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日志

 
 

原创 星系概况(九)暗物质暗能量  

2016-12-18 16:12:30|  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》第四篇
       前面已经说了,所有天体都是由化学元素的化合物、混合物组成。天体中的化学元素的种类不同,所占的比例不同,天体的比重也不相同。在星系演化中,各种天体有序运行,周而复始,在自然条件下又是如何自我寻求平衡的呢?这些比重不同的天体是怎样在星系中自我定位的呢?
       答案很简单:是由暗物质(黑洞内的天体)产生的暗能量(微物质的能量)起的作用!
       有效的维护天体有序运行,所需条件是多方面的,某一类天体运行所需条件是其他天体运行中产生提供的,某一类天体自身的运行演化,又为其他天体运行提供了条件。为了把问题说清楚,只好抽丝剥茧,逐一介绍。首先谈谈暗能量在星系演化中的支撑作用。
       在谈暗能量的支撑作用之前,在这儿首先谈谈各类天体在星系中是如何分类的:
       恒星类:恒星是星系中的基本单位,表面温度高,内部含有一定数量的金属元素,形成磁场,能约束磁场内的行星等天体,形成后能连续不断的释放微物质;
       行星类:表面温度低,多数依附于恒星,一部分行星内部虽然有金属元素,但元素序号较低,比重较轻,在长期的运行过程中,最终要么坠落恒星,要么被恒星抛弃,流浪于星系空间。
       星际物质:这类物质的主要特点是自己没有固定的运行轨道,飘逸流浪于星际空间,体积有大有小,物质结构的主要成分是化学元素序号较低的化学元素组成,一般不受磁场的约束,运行动力主要靠“星系风”和微物质浮力。还有一些是在恒星间隙运动的宇宙碎块和被恒星抛弃的行星,也属于星际物质。处于恒星层的宇宙碎块以化学元素序号较低的化学元素组成;处于黑洞层以内的宇宙碎块由化学元素序号较高的化学元素组成,这部分星际物质运行到恒星层,残留的放射性化学元素会继续裂变分解成为普通元素。
       星际尘埃:这类物质体积极小,有两种类型:一种是“灰尘”类,此类物质主要是由恒星碰撞解体产生;一种是弥漫于空间气态、液态物质凝固产生的固态物质。
       以上四类物质共同存在于星系空间,它们都有一个共同的特点:都是普通元素和合成元素组成的。
       由于组成的化学元素种类不同,化学元素的比例不同,所以,以上的四类天体,它们的比重也不同。这就有了微物质的用武之地:根据微物质有浓度、有浮力的性质,就能把以上四类天体在星系内部区分开来,使其各有各的区域,从不混淆。
       在地球上,水有浮力,比重大于水的就沉底,比重小于水的就漂浮。
       空气有浮力,但不同高度的空气密度和种类都不同,比重也不相同,氢气球会在一定高度的空气中停留,氢气球停留的高度所在的位置,气球内外气体的比重是相同的。
       空气如何能产生浮力,这要有一个最基本条件:空气的高度要超过能产生浮力的最低限度,比重差要达到能显现出浮力的最低限度。还有一个因素,就是地球吸引力,氢气球在空中停留的位置刚好在空气浮力抵消地球吸引力的平衡点上。
       地球上还有一种物质是有密度的,就是暗物质产生的暗能量。暗能量的浮力在地球上不容易显现,被人们忽略了,这是因为暗能量产生浮力的最基本的条件,在地球上达不到。在星系的巨大空间里,无论是高度还是比重差,都能满足暗能量产生浮力的基本条件,暗能量能产生浮力的性质就显现出来了。
       星系内的浮力是相对于星系内的吸引力的。
       如果星系内没有浮力,星系内所有天体全部都会因星系的吸引力全部集中在星系中央,天体演化也就无从谈起。正是因为有了暗物质的暗能量,抵消了星系吸引力,使星系内的天体因比重不同而有序分开,结合星系中其他演化条件自我演化,整个星系才能是一个自成一体的宇宙基本单位存在于宇宙之中。

       暗物质暗能量是天体演化的产物,是天体演化链条上的一环,又是天体演化的必要条件之一。

      微物质是怎样把星系内物质区分开来的呢?
      前面的《暗物质暗能量》已经说了,在星系内相同的体积在不同的区域所含有的微物质数量是不同的。设恒星形成层同体积内的微物质数量为 1 ,各层内的数量从以下表格就可以看出:       
    形成层   恒星层   黑洞层  分解层 星系中心
        1       9      27     81    243
       从以上表格中可以看出各层之间微物质数量的差距,这个差距和构成天体的成分是密不可分的。
       在形成层的恒星,还不具备恒星的特点,只是一个大物质团,异常疏松,物质结构还是《化学元素周期表》前面的化学元素。随着恒星的慢慢形成,内部温度升高,有了合成化学元素的条件,合成的化学元素逐渐增多,恒星结构随之逐渐浓缩密集,比重也相应增大。恒星运行到分解层,《化学元素周期表》前面的化学元素的比例降到最低,恒星的比重达到最高值。
       仅考虑星系的吸引力和微物质的浮力(暂且不考虑其他因素)这两项的作用,星系内恒星是怎样分布的呢?
       从恒星的化学元素结构来看,恒星形成初期是序号低的化学元素,进入分解层的恒星主要成分是序号比较高的化学元素,由此可见,化学元素的合成是在恒星内部逐渐合成的。从化学元素的原子量来看,化学元素序号越高,原子量越大,这两项是成正比的。单单挑出两种化学元素相比较,它们的比重不一定序号大的化学元素比重就大。几十种化学元素组成的天体,如果有几种序号小的化学元素比例降低或消失了,同时有几种序号大的化学元素比例增加或诞生了,两者相比一定是化学元素序号大的化学元素组成的天体比重就大。
       以地球表层为例:假如地球表层是序号为1——100这一百种化学元素组成,在演化过程中,前十种化学元素消失了,消失的这十种化学元素的总质量全部转化为序号是101——110号的化学元素。两者相比,后者的比重肯定大于前者。
       
       不同区域的微物质层,承载着不同化学元素构成的恒星。
       星系内恒星所处的位置在星系引力和微物质浮力的平衡点上。 
 
       用微物质浮力抵消星系吸引力区分的恒星,分布在星系内各个层面内,位置是固定的。恒星所携带的行星,也各有归属,不再属于恒星。 每颗行星将会根据自己的化学元素结构产生的比重寻找自己的平衡点。
       因碰撞产生的恒星碎块,在引力和浮力的双重作用下,在不同的星系层找到自己的位置。星际尘埃虽然体积微小,仍然是化学元素结构,所以仍然可以在星系空间里找到自己的位置。
       星系中心的微物质浓度最高,浮力最大,星系中的恒星在远离星系中心就已经解体了。即使有宇宙碎块因碰撞获得能量进入星系中心,很快因微物质的巨大浮力而不能停留在星系中心,所以星系中心(上一篇图中心白色区域)是微物质的领地,任何化学元素组成的天体,都会被微物质强大的浮力排出星系中心之外。

       化学元素组成的天体有比重,它们在星系空间都能找到星系吸引力和微物质浮力的平衡点。
       星系中心是一个仅有微物质存在的空心圆球体,微物质以外的天体是不能在星系中心停留的。

       恒星吸引力约束不到的位置,原来就存在的天体,它们所在的位置已经在微物质浮力和星系吸引力的平衡点上,所以,这部分天体还在原来的位置上。
       假设:星系内只有吸引力和微物质浮力,星系内的所有物质将会根据自身比重均匀的分布在星系内的各个层面上固定不动。星系演化也就无从说起。
       (以上结论虽然有点荒诞,慢慢的把星系演化的因素一项一项的都加进去,星系运行就正常了。)  

       上面的表格中所列微物质,是恒星从诞生到消亡一生中释放的微物质。还有一部分微物质参与了恒星内部聚合反应,被储存起来了,恒星因碰撞消亡,被储存的微物质在分解层几乎是一次性释放。大量释放的微物质,体积瞬间膨胀产生的冲击力,是把粉碎的恒星碎块运送到形成层的动力。
       无论是木柴燃烧释放的光,还是太阳释放的光,它们(光)都是依附在化学元素上的。“燃烧”是把“光”从化学元素上分离出来的一个过程,和分离过程相反的过程是“光”和化学元素合并在一起的过程。

       “光”和化学元素的合并与分离,
       在形态上发生了变化:由固体状态变为弥漫状态;
       在结构上也发生了变化:某一个光粒子周围的光粒子,由固定状态变为游离状态;
       在体积上也发生了变化:固态“光”的体积远远小于弥漫态的“光”。

       化学元素在恒星内部发生聚合反应,一部分游离状态的微物质被固定在合成的化学元素内部,随着恒星的运行被带到分解层,因恒星碰撞这些被固定的微物质重新返回弥漫状态,体积瞬间膨胀,形成巨大的冲击力,冲击着宇宙碎块扩散到星系空间。
       木柴是由树叶采集了太阳的“光”,通过叶绿素把“光”合成到化学元素上,储存在木柴里。星际空间里的“星际尘埃”和“星际物质”采集了恒星释放的“光”,然后再聚拢在一起形成“恒星”,发热达到一定程度时,再把采集的“光”重新释放到空间。在星系空间里“光”就有了释放地点,有了传播空间,有了采集地点,如此周而复始,无限循环。

       恒星释放光——空间传播光——星际物质吸收光——星际物质和光组成新恒星——恒星释放光
       
       微物质能以“固体光”的形式聚集在化学元素上,又能以“弥漫光”的形式从化学元素上分离。
       光在化学元素上的聚集和分离,是星系演化中的环节。      

       木柴在燃烧前,是普通化学元素和微物质元素的和成体,燃烧后普通元素成为气体,微物质元素扩散到空中,原来的木柴不复存在,所剩的仅仅是一点木柴灰烬。由此可见,木柴燃烧,微物质是由固态变为弥漫态的过程。
       恒星常年以光的形式向空间释放微物质,导致空间的微物质越来越多;星际物质常年吸收微物质,导致空间内的微物质越来越少,释放和吸收是相对与统一的关系。
       在长期的星系演化中,释放的微物质总量等于吸收的微物质总量。它们两者的关系就像地球上空气中的水分一样,降水量始终和蒸发量相等。空气中的含水量升高,降水的可能性就大,反之就小。
       星系空间里的微物质和空气中的水分一样,有一个量的常数。星系演化到某一阶段,微物质浓度常数偏低时,恒星因此相对比重就大,就会重新寻找平衡点而向星系中心靠拢,加速星系碰撞集中释放微物质增加浓度;当微物质浓度高于常数时,恒星的相对比重就小,因此会减缓恒星向星系中心靠拢,减少恒星碰撞的机会而减少微物质集中释放的机会。不过人类是没有必要担心微物质浓度发生变化的,即使微物质浓度现在正在发生变化也不必担心:太阳到星系的分解层的距离是以光年为计算单位的,恒星寻找新平衡点的移动速度是以公里为计算单位的,一光年的距离,恒星也要走上数千年甚至数万年!所以说人类不必担心星系空间里的微物质浓度发生变化,可能对人类代来的灾害。

       微物质浓度在星系中心最高,在星系边界最低。
       微物质浓度的变化,直接影响恒星的生成和消亡。
       
       恒星在分解层因碰撞产生大量微物质,向四面八方扩散,导致星系中心微物质密度急剧升高。一部分微物质夹杂着恒星碎块和产生的灰尘,从星系中心南北两极磁场的薄弱环节向外喷涌,在两极各形成一个圆柱形微物质流,直达弥漫层。恒星碎块随着微物质“气流”向外转移的过程中,由于微物质压力逐渐减轻,碎块中合成的放射性元素逐渐裂变分解,当到达恒星层时几乎全部分解成普通元素组成的碎块,这时人们会看到恒星层的两极各有一条光柱。

       星系两级光柱是探索星系的钥匙,很多星系指标和星系光柱有关。
       透过光柱可以探索星系中的很多奥秘!(以后将详细介绍)

       集中释放的微物质在分解层,可见光瞬间被不可见光中和成中性微物质,一部分微物质从分解层向周围扩散,更多的微物质从两极向外喷发。在星系中心产生的“气”流向外涌出,星系两极的“气”流冲向星系边界,在各层之间向赤道流动。从分解层向外扩散的“气”流,直至寻找的平衡点后方才停止。
       可见星系内部并不是风平浪静,而是波澜壮阔。正是因为发源于星系内部的“气”流,整个星系才能活了起来,动了起来。

      综上所述,我们可以看到,维持星系演化运转,主要有七种力:
      一、星系的吸引力;
      二、微物质的浮力;
      三、微物质由内向外的冲击力;
      四、形成光柱后,微物质向星系赤道移动产生的力;
      五、恒星释放光时产生的力;
      六、星系磁场产生的力;
      七、星系自转的离心力。
      在以上这七种力的共同作用下,星系内部的自我演化才能有序运行。
      星系内部有强大的磁场,结合着微物质的动,恒星因此而获得了能量动了起来。
      下一篇是《推动星系演化的“力”》。 
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