宇宙的演化第六章

　　和宇宙有关的一切宇宙的演化》之六
　　物质的构成与质量的来源
　　宇宙中最基本的哲理莫过于
　　空间不让物质单元重叠在一起
　　时间不让事件前后重叠在一起
　　假定由宇基子直接构成的粒子会带电；由引力波相互作用产生的物基子构成的所有复合粒子都不带电，但却有质量。
　　假定正、负电子的自旋方向相反，正、负电子具有固定的自转轴或在狭小的范围内波动，不带电的粒子没有固定的自转轴。每个粒子的自旋都会拽动周围的宇基子包括暗物质粒子旋转，形成一个旋转粒子场。平常我们只能观察到粒子的自旋，而无法观测到粒子场的旋转，就像宇航员在月球上能看到地球的自转，而看不到地球带动周围的空气旋转那样。（当你处在地球赤道观测到0级风时，其实身边的空气和你一起以每秒463米的速度绕地心旋转。）两个粒子除了直接碰撞外，都是以场的形式相互作用虹吸现象或相互排斥，而不是发射或接收传递力的粒子。何况发射或接收传递力子都会引起粒子质量和动量的变化，这似乎意味着粒子不具有固定的质量和能量。宇宙中没有那么多悠闲的粒子去充当传递力的使者，何况还要求个别单一的粒子视不同情况能够相吸和相斥，如传递电磁力的光子。甚至要求不管是发射还是接收某种传递力的粒子，都会导致两个粒子相互吸引，如传递引力的引力子，宇宙中不存在引力子这种粒子。光子是宇基子群的集体运动，应属于能量的范畴，因为宇宙中不存在静止的光子。
　　正、负电子的自转轴在空间上似乎具有任意不同的取向，我们不能期盼它们能象地球一样具有固定的自转轴。微观粒子极易受到扰动，自转轴的空间取向会随时发生变化，但结合磁矩或许可以窥见它们的自旋方向具有规律性？为了问题的简洁性和阐明粒子间虹吸现象的相互作用原理，姑且蔽开传统理论对正、负电子性质的研究，假定正、负电子的自旋总是相反的，这样就很容易导出正、负电子间的相互作用。正、负电子相吸，正电子与正电子相斥，电子与电子相斥。
　　但是，如果所有的电子自旋方向都是相同的，那么只用真空中的虹吸现象解释不了耦合电子对？除非耦合电子对中的其中一个电子具有反常磁矩，由正、反磁矩产生的电磁力克服了电子之间的排斥力。只是这种耦合电子对并不是很牢固，在外界的扰动下，很容易离散开来。一个疑问的是，两个正常磁矩的电子在外力的撞击下彼此靠近，由两个电子磁矩构成的电磁场是否能够克服两个电子之间的相互排斥？如果可以，这样构成的耦合电子对也是短寿命的。
　　引力波对宇基子的作用只有两种模式，拉伸和压缩，而拉伸和压缩就可能是产生两类不同的正、反物基子。从中我们也可以看出，宇宙中正、反物基子的总数量不一定相等。正、反物基子碰撞时会产生湮灭，这就要求所有的复合粒子都具有奇数性。最简单的正复合粒子是由两个正物基子和一个反物基子构成的；最简单的反复合粒子是由两个反物基子和一个正物基子构成的，这有可能就是正、反中微子。但从中微子衰变中似乎意味着中微子还不是最简单的复合粒子。简单的正、反复合粒子会遵循奇数性原则，兼并合成质量更大的正、反复合粒子。这些正、反复合粒子就是科学家们称为暗物质粒子的东西，它们在虚空中漫游，相遇时会产生湮灭现象。这就是科学家发现的，来自虚空中点滴的射线。迄今为止，粒子实验物理学家所发现的质子级以下的所有正、反物质粒子，除了光子，正、负电子外，其余的都是正、反复合粒子。当这些正、反复合粒子与正、负电子结合成正、反质子，会出现四种情况。1。电子与正复合粒子同属正粒子范畴，不易结合，即使结合也容易产生衰变。2。电子与反复合粒子结合成的反质子，结构应该很稳定，但自然界中反复合粒子却极为稀少（后文再叙），也容易与正质子产生湮灭。3。正电子与反复合粒子同属反粒子范畴，不易结合，即使结合也容易产生衰变。4。正电子与正复合粒子构成的正质子，结构非常稳定，除了极少数与反质子湮灭外，其余的绝大部分正质子留存下来。使得宇宙中的宏观正物质比反物质多得多，我们的宇宙中应该不存在反物质世界。
　　刚产生的正、反物基子碰撞时会产生湮灭，但要激发出射线光子，两个正、反物基子的能量似乎不足。这种最小量级的湮灭，不知与宇宙微波背景辐射是否产生联系？宇宙微波背景辐射如此均匀，而刚产生的正、反物基子在光压的推动下，弥漫整个宇宙虚空，它们碰到彼此相反的物基子会产生湮灭。也许它们激发出来的辐射就对应2。7K宇宙微波背景辐射。正、反物基子湮灭时，体积缩小了
　　倍，而无数个正、反物基子的湮灭，也是导致宇宙空间产生流变特性的原因之一。
　　暗物质粒子是由物基子构成的复合粒子，它的体积极小，在虚空中以弥散状的形式存在着。在没有与正、负电子结合形成正、反质子或中子，不会聚集成团块，成为可观测的物质实体。暗物质粒子彼此相距较远，只有微弱的引力效应，不与光发生作用。或者说光在传播过程中发生衍射而绕过暗物质粒子。但暗物质粒子丰度过大时可能会改变光的传播轨迹。
　　虚空中暗物质粒子具有两种作用。1。占据空间。2。在光压的作用下流向虚空，使得宇宙空间具有流变特性。观察大星系周边的小星系运动状况或许有可能证明暗物质粒子的存在。如果小星系只是受到大星系的引力作用，它就会向大星系靠拢或绕大星系旋转。假如有小星系远离大星系就可认定是被暗物质粒子或物基子驮开。
　　所谓的正、反物质粒子，其本质是一样的，所不同的只是粒子的自旋方向以及所含正、反物基子数的比例。根据真空状态下的虹吸现象的原理，自旋方向相同的粒子相互排斥，自旋方向相反的粒子相互吸引。任何复合粒子都必须包含正、反物基子。它们遵循这样一个原则：一个稳定的复合粒子，其内部物质粒子的正、反角动量之和等于零，或维持在某一个范围内波动。这种复合粒子还没有和正、负电子结合在一起，不可能凝聚成宏观物质实体。因为要凝聚成宏观物质实体，除了前面阐明的虹吸力之外，还必须借助电磁的相互作用力。这种由正、反物基子构成的复合粒子就是现代科学上称为暗物质的东西。暗物质粒子在宇宙空间中的分布是为弥散状，它具有微弱的引力效应，在星系周边的丰度会比较大，但会在光压的推动下流向虚空。暗物质粒子在虚空中，特别是在外力的作用下会进行重组。现代粒子对撞机产生并被发现的粒子就有好几百种，科学家们根据粒子表现出来的独有特性，对它们进行分门别类，赋予一些属性和性质。其实这些粒子就是暗物质粒子。一些粒子在外力作用或不同的物理环境中互为转化，相信在不同能级的对撞机中还会产生更多的新粒子。科学家在实验室中测定的许多粒子参数，在很大程度上，它很可能只符合类似于像我们地球这样的引力场。对于一些极大或极小的引力场，那些参数值可能会发生变化，对于相差很大的引力场来说，粒子的振动频率应该会产生变化。因此，我们必须假定，在引力场强度值相近的物理环境中，同类粒子表现出来的性质才基本类同。
　　较轻的原子核内部在不受严重扰动时，不存在电子和正电子的合成机制。质子转变成中子所需要的电子只能从原子核外摄取；中子转变成质子，富余的电子以射线向外散射。可见质子和中子内部存在着复杂的结构。中子内部包含一个电子和一个正电子，虽然表现为电中性，但并不是电子和正电子消失了，或者不存在了。正、负电子不会无缘无故地产生，也不会无缘无故地消失。中子本身应该会存在磁场，单个中子的磁场极为微弱，在自旋中不知表现出什么样的特征？在极强磁场的作用下，不知能否发生偏转？中子携带磁场，这也许是中子星具有强大磁场的原因。
　　重元素原子核内部粒子的正、反角动量之差达到某一个量级时，就会自我调整，辐射出、、射线。可奇怪的是，为什么辐射出的总是射线，而不是反射线？这也许要借助上面阐明的，电子不容易与暗物质粒子结合形成反氢核。宇宙中的反氢核很少，反氦核几乎不存在。这有可能是重元素原子核重组或衰变时辐射出的总是射线的原因。原子核内部不仅存在质子、中子，还存在复合粒子。复合粒子具有多样性，它们不仅充当流动介质，有的还与质子、中子耦合在一起，形成耦合粒子团。对于耦合数大的粒子团，将沉入原子核中心，形成核中核。其余的质子、中子、复合粒子以及少量耦合在一起的粒子团将围绕核中核旋转，并可能形成如同后文将要阐述的聚星系统。对于超重放射性元素来说，原子核内部可能不只形成一个核中核。多个核中核相互绕转，粒子碰撞的几率增大，更容易产生衰变。有时复合粒子会对质子、中子直接抢夺正、负电子。这可能也是原子核向外辐射射线的一个原因。
　　上面所有的质子、中子、复合粒子、耦合粒子团的相互绕转都是在强力的严格控制下进行的。更确切地说，是在真空状态下虹吸力的作用下进行的。每一个独立的粒子或耦合粒子团都会形成一个独立的场，当场受到压迫时，就会产生对外的弹力，使粒子再也不能相互靠近，这就是强力存在最小作用距离的原因。当原子核破碎，粒子距离拉开，强力就消失。或者说是虹吸力弱化为引力的相互作用。在复合粒子层面上还存在着一个比强力更强大的作用力，那是在更小距离上相互作用的力，我把它叫作罡力。罡力与强力的作用模式基本类同，都是真空状态下的虹吸力所造成，只是作用距离更小，作用力更大罢了。如果我们层层地追根下去，能够作为复合粒子间虹吸现象流动介质的就是宇基子。这也是我认为宇基子可以渗入宇宙中所有物质的一个原因。
　　目前，科学界对强力的定义似乎显得较为模糊。本来强力是指把强子束缚在原子核中的力，可是后来夸克理论的提出，又把强力塞进去。认为强力是把夸克聚集成团的力，强子之间的相互作用力只是夸克团粒子相互作用力的剩余或延伸。就我个人认为，强力应该保留原有的定义。夸克之间以及夸克内部更小粒子层面上的相互作用力为罡力。其实罡力、强力（包括弱力）、电磁力、引力都只是虹吸力在不同距离上的表现特征。四种作用力具有特定的作用距离，这可能与粒子的体积、质量有关。弱力作为宇宙中最基本的四种力之一，为什么它不像其它三种力那样具有普适性？原子核中，每个粒子的自旋都会携带宇基子形成自己独立的场。当两个粒子场靠得极近时，就会产生相互排斥，从而弱化了强力的作用强度，被观测成弱力。中子或其它粒子衰变瞬间，产生多个亚粒子，彼此之间的距离靠得极近。亚粒子的自旋，使它们彼此相互排斥，暂时削弱强力的作用强度，表现为弱力的形式被观测到。当亚粒子彼此之间的距离稍微拉开，弱力就消失，或者更确切地说，强力马上恢复成原来的作用强度。由此推理，弱力实质上是不存在的，它只是强力在极近距离上表现出来的弱化形式。另外，粒子衰变时，产生数量不相等的正、反复合粒子，这就是科学家们人为的，在弱力作用下，宇称不守恒的原因。
　　宇宙空间中，来源于不同方向的射线光子偶尔会产生碰撞，形成正、负电子。这些正、负电子不是马上产生湮灭，而是彼此分开，并被暗物质捕获，形成质子或反质子。它们在宇宙空间中到处流浪，偶尔会进入地球的大气层，被科学家们观测到。这就是来源于任意不同方向，零星点滴的宇宙线。宇宙线中的正、反质子一般不会形成氢原子或反氢原子，因为现代宇宙空间中弥散的正、负电子还较为稀缺。只有等到本宇宙开始收缩后，正、负电子大量地产生，氢原子才能大量地形成。这在第七部分宇宙的展望再来探讨。
　　从上面的讨论中，似乎可以推断出，正、反物基子的总数量存在着严重的偏差。如果正、反物基子的数量严格地相等，那么一切都会在湮灭中消失殆尽，黑洞将不可能形成，我们所看到的宇宙也不复存在。正、反物基子数量的偏差应该来源于其形成机制，它不像实验室中正、反粒子成对地产生。引力波相互作用，对宇基子的拉伸和压缩，产生的是单个的正物基子或单个的反物基子，在数量上不可能严格地相等。绝大部分的正、反物基子在虚空中湮灭，形成均匀的宇宙微波背景辐射，湮灭后两个正、反物基子的体积几乎缩小为零，这也是导致宇宙空间具有流变特性的一个原因。富余的正物基子通过长年累月的积少成多，形成的正复合粒子也比反复合粒子多，最终逐渐形成我们熟悉的正物质世界。也许科学家们根据下面这个思路，可以推导计算出正物基子比反物基子多的成因。若两列强引力波对同一个宇基子的拉伸形成的是正物基子，压缩形成的是反物基子，就会造成正、反物基子总数量的不同。在两个相距不远的强引力场质心连线上，正、反物基子形成的概率基本相同，而在这条连线周围，形成的正物基子的概率大于形成反物基子的概率。因为两列引力波对同一个宇基子的压缩，有可能让这个宇基子向旁边滑开，结果就是导致正物基子的总数量比反物基子多。最终形成我们这个正物质比反物质多的宇宙。
　　根据构成复合粒子的奇数性原则可以推断，物质陷入黑洞越深，被挤碎得越彻底，大部分的正、反物质粒子产生湮灭。最终大约留存约三分之一的正物基子聚集在黑洞的中心部位，被上覆物质重量的挤压下，逐渐进入中心被消融，形成宇宙中最基本的宇基子。据此推理，黑洞的质量还不到现有理论计算值的一半。
　　黑洞外部形成一个视界面，任何物质包括光线都不能从这个面上向外逃逸，这样就会产生一个逻辑怪圈。当中子被挤碎后，产生数量相等的正、负电子，碰撞湮灭，辐射出大量的射线光子。由于光逃不出视界面，只能在黑洞内部不断散射，碰撞产生正、负电子。于是类似鸡生蛋，蛋孵鸡的物理逻辑怪圈就出现了。黑洞在吞食周围物质的同时，视界面内的正、负电子数也在不断增多，形成的电磁场也在不断地增强。刚从中子搾出来的正、负电子首先混合在一起，之后由于正电子比较容易与其它复合粒子结合，黑洞星体表面就会聚集大量的正电子复合体。这时的正电子复合体，不知是否还是质子，也许性质发生了变化？剩余的电子就会被黑洞星体排出体外。当电子的密度增长到某种程度，就可能自发产生耦合现象，形成电子对，并漂浮在黑洞星体外围，就象不与地面连接的云层。这样，视界面内可能会存在一个强大的电磁场。由于电子壳层包裹了整个黑洞星体，而且电子壳层中的电子包含了所有宇宙间原子核外不同能级的电子类型。这个电子混合壳层不再遵循原子核外电子跃迁原则，也就是不再辐射光子，而外来的任何频率的光子都会被这层电子壳层所吸收，还原成宇宙中最原始的宇基子。这有可能是黑洞视界面的成因。
　　黑洞的磁场很可能会被视界面屏蔽在内部。由于电磁力比引力强得多，当磁场强度增大到某一个极限值时，由黑洞产生的引力就再也无法阻止正、负电子从磁极两端向外喷出，并裹挟黑洞周围的物质，形成宇宙中最强大的喷流。当黑洞内部磁场强度削弱到一定的程度时，黑洞引力再次把磁场屏蔽在视界面内，喷流就此熄灭。黑洞不仅会相互融合，甚至可能把所在星系吞噬殆尽。当黑洞中心物质的消融速度大于外部物质的进补，视界面会不断地缩小，直至与黑洞星体重合，磁场就会暴露出来。这时的黑洞可能会转变为磁星？黑洞转变为磁星的过程中，可能会产生极为猛烈的射线暴。但当磁星快速吞食大量的物质，就可能再次转变成黑洞。
　　但是，正、负电子总是相互吸引的特点，再加上黑洞强大的引力作用，就可能会把黑洞外表形成的电磁场破坏掉。电子会千方百计地遁入由正电子构成的复合粒子中，构成一种与中子类似的，包含一个正电子和一个负电子的复合粒子。这种复合粒子不同于中子星或自然界中的中子。通常中子外表存在一个由宇基子构成的壳层，把正、负电子屏蔽在内部。黑洞外围形成的，带一个正电子和一个负电子的复合粒子没有这个宇基子壳层，正、负电子直接裸露在外。因此，这种复合粒子具有一种在自然界或实验室中从没发现过的奇特性质既相互吸引又相互排斥。于是，在黑洞星体外围形成很厚的、蓬松的物质层，密度可能比中子星的密度还要小。由于电子不再产生跃迁，也就是不发射光子，又能吸收外来任何频率的光子，这就自然地形成黑洞视界面。可是，黑洞外表蓬松物质层中类中子的独有特性却给我们留下一个悬念？相互吸引与相互排斥并存的独有特性，说明粒子间的相互作用极为激烈，是地球任何高能实验室无法模拟的。也许这种粒子间的相互作用同样产生电磁辐射？只是这种电磁辐射要比射线辐射高出几个量级。人类现今的科技水平还无法发现它。虽然这只是我个人的主观臆测，但黑洞周围的云层似乎存在一些朦胧的佐证？所有被观测到的黑洞外围的云层，无时无刻地产生x射线、射线辐射。一个形成并隐定的黑洞，其周围的云层绕黑洞旋转，有时可能会达到某种动力学平衡，就像土星光环乖巧地绕土星旋转那样。黑洞外围的云层只有受到外来的扰动或黑洞引力、磁力的变化，才会不断地被吸入。由此推理，黑洞外围云层中产生的x射线、射线辐射，应该具有间歇性或忽强忽弱的特点。可是云层中的辐射过于匀称，这似乎意味着云层受到某种均匀的辐射所激发，而这种尚不清楚的均匀辐射，最合理的解释就是来源于黑洞。
　　磁星形成可能途径之二，超星爆发后在其中心形成一个中子星。当中子星不断地吸积周围的物质，对星体里的中子挤压超过某个量级时，中子紧挨在一起形成裸中子。这时屏蔽在中子内部的磁场就显现出来形成磁星。这里必须探讨一个问题，超新星爆发时，原子核外的电子被挤入核子内部，使质子转变成中子，那么电子与质子内部的正电子是否湮灭，还是相互并存，呈中子电中性？正、负电子对并不能无缘无故地产生，从自由中子辐射出电子转变为质子来看，中子星内部的单个中子里包含着正、负电子。正、负电子并没有产生湮灭，如果正、负电子一旦产生湮灭就会把中子炸裂。正、负电子可能以耦合粒子对或某种方式并存，只是磁场被屏蔽在中子内部罢了。只要条件环境适当，中子变成裸中子，它屏蔽在内部的磁场就显露出来。这就是我认为磁星有可能是中子星演变形成的原因。
　　黑洞在中心消融和两极喷流两种方式作用下，物质质量锐减。当原黑洞包含的物质质量产生的引力，达不到形成黑洞条件时，就会丢失视界面，呈现在人们眼前的可能就是另类天体一一磁星。但当磁星大量地吞噬物质，就有可能再次转变成黑洞。物质落入黑洞视界面后被分解，如同裂变反应那样，必定会释放出巨大的能量。而这些能量又无法跑出视界面，就会聚集在视界面的內围上。中心点周围把物质粒子消融，形成宇基子要带走能量，这就导致黑洞越往深处温度越低，由此引发的热对流刚好和恒星的热对流方向相反，只是黑洞内部的热对流方式与恒星的热对流方式不同。一般情况下，物质受热膨胀，比重减小会上浮，而视界面内部不存在原子级以上的物质，整个黑洞是微观粒子的集合体。我不清楚粒子受热是否会膨胀，只知道粒子受热动能增大速度变快，粒子运动方向是随机的，这样就有大量的粒子射进黑洞内部，并由此引发热对流。另外，从两极喷出的喷流也应该是炽热的并富含正、负电子，因此喷流的前沿应该具有扩散性的特征。
　　爱因斯坦先生用物质质量引发的四维时空畸变，用纯数学方式推导出的引力场方程，在解释像黑洞这样的天体时可能不适用。因为他忽略了两个问题。1、落入黑洞中的物质都携带正、负电子，而电磁力要比引力强大得多，这就是黑洞能够从两极区向外喷射物质的主要原因。而黑洞也可能产生辐射，只是这种电磁辐射能级太高，我们现今的科技水准，还无法观测到而已。2、物质落入视界面后被分解，产生正、反复合粒子以及最原始的正、反物基子，并产生湮灭，使黑洞包含的粒子数和质量大幅度减小，这也是落入黑洞信息丢失的原因。
　　宇宙中所有的粒子都会自旋，并携带周围的宇基子形成一个球体，或形成自己独立的场。宇基子高速旋转会获得额外的能量，平常它只是乖巧地随粒子旋转。这些高能态宇基子有可能是被现代科学称为暗能量的东西。当粒子的运动状态改变时，粒子外面的高能态宇基子就会被释放出来，形成热量向周围传递。一个粒子或几个粒子释放出来的热量不明显，而有大量的粒子同时释放出高能态宇基子，产生的热量就很可观。中学物理课本上阐明的摩擦生热，实质上是摩擦改变物质粒子的运动状态，使跟随粒子旋转的高能宇基子被释放出来，形成热量。
　　宇宙中到处弥漫着一种单纯的宇基子，被现代科学称为真空能，这应该也是暗能量存在的一种方式。由宇基子产生两类不同的物质，正、负电子和正、反物基子；由正、负电子和正、反物基子构成宇宙中所有的物质粒子，再由这些粒子的不同搭配构成宇宙中所有的物质写到这里，不禁让我想起古代先贤老子的《道德经》，道生一，一生二，二生三，三生万物。
　　宇基子（真空能量）
　　电磁场（介质）引力场（介质）
　　光子物基子
　　正负电子正反复合粒子（暗物质）
　　正反质子、中子
　　宇宙中所有的复合粒子都是包含正、反粒子的共同组合体。宇宙中不存在着由单纯的正物质粒子或单纯的反物质粒子构成的稳定物质。
　　物基子的质量来源于自身携带的能量与同体积宇基子携带的能量之差（或之比）。按理来说，物基子以及由物基子构成的物质质量应该为负值，但是我们并不能感知弥漫于宇宙空间中宇基子的质量。这就好比鱼儿在大海中游泳，感知不到水的质量一样。这里体现了质量与能量的密切联系，爱因斯坦先生的质能方程式阐明了质量和能量的换算关系。本文的一个观点阐明物质与空间的关系。
　　物质压缩为宇基子时空间收缩
　　宇基子转化为物质时空间膨胀
　　但是，宇宙虚空中的物质本没有用重量单位衡量的质量，只有把它置入引力场中，才产生可测量效应的引力质量。在没有引力作用的宇宙空间中，用重量单位去衡量物体的质量是没有意义的。在两个不相互作用的引力场中，物体相对的引力质量为零，相对的惯性质量也等于零。惯性质量也许只是引力质量在不同方程中的表达形式。这在《探索引力的本质》一文中再重新探讨。
　　我们还必须探讨一个问题，宇宙中形成的正电子，为什么多数合并到原子核中去，而形成的电子为什么多数都在原子核外绕转？回答了这个问题，实际上就是回答了我们的宇宙为什么是正物质世界，而不是反物质世界。上面我谈到留存在宇宙虚空中的暗物质粒子，绝大多数都是正复合粒子，它必须寻找反物质粒子，结合形成更高级的粒子。于是，很幸运的正电子被选中了。正电子携带电荷，起到凝结核的作用，与多个复合粒子（暗物质粒子）结合在一起形成质子。构成的质子极为稳固，寿命极其悠长。这就是宏观物质能够长期留存，人类得以繁衍生息的最根本所在。复合粒子层面上的奇数性原则在此被打破。质子稳固性的特点，再也不象复合粒子在不同的能量环境中可以互为转化，但它可以吸收电子，转变为中子。粒子世界如此奇妙，真是令人叹为观止！
　　林友顺
　　2021。12。12