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六节:各不同质量天体内部的粒子结构状况
我们根据“质能分合”宇宙论所描述的物质世界,人们对物质世界的认识方向,一直是以一种“还原论”而来探求得到物质最终基本结构单元。
也就是我们常常挂在嘴边的,想方设法从对物质一步步的更深层次的分裂之中来窥看到物质粒子最终结构。
科学家为了揭示物质世界终极结构以这种前沿“还原理论”而所进行每一种实验,其实就像我们的“质能分合”宇宙论内两个物质演化模型的一种——即“质能交融”物质演化模型。
所谓的“质能交融”物质演化,顾名思义就是质量与能量在两者之间,为诞生物质相互开始产生作用。
在一个起初时期,质量是保持不变的,但是能量的强度却可以随能级不断地提高而增加。
从而相同的质量,却在一次次不同增强的能级作用之下,已进行着物质各不同形态的物质演化。
这种“质能交融”物质演化作用将呈现有多个各不同质量个体。
发生在相当于太阳质量的恒星内面:
最早时期,能量的分割强度,相对太阳质量来说,不占什么绝对优势,能量从周围向恒星内部渗透,
使之恒星质量的天体从质量转化成黑色的全中子星;
当能量全部渗入到恒星质量的中心部分,使之能量有一个聚集的机会,如若能量的排斥作用力大于恒星质量拥有的引力收缩力,
那么能量就会突破恒星的中心点,而能量会在恒星内集聚成一个能量聚焦的高能点;
这种高能聚焦点不会维持多久,迅速向四周扩散,将恒星中心的全部中子状态的物质成波状朝外冲开,恒星中心部分的一部分中子通过质量与能量激烈物质演化作用,转化成氢,氢在运动之中会受到剩下来的中子轰击,
其中一部分氢转化成它的同位素——氕,有一少部分的氢可能演变成它的同位素——氘,还有极少一部分转变成超重氢——即氚,更还有其它同位素氢的存在。
这时恒星的内部是处一个气体状态的中心,随着能量成波状往周围辐射,随之体积成倍的胀大,能量的强度会渐渐地变弱。
当能量往外围辐射跟恒星中心达到一定距离时,由于中心的能级降低,氢的各种同位素元素,会按照一定的有序层次地重新排列起来——处于最中心的位置是拥有中子最多的氢同位素,从一个点按照氢元素内含中子的多少,逐渐地成从多到少的层次往外围排列。
恒星经过质量与能量的一番物质演化,已产生了体积的膨胀,因此内部的结构密度变小了。
有一部分的能量可能逃逸出去,由于能量的排斥作用力,并未比质量拥有的引力收缩力占有绝对的优势,能量随着一次最大力的集焦,最高能量的作用之下产生了一些光子,但这些光子都呆在恒星的中心位置,能量的逃逸已取不到对它们的推动力了,只是能量随着热的扩散而逃离恒星内部。
这时候的恒星只有发热而不发光。
在一个固定质量的恒星内,有一部分的能量逃逸,就意味着恒星内部的力相互作用将发生改变——能量所具有的排斥力在渐渐的减弱,而以恒星拥有的质量所形成的引力收缩在不断地增大。
随着能量进一步的逃离,当质量所产生的引力收缩大于能量的排斥作用力时,剩下的能量可能被质量“封闭”在恒星内部。
这样以来,恒星的物质演化进入十分缓慢的阶段。
这颗恒星的物质演化强度如若要达到他拥有强烈的光辐射,必须等到能量再一次的渗透——
也就是等待星系起初时期强大的能量,对整个星系进行全部的分裂以后,在星系的中心部分会有一次能量的聚汇,能量这种最高聚集状态不会维持多久,能量会从高能级向低能级传递,沿途一路,能量会对被分离下来的每一个星系个体,将进行第二次渗透作用。
恒星等到能量与质量的再一次加深的物质演化作用,能量所具有的排斥作用力,已远远大于了恒星质量拥有的引力收缩。
能量将会又一次在恒星中心点进行集汇,随着高能量的再一次高度聚焦,会使更多的中子转化成氢,同时高温、高压、高能量作用之下,将会创生更多的光子出来。
当能量又一次从恒星内部往外围逃逸之时,会将一部分光子推移出来。
于是一颗只伴随着缓慢热辐射的恒星,终于具有了光的辐射,成了一颗名副其实而能发光发热的恒星。
上面我们根据物质的“质能分离”演化模型,还只描述相当于太阳质量的恒星所经历过的一个发光发热的物质演化过程。
那么当一颗大于太阳质量的恒星,它们所经历的发光发热物质演化过程,比相当于太阳质量的恒星所经历的时间要漫长得多。
因此这种大恒星质量的天体,它们的燃烧寿命比太阳的光热辐射的时间【根据与太阳质量大小之比】要长几倍、十几倍、几十倍、甚至上百倍。
那么当一颗小于太阳几倍质量的恒星,它们所经历的发光发热物质物质演化过程,比小于太阳几倍、十几倍、几十倍以及上百倍,甚至上千百万倍的质量。
它们在宇宙中发光发热的时间,由不同质量的大小而定,最小质量的天体,终生是亮一下,就结束了它极为短暂的发光生命。
从每一种天体所维持的各不同长短的发光发热的时间寿命,根据各伴随着不同的宇宙环境,可以推测到拥有多少质量的星体,它将会经历一个怎样的物质演化过程,从而找到理论模型之下各不同物质状态的特性。
在天体内部任意一种高能状态的物质演化,有些可能被人们预测到了,有些可能还没有被预测到。
我们的科学家可以根据天体内部高温、高压、高磁场的状况,采用人工的方法来进行模拟实验。
用人工方法产生高速带电粒子的装置,是探索原子核和粒子的性质、内部结构和相互作用的重要工具。
自从E.卢瑟福1919年用天然放射性元素放射出来的a射线轰击氮原子,首次实现了元素的人工转变以后,去了学家就认识到要想认识原子核,必须采用高速粒子来变革原子核。
几十年来,人们研制和建造了多种粒子加速器,性能不断提高。
加速器是利用一定形态的电磁场将电子、质子或者重离子等带电粒子加速使其具有高大几千、几万及至光速的高速带电粒子速。
随着加速器能量的不断提高,人类对微观物质世界的认识逐步深入。
粒子物理学取得了巨大的成就。
用人工的方法加速带电粒子,使其获得很高速度的装置。
利用这种装置可以产生各种能量的电子、质子、氘核、a粒子以及其它一些重离子。
利用这些直接被加速的带电粒子与物质相作用,还可以产生多种带电的和不带电的次级粒子:像Y粒子、中子及各种介子、超子、反粒子等。
还可以模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等。
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