是,有一个奇怪的现象:地球表层的金属元素品种较多,质量的比例却很少,这种现象是地球表层原来就有的,还是由其他存在形式转化而来?
       就地球表面的环境来说,各化学元素的存在形式之间的变化、转换无非就是物理的、化学的、生物的,各化学元素的质量比不会发生变化。图表二中最后的几种化学元素则是利用图表前面的化学元素人工合成的,这充分说明:化学元素的品种和比例在不同的宇宙空间区域是可以相互转化的。在一定条件下,化学元素能由一种或几种转换成和原来不同品种的化学元素。这也证明在宇宙深处,不同的环境下,天体演化时既能利用原有的化学元素合成新的化学元素,也能把原有的化学元素分解成新的化学元素。

       在星系演化过程中,天体中的化学元素成分能发生变化;各化学元素的质量比也能发生变化。
       处于相对稳定状态下的天体,在稳定的时间内化学元素的种类不会发生变化,化学元素的质量比也不会发生变化。

       看来,地球表面的化学元素组成(化学元素的品种和质量比例),只能适应于地球表面的环境。宇宙中不同的环境,造就了不同的天体的形成。宇宙中不同天体的组成成分,其化学元素有不同的品种,有不同的质量比例。
       表二中的化学元素,以形态分类有气态、液态、固态。它们的三态变化是受温度影响的,温度降低,气态消失;温度再降低,表二中的化学元素将全部成为固态。反之,温度升高,固态消失;温度再升高,表二中的化学元素将全部成为气态。压强的变化能影响因为温度而引起的变化:压强降低,引起物质三态变化的温度就会降低;压强增高,引起物质三态变化的温度会相应提高。
       地球内部环境、太阳(恒星)上的环境有物质三态变化的基本条件,气态和液态物质可以充分混合;同时也具备了合成新的化学元素所需要的条件(在前一篇《光线的聚集和释放》已经说明了,不再重复)。
       表二中的化学元素还可以分为金属元素、非金属元素。从《化学元素周期表》上看,金属元素的品种占了绝对多数,其中还有相当一部分是人造金属元素。自然条件下,地球表层是没有合成新化学元素的条件的,新的化学元素只能是在地球内部合成,经过地壳变动到达地球表层。恒星内部同样具备合成新化学元素的条件,合成的新化学元素占绝对多数是金属元素,其中还有人类尚未合成的放射性化学元素品种,它们聚集在太阳中心位置,在超高压环境下放射性元素十分稳定。
       金属元素具有导电导磁的功能,恒星内部的金属元素所占比例增多,恒星(太阳)的磁场才如此强大。
       星系中心(黑洞)是由释放完可见光的恒星组成,占绝对多数的主要成分也是金属元素,星系才有了威慑星系的强大磁场。

      在天体中,金属元素的多少,决定天体磁场强度的大小。

表一   微物质类化学元素
 41 42 43 44 45 46 47 48 49 ...
 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
 1 2 3 4 5 6 7 8 910 
 表二   普通类化学元素  
 1氢 2氦 3锂 4铍 5硼6碳  7氧 8氧 9氟10氖 
 11钠 12镁 13铝14硅  15磷16硫  17氯18氩  19钾 20钙
 21钪 22钛 23钒 24铬 25锰 26铁 27钴28镍 29铜  31锌
 31镓 32锗 33砷34硒  35溴 36氪 37铷 38锶 39钇40锆 
 41铌 42钼 43锝 44钌 45铑 46钯 47银48镉  49铟 50锡
 51 锑  52碲 53碘 54氙 55铯 56钡 57镧 58铈 59镨 60钕
 61钷 62钐 63铕64钆  65铽 66镝 67钬 68铒 69铥 70镱
 71镥 72铪 73钽 74钨 75铼 76锇 77铱 78铂 79金 80汞
 81铊 82铅 83铋 84钋 85砹 86氡 87钫 88镭 89锕 90钍
 91镁 92铀 93镎 94钚 95镁 96锔 97锫 98锎 99锿 100鐨
 表三   合成类化学元素
 101钔 102锘 103铑 104鈩105杜 106熹 107波 108黑  109麦110鐽 
 111錀 112鎶 113 114 115 116 117 118 119 120
 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130
 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140
 141 142 143 144 145 146 147 148 149 ...... 
 注:表中有几个字打不出来,用去了“金”字旁的字代替。
        新华字典《化学元素周期表》中的化学元素命名到 112 号元素。原子量标到118号元素,其中117号元素空缺。 

       表三中的化学元素是地球表层不存在的化学元素,是人为的创造了这部分化学元素的生成条件,人为的创造了这部分化学元素的存在条件,是一个从无到有的创举。随着科技的进步,不但会有更多的新的化学元素诞生,还会有让这些新化学元素长期存在的方法诞生,还会有让这些新化学元素为人类造福的方法诞生。
       表一、表三各画了五十个格,这一百个格不足以填充宇宙中所有的化学元素品种,究竟能向两端延伸多少?这个《新化学元素周期表》怎样设计才合理?恐怕要经过漫长的时间和许多人的努力才能完成。

       星系的热源在恒星层,恒星的热仅仅波及到恒星层附近的空间;星系的冷源在黑洞层,而恒星的冷却波及到除了恒星层之外的整个星系空间(本博《星系概况  五  星系温度》有介绍)。可见星系中的冷源有多大的量!以至于太阳附近阳光照不到的行星背面温度能低到摄氏零下二百度,甚至更低。这与人的感受相比,宇宙就是一个奇冷无比的大冰窟!
       宇宙如此之冷,以至于诺大一个恒星群,年复一年的释放热量,也不足以使宇宙的温度升高,它的根源又在哪里呢?
       答案就在上面的三张表格里!答案就是这三类化学元素相互转化的结果:不但宇宙奇冷,就连太阳(恒星)内部也是一个奇冷无比的大冰窟!

                      恒星从诞生到消亡的整个过程       诞生 —— 中年 —— 消亡;
                                           在温度上经历了       冷   ——   热  ——  冷 三个阶段;
                                         在体积上经历了由      大————————小 的过度;
                                  在形态上经历了      弥漫状态——浓缩状态——固态的变化;
              在化学元素的构成上经历了由      普通元素————————合成元素的转化;
                                        化学元素序号由          小————————大;
                恒星的一生,自身的磁场变化是由       弱————————强 的变化;
             恒星的一生,受星系磁场的影响是由       弱————————强  
恒星在不同阶段所承受的微物质压力经历了由       小———————— 大 的过度;
                            恒星释放微物质的过程是由      无——弱——强——集中  释放的过程。
       (磁场和微物质压力将在以后的博文里介绍)

       由此可以看出,恒星最热的时候是在恒星的中年时期,再往后是逐渐变冷的时期。恒星变冷后可见光消耗殆尽,再无可见光可以释放,同时也证明物质承载的可见光消耗殆尽。
       这部分能产生可见光的微物质都去了哪里呢?
       一部分扩散到太空,还有一部分能产生可见光的微物质,和其他普通元素一起聚合成合成元素(放射性元素)。这个聚合过程还在太阳(恒星)大量释放可见光的时候,就已经在太阳内部开始了。含有可见光的微物质一部分释放到太空,另一部分和普通元素一起,共同聚合成具有金属性质的放射性合成元素。在聚合过程中,热量被储存起来使温度降低;放射性金属元素比重加大,向恒星中心沉积。这样的聚合反应会一直持续下去,直到恒星消亡。中后期逐渐变冷的恒星,参与反映的不是可见光,而是不可见光,聚合反应生成的放射性元素比重会更大,品种会更多。这样的放射性元素在恒星里就是恒星核,在星系里就是星系核(黑洞)。恒星内部的这种变化导致金属元素的品种和质量增加,磁场强度加强,却使恒星内部的温度降低。在整个星系,星系核(黑洞)是温度最低的区域,含有低温的不可见光辐射到整个星系空间,不可见光和可见光中合成中性微物质。

       正在发光的恒星,内部却是冰冷的。恒星积蓄的“冷”最终会释放到整个星系空间。
       星系温度和表三中的化学元素序号有关,合成的化学元素序号越大,星系温度就越低。

       整个星系是一个整体,每一类天体在星系演化中都起着承上启下的作用。每一类演化表现出来的现象,是该种演化的表现,这种表现即是自身演化的必然产物,又是影响其他类型的天体演化的条件,缺一不可。上面列举了恒星的十种关系,每一种关系的不同阶段,都可以量化。当其中一种关系的指标数值出现变化,其他关系的指标也会相应变化。星系演化同样如此,在不同阶段、不同区域也会有相应的数值指标。在自然条件下,星系演化的各项指标都在一个常数范围内波动,既不会超过上限,也不会超过下线。   
           
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