黑洞與宇宙

張 京

阜平職業(yè)技術(shù)教育中心 河北 阜平 073200

1 引言

1.1 研究背景 宇宙是如何形成的? 關(guān)于這個問題,最深得人心的答案就是1932年勒梅特提出的宇宙大爆炸理論,然而宇宙真的是大爆炸才形成的嗎? 近年來人類不斷向外太空進(jìn)行探索,然而探索的范圍也只不過是星辰大海的一粒塵埃的大小。1977年,人類向外太陽系空間發(fā)射了第一艘探測器,借助放射性同位素溫差發(fā)電機(jī)作為動力來源,截止2019年這艘旅行者1號飛船已經(jīng)運(yùn)行42年,不過剛剛抵達(dá)太陽系的邊緣。人類要想飛出太陽系、銀河系,穿越其它星系,按照目前物理學(xué)根本不可能完成。宇宙無邊無際,根據(jù)哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測數(shù)據(jù),宇宙還在不斷的擴(kuò)大,擴(kuò)大速度還在不斷加快,人類無法走出宇宙的邊緣,那么人類真的無法了解宇宙的真相了嗎? 牛頓、愛因斯坦、霍金等一系列偉人為我們了解宇宙做了畢生的貢獻(xiàn),宇宙的神秘面紗逐漸被揭開,相信有朝一日終究可以解開所有的謎題。了解宇宙、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、運(yùn)用規(guī)律對我們發(fā)展人類文明、延續(xù)人類文明、發(fā)展科技等都有著至關(guān)重要的意義。全人類面臨著資源短缺、環(huán)境日益惡化等眾多難題,因此探索外太空領(lǐng)域,了解未知的宇宙至關(guān)重要。

1.2 理論簡介 宇宙誕生初期沒有任何有形的物質(zhì),太空中只有大量原子,原子以“游離態(tài)”的形式存在。宇宙形成初期,這些大量原子中某些極易結(jié)合的原子聚集在了一起,發(fā)生核聚變、核裂變等復(fù)雜反應(yīng),并且釋放出宇宙射線、引力波以及其它巨大的能量,這些能量使得原子團(tuán)高速旋轉(zhuǎn)形成“旋渦”,旋渦周圍的原子不斷聚集發(fā)生反應(yīng),經(jīng)過數(shù)億年之久,反應(yīng)最終趨于平穩(wěn),原子重新排列結(jié)合在一起形成較為穩(wěn)定的物質(zhì),宇宙自此就誕生了。旋渦實(shí)際上就是“黑洞”,黑洞是一個星系的中心天體,黑洞周圍也會隨著反應(yīng)的進(jìn)行形成諸多星球或隕石,起初這些星球或隕石并不穩(wěn)定,參與反應(yīng)的原子會釋放處大量的宇宙射線,這些射線使得形成星球的元素電離,進(jìn)而形成磁場,這些星球或隕石在萬有引力及磁場的作用下運(yùn)動漸趨規(guī)則,以黑洞為中心(即以中心天體為中心)勻速旋轉(zhuǎn),部分受力不均衡的質(zhì)量較小的星球或隕石會沿著萬有引力及磁力的方向向質(zhì)量較大的星球運(yùn)動,發(fā)生碰撞并成為質(zhì)量較大星球的一部分。宇宙中參與星球形成的原子數(shù)量不過總數(shù)量的5%,還有大約95%的原子游離在太空中,當(dāng)它們尋求到可以配對的原子的時候,一個全新的星系又會逐漸形成。

2 理論研究

2.1 “游離態(tài)”原子存在的依據(jù) 處于元素周期表的第18族元素即稀有氣體(即氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和具放射性的氡(Rn)),在常溫常壓下,都是無色無味的單原子氣體。據(jù)探測,宇宙的He含量非常充沛,占據(jù)了23%,而氫粒子更豐富占據(jù)了75%,這些粒子都存在于廣袤的宇宙之中。

2.2 “黑洞”形成 由輕核聚變理論可知：氘核和氚核反應(yīng)會生成氦核

2.3 星系形成 隨著核聚變、裂變、化合等反應(yīng)的進(jìn)行,形成的物質(zhì)在磁場的作用下逐漸包圍“黑洞”,越靠近“黑洞”表面的物質(zhì)受到的磁場力越弱,伴隨著“黑洞”體積的增大,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減弱并趨于穩(wěn)定,最后螺旋狀、扁平結(jié)構(gòu)的星體就形成了。黑洞周圍的大量星體和隕石在萬有引力的作用下繞著中心天體旋轉(zhuǎn),小星體周圍同樣也會有隕石或更小的星體繞之旋轉(zhuǎn)。然后反應(yīng)并未終止,星體周圍的原子會不斷的形成物質(zhì)并固定到星體或隕石的表面,隨著星體或隕石質(zhì)量的改變,萬有引力同樣會發(fā)生變化,這就使得部分星體或隕石脫離了原來運(yùn)行的軌道,與其他大型星體發(fā)生碰撞。

3 研究結(jié)論

綜述：“黑洞”就是宇宙起源。黑洞中心的核聚變反應(yīng)實(shí)際上不發(fā)光,但是磁場吸引的周圍物質(zhì)高速旋轉(zhuǎn)發(fā)出光和熱;人類觀察到的星系呈現(xiàn)螺旋狀、扁平結(jié)構(gòu)與黑洞形成過程中產(chǎn)生的巨大磁場有關(guān);太空中充滿的大量He元素、H 元素表明星系形成過程中發(fā)生了劇烈的核聚變等反應(yīng);太陽發(fā)生劇烈的核聚變反應(yīng)使周圍的物質(zhì)發(fā)光發(fā)熱;地球內(nèi)部的核聚變反應(yīng)使地殼運(yùn)動、火山噴發(fā),小行星或隕石撞擊地球等一系列現(xiàn)象都表明宇宙誕生正是基于上述理論。