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、行星結成分和結構的研究，以現代宇宙觀測中的諸多發現為依據，參照科學家們提出的多個成因假說，沿著星球間原子轉化和星球逐級連續演化的脈絡，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域內重氫原子含量超預期，充分證實了恒星聚變反應的原料是氫原子。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，原子間無法發生碰撞，原子的能量和溫度沒有改變，依然保持在0度狀態。在初期聚集的一段時間內，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，這時就在固態核外部形成了液態的氘原子層。隨著聚集范圍的持續擴大，氘原子到達時的速度也在持續增加，相應的到達后的氘原子碰撞進一步加劇，碰撞產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，于是又在液態層之外形成了一圈氣態的大氣。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“低溫固態氘核、液態氘層和氣態氘層”三層結構的一級大恒星（見圖1）。在一級星球發育的時空中，氘來源于數百億光年的空間。隨著氘原子到達時速度的持續加快，碰撞強度持續增強，星球外圍大氣的溫度持續升高。外層大氣在后續不斷加速的氘原子的高速碰撞下，原子間發生了核聚變反應，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，從而導致恒星大氣發生大爆炸，也就是現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光發熱的恒星，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，同時產生了一些高序數的新原子。大爆炸產生輻射使周圍空間內那些外圍的氘原子分解生成氕，因此星球在大爆炸中產生了豐富的氕和氦。在宇宙大爆炸幾分鐘后，產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，高溫輻射使內核受熱蒸發。內核蒸發產生的旋流推動了一級恒星旋轉，從而使恒星產生了旋轉的動力。隨著內核蒸發的長期延續，恒星旋轉的能量不斷積累增大，恒星旋轉的速度逐漸加快，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，遂恒星旋轉起來，逐漸向銀道平面運移，在銀道平面內形成了巨大的氫云云盤。由于一級恒星爆炸后產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的過程中，逐漸地運移到銀道內，在相互兼并中聚集成石質行星。這些石質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“固體巖石內核、低溫固態氘層、液態氘層和氣態氘層”的胚胎懸臂恒星。胚胎懸臂恒星在后續原子持續高速的撞擊下聚變爆炸，于是就演化出了發光發熱的旋臂恒星。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。太陽應該就是一個石質內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，根據它們的地質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中，大量吸收周圍空間內原始的氘原子和爆炸中產生的氕、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的條件，因此這些小恒星就成了圍繞太陽旋轉的類木行星。

5 類地行星成因分析

太陽演化到中后期，內核外部形成了蒸發氣體隔離層、核聚變反應層、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部，太陽內核的氘原子持續蒸發，到達核聚變反應層內聚變生成氦，氘與氦聚變生成鋰，氘、氦、鋰等相互巨變反應又生成一些更高序數的原子核。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，反應層向外輻射和散熱的能力降低，內輻射能力增強，內部蒸發氣體隔離層的溫度急劇升高，造成低溫固態核心區內的氘原子蒸發速度加快，從而導致聚變速度加快，再加上恒星旋轉速度的不斷加快，最后導致紅巨星最外層大氣在旋轉中發生離心式脫殼爆炸。大量高序數的大氣被拋入周圍空間，黃道平面內的高溫大氣在旋轉中兼并、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；胚胎恒星在持續聚集中碰撞、聚變、燃燒生成發光發亮的一級恒星；首次爆炸產生的高溫氣團冷卻成了大量太空石質星；石質星再吸收周圍空間內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的聚集中碰撞、聚變、燃燒生成發光發亮的懸臂恒星；懸臂恒星的首次爆炸產生的高溫氣團冷卻形成圍繞旋臂恒星旋轉的石質星，這些石質星在旋轉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“固態巖石內核、固態氘原子層、液態氘原子層、氘原子蒸發氣體隔離層、核聚變反應層、等離子聚集層、氣體冷卻原子合成層和外圍大氣層”八層結構的恒星；恒星經過長期演化成為紅巨星，在太陽內部，氘與氦聚變生成鋰，氫、氦、鋰……鐵、銅等大量高序數的原子，高序數原子核在原子合成層內融合產生出一些超鐵序數的原子；紅巨星爆炸將大量高溫氣團拋到外圍空間內，在黃道內的高溫氣體冷卻、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。該模型是在總結當今宇宙觀察基礎上形成的，雖然不敢保證它是最正確的答案，上面的觀點應該是宇宙演化全程最新的、最詳細的和系統的論述。

參考文獻

[1] 彭壽斌.太陽結構的研究與分析[J].中國高新技術企業，2010，（28）.

[2] 彭壽斌.地球的成因研究[J].中國高新技術企業，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：石油地質勘探與開發，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員，研究方向：石油地質勘探與開發，理化數模制作、天文物理。

（責任編輯：黃銀芳）