揭开银河系神秘面纱（下篇）

　　揭开银河系神秘面纱（下篇）
　　（清风科普于2021年06月02日）
　　（3）银河中心引力场效应是由暗物质决定的：
　　现代宇宙学在宇宙起源问题上，已经普遍搭成共识：在可观测宇宙中，暗能量占68。3，暗物质占26。8，普通物质仅占4。9。
　　这就意味着我们的银河系，能借助天文观测仪器设备所能看到的物质，包括行星、恒星、中子星、超新星、黑洞、星团、星际气体和尘埃等等，都属于普通物质，而且仅占银河系总质量的4。9。
　　还有更多即便借助了各种天文观测仪器设备，仍然无法看到的物质叫暗物质，大约占银河系总质量的26。8。而且暗物质会高度集中于银河中心（尤其在银核里），它们才是银河系超强引力场效应最最重要的力量源泉！
　　〔暗物质晕的引力场效应，象强力胶牢牢地束缚着银河系，确保银道面上众恒星有序地涡漩运动，不至于分崩离析成一盘散沙。〕
　　现在我们给银河系物质总量（含暗物质）算一笔帐：由于宇宙暗物质占26。8，普通物质占4。9，所以银河系暗物质也应该是普通物质的5。2倍。
　　已知恒星占银河系总质量90，星际气体和尘埃占10。银河系恒星数量约为10004000亿颗，我们保守取中间值2000亿颗恒星来计算。其中25恒星太阳质量；
　　而银河中心75为红矮星，其质量：44红矮星；取下限：红矮星质量0。5；
　　则银河系物质总质量：
　　M5。22000x75x0。55。2x2000x252200750。522002539002600825550
　　7875（亿个）
　　来自澳大利亚的科学家推算出银河中心暗物质的总质量，保守估计相当于8千亿个太阳质量，这与清风计算也相当吻合，没有矛盾！
　　〔旋臂外侧恒星线速度v550公里秒，反而大于旋臂基部太阳的线速度v250公里秒。线速度越大，离心力也越大，越难被银核向心引力所约束。偏偏银核引力效应与恒星距离平方成反比。距离越遥远，引力急速收敛弱化。如果不借助暗物质这天神之力，银河系早就象一盘散沙而分崩离析了！〕
　　早先科学家推算出银河系的恒星逃逸速度是240120公里秒，现在被修改为550公里秒。而且银河系直径12万光年。如此遥远的距离，如此强大的逃逸速度，如果没有暗物质助力，所有恒星就象一盘散沙，早就土崩瓦解了，早就离散逃逸了，哪来的高度有序的涡漩平面运动？
　　尤其是银核暗物质会产生超强大的角动力场效应，引发银河系时空严重扭曲。越是物质密度高的银河中心，时空扭曲得越严重；越是远离旋臂外围的地方，时空弯曲不太严重。所以恒星涡漩运动的轨迹，与鹦鹉螺对数螺线轨迹相吻合。
　　〔图表示星系周围的暗物质晕；图表示引力场效应引发时空严重扭曲。〕
　　还有个问题：既然暗物质会产生角动力引力场效应，那么为什么不会把银河中心大量的恒星吞噬掉呢？这里面还有个68。2的暗能量问题。这点与黑洞大鳄鲸吞一切有所不同。
　　暗物质有向心引力作用，暗能量却有离心斥力作用，于是暗能量与暗物质相互抗衡。如果把星群比作鱼群，则暗能量好比海洋，海水托起鲸鱼笨重的躯体自由游弋。鱼群（星群）会顺着海洋洋流方向（即时空扭曲的方向），做集体洄游运动（即星群涡漩运动）。
　　（4）银河系里存在着超高能宇宙加速器：
　　中国科学院高能物理研究所、SpringerNature联合发布了LHAASO的重大发现：在银河系内发现大量超高能宇宙加速器和人类观测到的最高能量光子。
　　中科院在高海拔地区建设了大型复合探测阵列高海拔宇宙线观测站（LHAASO），首席科学家曹臻研究员今年5月17日发布：在银河系内发现了大量超高能宇宙加速器，并记录到最高1。4拍电子伏伽马光子，这是人类观测到的最高能量光子，这些发现改变了人类对银河系的传统认知，开启了超高能伽马（r）天文学的新时代。
　　现行的理论和模型认为，测量到的光子的能量不可能超过0。1拍电子伏。如果超过0。1拍电子伏，这些光子就消失了。而我们的探测器探测到的光子，最高能量达到了1。4拍电子伏，这是人类历史上测量到的最高能量光子。
　　而且我们把这些高能量光子的源头（宇宙加速器）的位置定位得很准，精准到0。2范围之内，现在我们已经观测到12个高能光子源。像天鹅座的中心和蟹状星云这两个地方，都是产生这种高能量光子的宇宙加速器的源头。所以银河系并不像我们想象中的那么平稳。只是恰好太阳系所在的小区域比较安全，才有了我们人类的出现。
　　曹臻说：我们现在只能建造出产生能量比它小100倍粒子的加速器，不过目前，这种缩小版的加速器，已经应用在治疗肿瘤的医疗设备上，具有不错的治疗效果。
　　注：1拍电子伏1015eV
　　即：1拍电子伏1千万亿电子伏特
　　08。暗物质是由什么组成的？
　　不过请注意，超新星曝炸只会产生普通物质，不会产生暗物质。化学元素周期表中没有暗物质的座位号。只有宇宙大爆炸早期才会产生暗物质。那么暗物质到底是什么东西呢？
　　〔四夸克态粒子Zc（3900），是由两个粲夸克和两个反粲夸克，通过非奇异介子（J）黏接而成的。〕
　　（1）暗物质粒子，会不会是由多夸克所构成的？
　　近年来人们发现了很不可思议的由四个夸克组成的粒子。这四个夸克中，有两个是粲夸克，另两个是反粲夸克。它们相互共存，相安无事，共同构成超重粒子。而单对单的粲夸克和反粲夸克放在一起，瞬间湮灭，并释放出巨大能量。（注：粲读cn）。
　　夸克有6味：第I代有上夸克和下夸克，属于轻夸克；第代有粲夸克和奇夸克，属于重夸克；第代有顶夸克和底夸克，属于超重夸克。又有6种反夸克与6种夸克相对应，于是夸克共有12种。
　　2013年3月，中国北京正负电子对撞机BESIII合作组发现了四夸克态粒子Zc（3900）。后来美国康奈尔大学CLEOc实验保存的数据，证实了Zc0（3900）。
　　我们知道质子和中子，都是构成物质世界的重子。它们由上、下三个夸克通过胶子黏连而成。而X（6900）的四夸克超重粒子，却由两个粲夸克和两个反粲夸克，通过非奇异介子（J）黏接而成。
　　2015年7月14日，欧洲核子研究中心宣布通过大型强子对撞机底夸克实验，发现了五夸克粒子。五夸克粒子是由两个上夸克、一个下夸克、一个粲夸克和一个反粲夸克共同组成。
　　一个成熟的河外星系（如类星体），其星系核是由巨无霸的黑洞所组成的。但银河系的银核却没有形成巨无霸的黑洞。所以天文学家普遍认为我们的银河系，是发育不成熟的巨婴型棒旋状星系。
　　于是人们自然会联想到：不成熟的巨婴星系，中心物质很可能是暗物质；而暗物质有可能是由四个夸克或五个夸克构建起来的超重粒子扎堆而成。而且这种超重粒子表现为电中性，对电磁场严重不敏感，对光也不敏感。
　　但会在弱力作用下解体成常态夸克。也就是说，这种超重粒子远离银核，会因引力场急骤减弱，弱力作用占上峰后，立马分解成常见夸克。在常见夸克中，要嘛单个正、反粲夸克碰撞后湮灭；要嘛上、下夸克组合成质子或中子。
　　人类目前所有设计制造出来的以光电磁为基础的仪器设备，都不可能捕捉到暗物质的存在感。暗物质应该是跳出三界外，不在五行中，经典化学中的门捷列夫元素周期表，不再有它存在的位置。多夸克粒子不可能恒星核聚变产生，也不可能超新星大爆炸产生，只能是宇宙大爆炸的产物。
　　（2）暗物质粒子，会不会是由超重粒子所构成的？
　　暗物质应该由超重粒子构成的，这已经在学术界形成共识。基本粒子中也有两个超重粒子。一个是顶夸克，其质量为173。1GeVc；一个是希格斯玻色子，其质量为125。09GeVc。这两个粒子的超重，相对于重子（如质子和中子），超重不是超A出那么一点点，而是超得很离谱。
　　〔希格斯玻色子是宇宙中最神秘的超重粒子，被美誉为上帝粒子，其三大功能：能为物质存在提供质量来源；很可能通过大质量弱力作用衰变成暗物质；也可能为宇宙膨胀提供暗能量。〕
　　〔希格斯玻色子质量是中子质量133。14倍，且不带电荷，是电中性。试想你的体重100斤；希格斯胖子的体重是你的133。14倍，那是什么概念？他体重1。33万斤，是超重子；你体重100斤，是轻子。〕
　　质子质量938MeVc，中子质量939。56MeVc。电子质量很小，为0。511MeVc。质子或中子质量，大约是电子质量的1836。5倍。
　　顶夸克质量是质子质量的184。45倍；希格斯玻色子质量是中子质量133。14倍。
　　暗物质是超重粒子，是否与顶夸克和希格斯玻色子有关联？有待于进一步深入探讨后揭开谜底！
　　（3）暗物质，会不会是由大质量夸克星所构成的？
　　奇异夸克星：如果恒星质量是太阳质量3倍，中子可能被碾碎成奇异夸克，这种由奇异夸克紧密结合在一起的星体，称之为奇异夸克星。
　　〔奇异夸克星个子比中子星小，但质量比中子星大。然而夸克星不是黑洞。夸克星有体积，有质量，有密度。而黑洞只是一个理论奇点，体积无限小，密度无穷大。夸克星质量约为3倍太阳质量，再大就会变成微型黑洞了。〕
　　奇异夸克星质量，大于中子星，小于黑洞。夸克星有体积，有质量，有密度。但黑洞只是一个理论上的奇点，体积无限小，密度无穷大。
　　夸克星的理论模型至少有三种：奇异夸克星、孤子星和玻色星。
　　孤子星，主要由具有孤子波的纯粹费米子所组成。它也有可能在暗物质中扮演重要角色。
　　玻色星，主要由纯粹的玻色子所组成，被认为不能由超新星爆炸产生，只能由宇宙大爆炸产生。暗物质有可能是由众多玻色子扎堆形成大质量玻色星，高度集中分布于星系或星团的引力中心。由于希格斯玻色子的加入，大质量玻色星应该是宇宙中最有可能做为暗物质的种子选手。
　　综上所述，银河系的星系核（银核），也有可能是由奇异夸克星、玻色星和孤子星共同构成的，并非由超大级别的巨无霸黑洞所构成的。所以被称为发育不成熟的巨婴型棒旋星系。如果进一步演化下去，众多奇异夸克星、玻色星和孤子星全都合并成一个巨无霸的黑洞，那么发育不成熟的巨婴型棒旋星系，将变成发育成熟的裸核类星体，这裸核星系的核心就是巨无霸的黑洞。星系内的所有恒星和星云，都会被这巨无霸的黑洞收拾得干干净净，连半丁点渣渣都不剩下。
　　目前我们天文观测银河中心内的银核表明：银核内部根本就不存在超大质量巨无霸黑洞的任何蛛丝马迹。银河中心所分布的黑洞又小又散，每年最多吞噬掉三、五颗小恒星。因此我们有理由认为银河系是一个发育很不成熟的巨婴型棒旋状星系。
　　奇异夸克星、玻色星和孤子星都是由宇宙大爆炸的原初产物，无法在星系形成过程中被任意制造出来，也根本不可能是超新星爆炸的结果。
　　微型黑洞可以是大恆星衰老的归宿，小型黑洞可以是超新星爆炸的产物，中型黑洞可以是黑洞大量吞噬星体或星团的结果。
　　宇宙中最大的黑洞Ton618，是太阳质量的660亿倍。其事件视界直径3840亿公里，距离地球104亿光年。Ton618黑洞位于类星体的中心，它是星系衰老后的产物，不是宇宙大爆炸后的结晶。
　　〔上图细线包围的区域，显示星系级别的暗物质晕，千万不要理解成超大质量黑洞。黑洞的引力场去搅动恒星级别的天体不算难事，但想要搅动星系级别的天体，可就力不从心了。〕
　　09。为什么说暗物质不等同于黑洞物质？
　　暗物质不能理解成黑洞物质。虽然它们有诸多共性：对光电磁不敏感，或把光电磁吞噬掉；都由重子所组成，扎堆于引力中心；都存在着引力透镜效应。
　　但暗物质与黑洞物质的本质特征，仍然区别很大很大：
　　暗物质由超重粒子扎堆构成，黑洞物质由重子（如质子和中子）碾碎构成。
　　暗物质对光电磁不敏感，黑洞物质对光电磁敏感。
　　暗物质根本就观测不到，黑洞辐射和吸积盘可以观测到。
　　在宇宙物质总量中，黑洞物质1普通物质4。9暗物质26。8暗能量68。3。
　　暗物质只能是宇宙大爆炸的原初产物；而黑洞可以是星系形成或超新星爆炸的结果。
　　可以人工合成构成黑洞的所有原初物质，在《化学元素周期表》中都可以找到它们曾经存在过的相应位置；但人工没有能力合成暗物质，在《化学元素周期表》中也不可能有它们相对应位置。
　　暗物质很可能高密度聚集，扎堆于星系引力中心或星团巨引源中心；而黑洞有大有小，星散状随机分布于宇宙任何角落。
　　暗能量，向心坍缩会转化成暗物质；暗物质，离心膨胀也会转化成暗能量。普通物质体积很大、密度很小、温度很低；向心坍缩形成黑洞后，体积极小、密度极大、温度极高。
　　在长蛇半人马座方向上，隶属于矩尺座星团（ACO3627），距离地球2。5亿光年的地方，存在着一个引力无比强大的巨引源。依据理论计算：其质量约为5。41016个太阳质量，相当于3千多个银河系的总质量。
　　我们的银河系和老相好仙女座星系，经过红移谱线精确换算，姐弟俩正以660公里秒的速度，向巨引源方向，沿着鹦鹉螺螺线（即欧拉曲线）的轨迹，狂奔而去。巨引源，如此超强大的庞然大物，显然很难用霍金黑洞形成理论来解释，只好导入暗物质扎堆形成巨引源来解释，似乎更具有合理性。