論暗物質、暗能量和宇宙演化的中國圍棋模型

(PDF) On dark matter, dark energy and the...?

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論暗物質、暗能量和宇宙演化的中國圍棋模型

張建新

江蘇潤華冷凍食品有限公司，江蘇 興化

摘 要

除已知的萬有引力作用、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用外，自然界還存在三種基本相互作用，相應地存在三種媒介子，其中的一種媒介子和中微子一起構成暗物質，另外兩種媒介子和光子一起構成暗能量，在此基礎上，本文闡述了宇宙演化的中國圍棋模型。

關鍵詞

狹義相對論；暗物質；暗能量；宇宙演化；中國圍棋；廣義相對論；巨型黑洞；視界；引力波；宇宙學常數

1. 三代輕子與夸克的內稟奇點結構

不同能量、動量的光子在真空中的運動速度均為光速C ，這裡光子的能量、動量大小（E=hν和p= E/c）是可變的，光速C是不變的；根據狹義相對論，在真空中越是逼近光速運動的粒子，關於其能量、動量的描述越是接近於光子。作者認為，帶電輕子、夸克和光子具有共同的內稟奇點結構，約定稱之為「光子奇點結構」，與超弦理論中弦、膜的基本概念不同，光子奇點結構作為一個不可分割的有機整體具有複雜的內部結構，並且可以獨立地存在——即對應於靜質量為零的光子。這裡將帶電輕子、夸克在真空中的慣性運動遵守狹義相對論原理，理解為不是來源於外因即真空本身的屬性所要求的，而是來源於內因即帶電輕子、夸克和光子具有相同的光子奇點結構，換句話說越是逼近光速運動的帶電輕子和夸克，就越能清楚地「看」到其中含有相同的光子奇點結構，並且描述後者對稱性變化的數學形式是一致的，狹義相對論認為帶電輕子、夸克等基本粒子的內稟特性如靜質量、電荷和量子自旋等是不變的。

帶電輕子、夸克和中微子具有相同的內稟奇點結構，約定稱之為「中微子奇點結構」，同樣作為一個不可分割的有機整體具有複雜的內部結構，也可以獨立地存在——即對應於靜質量不為零的中微子，這裡中微子奇點結構除了有三代之分，電子中微子、μ中微子和τ中微子分別對應於三代帶電輕子和夸克，還有正、反之分——中微子的量子自旋態存在左旋和右旋之分，後者暗示「中微子奇點結構」在自旋軸上存在前後之分，約定用「靜→動」(這裡的→表示相對於大尺度上宇宙真空背景中觀察者的中微子運動方向)形象地表示這種前後不對稱性；因為光子奇點結構在自旋軸上是前後對稱的，所以光子的正、反粒子是同一的。

帶電輕子和夸克的「光子奇點結構」與「中微子奇點結構」（這裡是「靜→動」排列順序，不是「動←靜」排列順序）之間，還組合搭配不同的片層狀「中間奇點結構」，分別賦予帶電輕子和夸克各自的內稟特性如電荷、色荷等；中間奇點結構均不能獨立地存在，不存在如三代中微子、光子這樣的基本粒子與之對應。帶電輕子和夸克的內稟奇點結構是由上述三大片層狀奇點結構嚴格依序排列組合形成，其量子自旋態（左旋或右旋）是整體性的，不存在量子自旋態為0的基本粒子；基本粒子（輕子、夸克、光子、膠子和中間玻色子Z0與W±等）究竟具有幾種基本相互作用，是由其內稟奇點結構的排列組合模型決定的。

在真空中，中微子的慣性運動同樣遵循狹義相對論原理（洛倫茲變換），暗示了光子的光子奇點結構和中微子的中微子奇點結構中存在著相同的對稱性變換，注意這裡不是指兩者的複雜內部結構中存在某種局部相似性，而是指描述兩者複雜內部結構中一些對稱性變化運動方式的數學形式是相同的。

弱相互作用中間玻色子Z0的內稟奇點結構，表示為「動←靜§靜→動」互為鏡象對稱的正反中微子奇點結構組合（必須注意，不存在「靜→動§動←靜」互為鏡象對稱的正反中微子奇點結構組合），這裡表徵三代之間存在差異的量子結構——位於「靜」中——能夠成對地產生和湮滅，因此可以認為是三代中微子奇點結構的線性組合態；中間玻色子W±的內稟奇點結構中除了具有與中間玻色子Z0相同的正反中微子奇點結構組合外，還包含中間奇點結構和光子奇點結構。

帶電輕子和夸克的「光子奇點結構」在一定條件下不僅能夠複製自身——從而輻射產生光子，還能夠衍生出一種次級的內稟奇點結構，並且一樣可以獨立地存在——即對應於一種全新的基本粒子，約定分別稱之為「光微子奇點結構」和「光微子」。光微子的基本特點為：正、反粒子是同一的（與光子相同）；具有微小的靜質量（與光子不同）；旋轉一整圈和原先一樣（與光子相同），量子自旋角動量的大小遠小於光子（與光子不同）；光微子是第五種基本相互作用的媒介子，在真空中的慣性運動遵守狹義相對論原理。

帶電輕子和夸克的「中微子奇點結構」同樣能夠衍生出一種次級的內稟奇點結構，並且一樣可以獨立地存在——又一種全新的基本粒子，約定分別稱之為「微光子奇點結構」和「微光子」。微光子的基本特點為：正、反粒子是同一的（與中微子不同），旋轉一整圈和原先一樣（與中微子不同），其量子自旋角動量的大小與光微子相同（與中微子不同），微光子的靜質量大於光微子，但遠小於中微子的靜質量；微光子是第六種基本相互作用的媒介子，在真空中的慣性運動遵守狹義相對論原理。

存在第七種基本相互作用的媒介子，約定稱為易微子，其內稟奇點結構是由光微子奇點結構、中間奇點結構和微光子奇點結構三者組合而成，易微子旋轉二分之一圈和原先一樣，量子自旋角動量的大小是光微子或微光子的2倍；易微子的靜質量為零，孤立的易微子在真空中的運動速度為光速C ；高能易微子在中微子或光子等的參與下，能夠產生一個光微子和一個微光子（與高能光子產生正、負電子一樣）；根據易微子內稟奇點結構在自旋軸上的不對稱性（劃分為黑與白）和量子自旋態（由左旋、右旋劃分為正與反）的不同，自然界中存在四種易微子。第七種基本相互作用可以稱為萬有斥力作用，藉此平衡萬有引力作用，從根本上排除了宇宙大爆炸、黑洞等理論模型中各種奇點的發生。

引力子作為萬有引力作用的媒介子，其內稟奇點結構與膠子、易微子的一樣都包含中間奇點結構，是由兩個相同的「引力奇點結構」與中間奇點結構組合而成，引力子之間如同膠子之間、易微子之間一樣存在相互作用。引力子的靜質量為零，孤立的引力子與光子一樣在真空中的運動速度為光速C ；與目前已有的各種量子引力理論給出的方案不同，引力子雖然也是旋轉二分之一圈和原先一樣，但其量子自旋角動量大小遠小於易微子。根據量子自旋角動量大小在數量級上的巨大差異，可以將基本粒子劃分為三大類。

由引力子構成的引力波不僅能以橫波方式傳播（橫波分量與「引力奇點結構」相對應），還能以縱波方式傳播（縱波分量與「中間奇點結構」相對應）。作者認為，可以將愛因斯坦揭示的引力波（認為引力波是橫波，其主導表現形式是柱面波）理解為是一種虛態引力子（或者虛態易微子）的運動傳播（不是實態引力子的運動傳播，實態引力子的存在和坐標系的選擇顯然是無關的），其傳播速度為光速C 。作者認為，實態引力子與虛態引力子同樣能夠發生相互作用，一些情形可以理解為發生彈性碰撞，一些情形可以理解為發生了虛態和實態之間的置換，特別是可以發生量子隧穿效應，在相同時空背景下，特別是在強引力場中，由實態引力子構成的引力波傳播速度一般大於由光子構成的光波傳播速度。

2. 暗物質、暗能量、哈勃紅移和微波背景輻射的理論解釋

宇宙中除存在夸克、輕子和光子等基本粒子外，還存在微光子、光微子、易微子（量子自旋角動量大小的數量級相同）和引力子共四種基本粒子。作者認為，萬有引力常數G是統一的，根源在於引力子內稟奇點結構的高度對稱性（萬有引力常數G應該理解為任意兩個物體各自耦合常數a與b的乘積，這裡a與b始終是相等的，是唯一的），而萬有斥力耦合常數是複雜多樣的，根源在於易微子內稟奇點結構的不對稱性。微光子之間的萬有斥力常數約定表示為W微2，光微子之間的萬有斥力常數約定表示為W光2，微光子與光微子兩者之間的萬有斥力常數即是W微與W光的乘積。

因為微光子之間的萬有斥力常數W微2小於萬有引力常數G，所以宇宙中大量存在的微光子能夠聚集成團；暗物質的主體是微光子，其次是中微子。因為光微子之間的萬有斥力常數W光2大於萬有引力常數G，所以宇宙中大量存在的光微子呈現瀰漫態，相對均勻地分布在無限的宇宙中，是構成暗能量的第二種成分。類比上述推理，一般狀態下，帶電輕子和夸克之間的萬有斥力常數W電2是相同的，三代中微子之間的萬有斥力常數W中2是相同的，作者認為W電2大於W中2，因為後者遠遠小於萬有引力常數G，所以宇宙中佔比很小的這些常規物質在暗物質微光子（強烈地暗示了W微2明顯地大於W電2）、中微子的海洋里進一步地凝聚形成恆星、星系和星系團。

20世紀80年代天文學的重大成就之一是對宇宙大尺度結構的觀測了解，宇宙是由尺度為上億光年的物質聚集區域「超星系團」和尺度與之相當卻異常空虛的區域「巨洞」交織構成的，超星系團往往就是巨洞的邊。作者認為，以超星系團和巨洞作為最高等級的基本結構單位交織構成無限的宇宙，根據超星系團中星系的常規物質特性和星系產生散逸的易微子特性將超星系團劃分為（正物質與反物質）2×2（黑與白）共四大類，簡潔優美的、富有哲理的中國黑白圍棋自然地成為描述宇宙無窮變遷的理想模型。

宇宙是無限的，決定了宇宙微波背景輻射呈現近乎完美的黑體譜，其微弱的各向異性漲落是無限宇宙中局部區域超星系團分布的不均勻性引起的。作者認為，宇宙微波背景輻射的產生與遙遠星系光的哈勃紅移存在著直接聯繫，星系發出的光子在傳播過程中，不斷地與宇宙中相對均勻分布的光微子（這是哈勃定律成立的前提之一）發生碰撞——即存在第五種基本相互作用（注意兩者量子自旋角動量大小存在著巨大的差異），若光子在碰撞過程中損失部分能量和動量即表現為發生紅移，若光子吸收光微子則表現為發生紫移，並且處於一定能量範圍的光子不會出現明顯的散射即不影響其傳播方向，因此哈勃紅移的發現強有力地證明宇宙中存在大量的暗能量（這裡主要是指光微子）；低於一定能量範圍的光子與暗能量內的光微子發生相互作用時將會出現極其微弱的散射現象（可以造成對遙遠超新星爆發光度的誤判等），大尺度空間上的累積效應可能使觀測者再也看不到最初發出光的星系——出現視界，視界外星系發出的光因為不斷地發生哈勃紅移(當然也包括發生紫移的)最終融入宇宙微波背景輻射的海洋，因此主要是通過光輻射與光微子之間的第五種基本相互作用在無限的宇宙中形成微波背景輻射的黑體譜。

宇宙演化的中國圍棋模型中，超星系團內部的諸星系環繞著共同的引力中心運動，超星系團之間彼此平等地相對靜態分布；根據其主要產生的易微子特性而將超星系團劃分為四大類，先以黑、白來劃分歸類，後根據正物質、反物質來彙集成群；正物質超星系團與反物質超星系團之間不能長期穩定地存在星系長城（由少數星系組成），因為存在巨大的空間隔離，所以正、反物質（帶電輕子和夸克）不會發生大規模的碰撞湮滅現象；正黑與正白超星系團之間、反黑和反白超星系團之間能夠發生由黑變白或者由白變黑的轉變，主要是因為超星系團之間暗物質微光子的大規模變化轉移造成的，由星系長城引發的常規物質大規模轉移往往是誘發其黑、白特性發生轉變的重要外因，二維平面上中國圍棋的對弈規則是對宇宙中超星系團和巨洞之間分布變化規律的簡潔性約定，大尺度上的宇宙空間可以認為是無限平直的三維歐幾里德空間。

3. 帶電輕子與夸克的升代躍遷假說

基本粒子家族存在兩大奇異特徵：①三代輕子之間的區別以及三代夸克之間的區別都僅僅是靜質量不同，第二代、第三代之所以能夠發生β衰變僅僅是因為其擁有多餘的質能。②中微子全是左旋粒子，反中微子全是右旋粒子，這與弱相互作用中的宇稱不守恆有著深刻的聯繫。因為中微子奇點結構在自旋軸上存在前後之分即是不對稱的（靜→動），所以中微子二分量理論和中微子有極其微小的靜質量之間並不矛盾。在上述認識的啟發下，作者提出升代躍遷假說[1]，並且根據升代躍遷中派生的引力波（引力子）運動方向的差異，解釋說明宇宙演化的中國圍棋模型中超星系團黑白特性的起源。

帶電輕子與夸克的升代躍遷假說 圖表1

γ γ

/

e →μ

/ \γMγ

ve ve~

γ+e（d、u）+ve → μ（s、c）+ve~+γ+γMγ

γ γMγ

/

μ→τ

/ \γ

vμ vμ~

γ+μ（s、c）+vμ→τ（b、t）+vμ~+γ+γMγ

圖表說明：①輕子數守恆定律和重子數守恆定律被更加抽象的「中微子內稟奇點結構數」守恆定律取代，這裡約定第一代、第二代和第三代正、反輕子與夸克的中微子內稟奇點結構數分別為1與－1、3與－3和9與－9，暗示了三代中微子奇點結構存在簡潔的內在聯繫即30（0維）、31（1維）和32（2維）。②存在2×3×2即12種升代躍遷：2為正、反兩大類物質，3為1種帶電輕子和2種夸克，2為第一次升代躍遷和第二次升代躍遷。③升代躍遷費曼圖的提出，直接得到弱電統一理論的啟發，升代躍遷遠比規範的弱電作用複雜，兩者都遵循其他共同的普適自然律（例如能量守恆定律、動量守恆定律和角動量守恆定律等）。

④ γMγ表示攜帶某種未知能量流M的雙光子量子體系，有相同量子自旋態的兩個光子處於量子糾纏態，未知能量流M是由弱電統一場中的贗矢量流轉化而來[2]。⑤雙光子量子體系的運動方向取優勢相互作用方向：第一代向第二代升代躍遷時，γ電磁相互作用等佔據優勢，雙光子量子體系的運動方向與入射光子同向；第二代向第三代升代躍遷時，Z0弱相互作用等佔據優勢，雙光子量子體系的運動方向與入射中微子同向。

⑥ 升代躍遷的實質是，第一、第二代輕子與夸克的動能轉換為第二、第三代輕子與夸克的質能，入射的中微子、光子起著媒介子作用。若輕子、夸克的動能稍稍低於質能轉換之需，入射的高能中微子、高能光子仍能以一定的量子幾率誘發升代躍遷；倘若輕子、夸克的動能遠低於質能轉換之需，入射的更高能量的中微子、光子只能誘發規範的弱電相互作用等。

⑦ 雙光子量子體系的運動速度低於光速C ，可以認為是一種具有變化靜質量的贗粒子，處於一定能量動量範圍內大量的雙光子量子體系可以形成具有兩個獨立偏振態的橫波，雖然後者的基本特徵與廣義相對論中的引力波（柱面波）極其相似，但是顯然不是引力波。

⑧引力輻射最低次為四極輻射，雙光子量子體系中的兩個光子將未知能量流M轉化為引力波的縱波分量，這裡不是平等地產生左旋引力子和右旋引力子，而是與雙光子手征性相反的引力子佔據絕對優勢；引力子運動方向與雙光子量子體系運動方向相反，引力子總是向雙光子量子體系的產生源運動，這就決定了在地球上只有可能探測到來自白超星系團諸活動星系核心處由引力子構成的強引力波；引力子量子自旋角動量的大小遠小於光子，使得上述引力子的量子化產生機製成為可能。因為相同手征性的引力子之間和不同手征性的引力子之間的相互作用存在差異，所以引力波在傳播過程中引力子的分布自然地出現疏密不同的現象，說明由引力子構成的引力波不僅有橫波特徵，還表現出縱波特徵。若雙光子量子體系中兩個光子的量子糾纏態被破壞或有光子被吸收，將不再能產生引力子，理解為雙光子量子體系攜帶的未知能量流同時被吸收轉化。

4. 宇宙演化的中國圍棋模型和星系的哈勃分類

宇宙演化的中國圍棋模型認為：星系核心一般都存在巨大質量的（有數百萬至上百億個太陽質量）、遠高於中子星物質密度的緻密天體，與人們熟知的巨型黑洞理論不同，構成這些緻密天體的物質主要是微光子（暗物質），其次是光微子和易微子（暗能量），佔比為第三位的夸克和帶電輕子等常規物質被壓縮形成緻密的薄膜狀殼層結構，高能光微子、易微子以及微光子被有效地束縛在殼層結構包裹的體腔中。

在認為存在七種基本相互作用（不僅僅是四種）的前提下，為陳述簡便，仍然沿用黑洞等物理名詞。巨型黑洞劃分為兩大類：第一類只能發生第一代輕子、夸克向第二代的升代躍遷，升代躍遷殼層質量相對較小，約定稱為黑棋型，基本特徵是雙光子量子體系產生的引力波導致升代躍遷殼層附近區域內引力作用劇烈地增強； 第二類只能發生第二代輕子、夸克向第三代的升代躍遷，升代躍遷殼層質量相對較大，約定稱為白棋型，基本特徵是雙光子量子體系產生的引力波大大地抵減了升代躍遷殼層附近區域內的相對論性引力作用。

根據星系形態、觀測特徵等給出的哈勃分類為：橢圓星系（E）核心處巨型黑洞的升代躍遷為黑棋型u→c和白棋型c→t，棒旋星系（SB）核心處巨型黑洞的升代躍遷為黑棋型d→s和白棋型s→b，旋渦星系（S）的為黑棋型e→μ和白棋型μ→τ。透鏡星系(SO)和不規則星系（Irr）核心處巨型黑洞的類型，一般是處於前三者之間的過渡階段；有的不規則星系（Irr）和透鏡星系(SO)源自於星系之間的碰撞融合，例如星系中存在兩個或兩個以上的巨型黑洞。作者認為，星系中常規物質（帶電輕子和夸克）和暗物質（暗能量）之間的比例，黑棋型明顯地大於白棋型，再進一步地細分為旋渦星系（S）＞棒旋星系（SB）＞橢圓星系（E）。

微光子是星系內外暗物質的主體，微光子與中微子之間存在第六種基本相互作用，處於主序星階段的恆星因為核聚變而釋放出大量的高能中微子，高效地加熱和驅散主序星附近的暗物質微光子，這意味著只有白矮星、中子星和黑洞才能在萬有引力作用下有效地聚集星系中的暗物質微光子。密度相對較大的微光子云團就象「雪花」一樣成片地、成團地分布在星系內，雪花之中總能找到常規物質構成的緻密星核即為「塵埃」；沒有塵埃，瀰漫分布的微光子就不會穩定高效地結晶形成雪花。眾所周知的太陽中微子缺失等現象，可以解釋為部分太陽中微子在傳播過程中與微光子發生第六種基本相互作用，因此不能同時通過弱相互作用被探測到；中微子振蕩理論違反了狹義相對論原理，即不斷發生振蕩的中微子在真空中的運動不再是慣性運動。

類比星系光輻射的哈勃紅移和宇宙微波背景輻射，恆星核聚變等產生的高能中微子通過極其微弱的第六種基本相互作用將能量、動量傳遞給大尺度空間中瀰漫分布的微光子，同樣形成宇宙中微子背景，極可能也具有黑體譜（因為三代中微子靜質量微小）；不同的是，宇宙中微子背景的低能中微子有正、反之分，後者在物質密度相對較大的微光子云團中發生湮滅的幾率較大。

在正物質超星系團與反物質超星系團之間，來自超星系團恆星核聚變等產生的高能正、反中微子的數量巨大並且比例相對接近，假設正物質星系Ａ漸漸地接近反物質超星系團，星系Ａ中微光子云團的存在一般在恆星形成過程中有重要促進作用，這裡因為微光子云團中（高能、中能和低能）正、反中微子湮滅產生的大量能量轉化成為氫氣、氦氣等的熱能，能夠有效阻止星雲的引力收縮，缺乏新恆星的形成就沒有新一代白矮星、中子星和恆星級黑洞等緻密天體的誕生，就不能有效地聚集和束縛星系Ａ內外瀰漫分布的暗物質微光子，後者將在中微子流等作用下漸漸地散逸殆盡，因此星系Ａ最終必然發生解體，釋放的氫氣、氦氣將在正、反中微子流等作用下回歸原來的正物質超星系團，特別是星系Ａ的巨型黑洞有可能以大爆炸方式解體消失。

5. 巨型黑洞的八殼層結構模型與第一代恆星的起源

巨型黑洞的八殼層結構模型認為：①當中子簡併壓力不能與萬有引力抗衡時，中子星將進一步地引力塌縮形成恆星級黑洞，釋放的引力勢能主要轉化為微光子的質能，依據海森堡測不準原理，因為微光子的靜質量大於光微子的靜質量，所以必然優先地轉化產生微光子。恆星級黑洞中主要通過微光子產生的輻射壓力平衡萬有引力，同時存在中子簡併壓力，不存在電子簡併壓力，中子佔據大多數，常規物質以中子、質子、電子和輕原子核（在β穩定線上）為主要存在形式，並且前身星具有的電磁能（如脈衝星）和熱能等均主要轉化為微光子的質能（即使先轉化為光微子的質能，也會很快被中子、質子和電子吸收轉化），同時恆星級黑洞的中心將可能出現空腔，其中充滿高密度高能量的微光子，從根本上排除了奇點的出現。

②恆星級黑洞的表面被高密度的微光子云層包裹，與相對論性引力作用隨黑洞距離的遠近而急劇變化相一致，恆星級黑洞外圍微光子云團的密度變化範圍極大，表明恆星級黑洞對星系中瀰漫分布的暗物質微光子的聚集和壓縮能力遠遠超過中子星，重要的是可以僅僅通過此種方式極大地增加恆星級黑洞的質量，使得後者能夠象氫氣球一樣被逐漸地吹大，主要由中子構成的緻密球殼因此漸漸地變薄，當後者不能有效地吸收並反射空腔中的高能微光子時，大量的高能微光子被相對過量的中子或質子吸收，微光子輻射壓力與萬有引力之間的平衡被打破，巨大的能量吸收轉化使得緻密球殼內的中子、質子、電子和輕原子核瞬間成為向外急劇膨脹的超高溫等離子體，導致了宇宙中最劇烈的、最壯觀的大爆炸——I型超新星出現了。

③當中子之間的微光子輻射壓力仍然不能與萬有引力抗衡時，緻密球殼內一部分中子經β衰變產生質子和電子，相應區域中質子和電子成為大多數，主要通過質子、電子和中子三者之間的微光子輻射壓力與萬有引力取得平衡（單位體積內粒子數的增加導致壓力增大），同時存在電子簡併壓力，不存在中子簡併壓力，緻密星核因此升級成為中等質量黑洞，開始出現洋蔥式的多殼層結構。中等質量黑洞可以劃分為五個殼層結構：最外層為微光子暈H；第二層為中子與輕原子核殼層G，大多數是中子，主要通過微光子輻射壓力與萬有引力取得平衡；第三層為微光子腔F，內含高密度高能量的微光子；第四層為質子與電子混合殼層E，大多數是質子和電子，仍然主要是微光子輻射壓力與萬有引力取得平衡；第五層為微光子腔D，內含更高密度更高能量的微光子。在中等質量黑洞殼層E和D中，因為質子與中子的更替而產生大量的正反中微子、正反電子等正反物質，其中中微子能夠通過與微光子發生相互作用成為高能中微子，一部分高能正反中微子（沒有發生湮滅或者被吸收）能夠從緻密星核中逃逸出來，再與微光子暈H中的低能微光子發生相互作用。

④巨型黑洞除擁有與中等質量黑洞高度相同相似的DEFGH五個殼層外，其內核還擁有第六殼層即最重要的升代躍遷殼層C，其物質形態為帶電輕子和夸克的混合體，根據前文所述，第一代與第二代的帶電輕子和夸克共存於升代躍遷殼層中——為黑棋型，第二代與第三代帶電輕子和夸克共存於升代躍遷殼層中——為白棋型，其他排列組合方式不能存在。升代躍遷殼層淺表面中的帶電輕子和夸克，通過先吸收微光子、後釋放光微子的方式實現物質能量形式的轉換過渡，整個升代躍遷殼層主要通過帶電輕子和夸克之間的光微子輻射壓力與萬有引力取得平衡。巨型黑洞的核心為第七層光微子腔Ｂ，內含高密度高能量的光微子。在光微子腔Ｂ中，動態地存在著Ｎ(Ｎ≥1)個易微子物質密度相對較大的焦點區域，約定稱之為第八層易微子腔Ａ。

巨型黑洞的殼層C中，升代躍遷的發生是陣發性的，這是因為正、反中微子的湮滅使得圖表1中「入射中微子」出現周期性產生和消失的振蕩變化，同時實現正、反物質屬性轉化的中微子產物也將陣發性地從巨型黑洞中釋放出來。中等質量黑洞相對平穩無差別地釋放出正反中微子，巨型黑洞陣發性地釋放特定的中微子（銀河系巨型黑洞釋放的是反中微子），藉此可以間接地檢驗升代躍遷假說。作者認為，當入射光子和中微子沒有成功地誘髮帶電輕子與夸克的升代躍遷，均只是表現為反射，例如將圖表1中的μ替換成e ，將ve~替換成ve時，γMγ必須替換為N個易微子，因此巨型黑洞釋放出的易微子反映了星系的正反黑白特性。

中微子在逸離巨型黑洞過程中，先因為能夠吸收高能微光子（物質密度高）而能量不減反增，後因為與微光子暈H中低能微光子（物質密度低）發生相互作用而能量極其緩慢地減小。倘若巨型黑洞擁有常規物質構成的吸積盤，其釋放的高能中微子流就能夠被示蹤發現，後者通過弱相互作用將能量傳遞給吸積盤。作者認為，巨型黑洞吸積星系核區域內的暗物質微光子云團，同時持續地將其內部的一部分微光子（也能類比為燃料）吸收轉化為易微子和中微子兩種物質能量形式釋放出來；在活動星系核的黑洞—吸積盤模型中，引力勢能的釋放並非一定是吸積盤輻射能量的來源，一些巨型黑洞能夠長期穩定地釋放出高能中微子流，為吸積盤提供巨大能量，特別是類星體中心的巨型黑洞甚至能夠決定Ｎ個吸積盤的遠近大小變化及其穩定性。

巨型黑洞和中等質量黑洞的第四殼層E與恆星級黑洞相似，能夠象氫氣球一樣膨脹或收縮，主要通過產生「氣泡」方式向第三殼層微光子腔F中釋放多餘的物質和壓力，氣泡膜起初主要由緻密的質子和電子構成，內含來自第五殼層微光子腔D中的高能微光子。氣泡在微光子腔F加速上升，不斷地吸收氣泡內的高能微光子，若氣泡過小會很快地縮小消失，若氣泡過大則會因爆炸而解體消失，只有一定大小的氣泡膜能夠平穩過渡到由中子構成，成功穿越微光子腔F，並且俘獲中子與輕原子核殼層G中的部分物質。在上述過程中，氣泡內能量較高的微光子不斷地被吸收轉化為能量較低的微光子釋放出來，有的氣泡因此獲得克服巨型黑洞或者中等質量黑洞引力束縛的足夠動能，成為星系中或者球狀星團中的恆星級黑洞，約定稱之為恆星種子。

Ia型超新星有強烈的硅吸收線，其前身星為一類質量相對較小的恆星種子Ａ，主要特徵是中子與輕原子核殼層G的表層中富含鐵、氧和硅等原子核。Ib型超新星有強烈的氦吸收線，其前身星為一類中等質量的恆星種子Ｂ，主要特徵是中子與輕原子核殼層G中比氦更重的原子核不能穩定存在。Ic型超新星的前身星為一類質量更大的恆星種子Ｃ，主要特徵是中子與輕原子核殼層G中氦原子核也不能穩定存在。作者認為，宇宙中諸元素的丰度主要是由其在恆星種子中的佔比決定的，通過大量吸收恆星種子內的微光子能量克服引力勢能等，諸元素的原子核以大爆炸的方式遊離釋放出來，這裡最重要的是決定了宇宙中氫、氦的相對丰度；遠古時期，一個Ia型超新星遺留的部分瀰漫星雲經過引力收縮演化形成我們的太陽系，太陽是第一代恆星，只有環繞此類恆星公轉的行星，才可能具備生命起源進化所必須的各種微量元素（人擇原理）。恆星種子Ａ是最容易產生的、數量最多的和質量變化範圍最小的，這決定了Ia型超新星能夠作為宇宙中的標準燭光。

恆星種子A大爆炸產生的自由中子總質量一般大於白矮星的錢德拉塞卡極限，這些中子的β衰變釋放出大量的低能中微子和巨大的能量，後者成為超新星輻射能量的重要來源。恆星種子C和B與恆星種子A相比有大得多的中子總質量，因此束縛和凝聚了更大質量的暗物質微光子。在大爆炸過程中，失去緻密星核束縛的暗物質微光子云團（其質量大於常規物質質量）很快解體消失，來自微光子腔F中的高能微光子最先幾乎以光速散逸，之後依序是微光子暈H內的中能和低能微光子。當後者潮水般涌過I型超新星拋射的等離子體物質時，將帶走大量熱能促使其明顯地降溫，這導致Ib型、Ic型超新星的最大亮度反而不及Ia型超新星。

6. 黑洞視界的新定義和宇宙學常數

廣義相對論預言：一定質量的物體被壓縮至引力半徑時將形成黑洞。作者認為，存在視界與奇點的黑洞是不存在的，分別以易微子、光微子和微光子為媒介子的三種基本相互作用和輕子、夸克的升代躍遷等，否定了一定質量的物體被壓縮至引力半徑的可能性。在黑洞的中子與輕原子核殼層G中，若將夸克和電子視為具有不同巨大質量的「微光子」——吸收和釋放微光子處於動態平衡狀態（約定稱之為「微光子態」），夸克和電子則成為懸浮在微光子海洋中的微粒，主要通過微光子產生的輻射壓力平衡萬有引力。

在極小的空間尺度上，當電子和夸克的行為特徵不是主要表現為具有電磁相互作用（吸收或者釋放光子等）、弱相互作用以及強相互作用（吸收或者釋放膠子）的基本粒子，而是主要表現為具有第六種基本相互作用（吸收或者釋放微光子）的基本粒子時，作者認為此類夸克和電子間的萬有斥力常數不是處於前種狀態下的W電2，而是與微光子間的萬有斥力常數W微2大致相等；同理，在巨型黑洞的升代躍遷殼層C中，一些夸克和帶電輕子主要表現為具有第五種基本相互作用（吸收或者釋放光微子）的基本粒子時，其萬有斥力常數將與光微子間的萬有斥力常數W光2大致相等；必須特別指出的是，升代躍遷殼層C中，還有一些夸克和帶電輕子的行為是實現微光子與光微子之間的轉換（例如先吸收微光子再產生光微子，或者先吸收光微子再產生微光子），不能確定是以「微光子態」和「光微子態」兩種中的哪一種為主時，此類夸克和帶電輕子間的萬有斥力常數為W易2＝W微2 +W光2。

換一個角度來理解，在黑洞的中子與輕原子核殼層G中，中子和質子內的夸克都進入了漸進自由狀態（在極小的空間尺度上），因此能夠簡單理想化地視為傳遞強相互作用的膠子消失了，同理將傳遞電磁相互作用、弱相互作用的媒介子也簡單理想化地視為消失了。不存在裸露的、無毛的黑洞（白矮星、中子星以及目前公認的黑洞是可以裸露的），因為黑洞的中子與輕原子核殼層G必須不斷地釋放和吸收微光子表明自身處於微光子態，所以一定有微光子暈H包裹著黑洞，並且在一定的範圍內（微光子密度仍然相當大）活動在其中的夸克（在中子和質子等中）和輕子（特別是從黑洞中散逸的中微子）均處於微光子態。上述反映在較大的空間尺度上，表現為人們熟知的三種基本相互作用被基本禁止了，決定黑洞殼層G和H宏觀結構狀態的依序是萬有引力（場量子為引力子）、第六種基本相互作用（場量子為微光子）和萬有斥力（場量子為易微子）。

萬有斥力常數是複雜多樣的，黑洞將自然界中所有可能存在的基本粒子大量地聚集在一起，這些基本粒子在特定的殼層結構中表現出具有大致相等的萬有斥力常數Xn2，刪繁就簡，在處於動態平衡狀態的前提下，將愛因斯坦引力場方程中的萬有引力常數G調整為G－Xn2，大量基本粒子因此能夠活動在萬有引力和萬有斥力共同參與的、高度統一的時空坐標系中。基本粒子萬有斥力常數的變化切換區域，極有可能就是依據愛因斯坦引力場方程得到的事件視界處，因為萬有斥力常數Xn2的第一次調整，使得事件視界不再成立，黑洞可以繼續吸積大量的物質，直至基本粒子萬有斥力常數Xn2出現第二次調整，使得事件視界又一次不能成立，黑洞呈現多殼層結構，上述基本粒子萬有斥力常數Xn2出現的兩次調整，自然地將黑洞劃分為三大類——恆星級黑洞（三殼層）、中等質量黑洞（五殼層）和巨型黑洞（八殼層）。

這裡約定用「信息傳遞視界」取代不能成立的事件視界：所有的黑洞都具有「第一信息傳遞視界」，基本特徵是中微子能夠作為信息傳遞者——實現視界內外的信息交流，光子不能作為信息傳遞者，視界內的物質不會發光，來自視界外的光子在視界處要麼被吸收轉化（如存在吸積盤時），要麼被完全反射，信息傳遞視界就象是黑體；巨型黑洞具有「第二信息傳遞視界」——對應於升代躍遷殼層，基本特徵是光子能夠作為信息傳遞者，中微子不能作為信息傳遞者，中微子在升代躍遷殼層中要麼被吸收轉化，要麼被完全反射。

愛因斯坦在引力場方程中引進宇宙學常數項，使得物質密度不為零的靜態宇宙能夠存在。目前普遍認為，宇宙中的暗能量對應於宇宙學常數項。在無限的宇宙中，可以將光微子（有極其微小的靜質量）視為「物質」，將易微子（靜質量為零）視為「光輻射」，主要是兩者的相互作用使得後者形成黑體譜，並且與微波背景輻射一樣高度各向同性——這是宇宙學常數項成立的前提條件，微小的漲落是由暗物質與常規物質在局部區域內分布不均勻造成的。作者認為，暗能量的主體是易微子，其次是光微子，因為相鄰的超星系團之間的萬有斥力與萬有引力相平衡，使得超星系團間呈現為靜態分布，中國圍棋成為描述宇宙無窮變遷的理想模型。

將巨型黑洞的升代躍遷殼層Ｃ、光微子腔Ｂ和易微子腔Ａ三者組合物視為宇宙蛋，其中易微子輻射具有精美的黑體譜，易微子腔Ａ的出現實質是一種玻色-愛因斯坦凝聚現象。宇宙微波背景輻射的黑體譜對應於一定的溫度2.7K，宇宙暗能量中易微子輻射的黑體譜同理對應於一定的「溫度」，宇宙學常數Λ只能取一個極小的數。一個個大小不同的宇宙蛋中易微子輻射黑體譜對應的「溫度」千差萬別，Λ的數值隨之變化，與宇宙學常數相比數值巨大，顯而易見，Λ的數值越大，巨型黑洞的質量就越大。

7. 黑洞的產生和消失

1916年，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。因為是萬有引力和萬有斥力共同參與塑造時空坐標系，所以稱為時空擾動波更合適，其中既沒有引力子，也沒有易微子。因為描述黑洞的愛因斯坦引力場方程中萬有引力常數G必須調整為G－Xn2，所以黑洞合併時產生的時空擾動波要比原來的理論預測弱得多。

兩個恆星級黑洞發生碰撞，結果可能是合併形成一個質量較大的黑洞（同時產生時空擾動波），也可能是形成一大一小兩個黑洞——碰撞過程中小黑洞的部分物質因為潮汐力作用而被大黑洞剝奪，這裡關鍵問題是恆星級黑洞中存在極不穩定的一大類——能夠以I型超新星爆炸方式解體消失的恆星種子，例如碰撞後形成的大黑洞恰好歸類為恆星種子B或恆星種子C，或者碰撞後形成的小黑洞恰好歸類為恆星種子A。因此，恆星級黑洞很難通過碰撞合併黑洞、中子星和白矮星等方式成長為中等質量黑洞，恆星種子的來源是豐富多樣的，大質量的恆星級黑洞可以通過N次碰撞產生恆星種子方式解體消失。

星系碰撞在宇宙中相當普遍。距離足夠近的兩個巨型黑洞因為強大的潮汐力作用將發生明顯的形變，常見的情形是，一些質量小的巨型黑洞發生較大形變的部分殼層能夠從母體中脫離出來，這是中等質量黑洞產生的主要方式；罕見的情形是，一些中等質量的巨型黑洞發生了整體性形變，首先是外圍諸殼層被拉伸為橢球形，引發核心殼層——特別是原宇宙蛋中明顯地存在雙易微子腔——出現相應的形變乃至於一分為二，兩個核心殼層之間的巨大斥力作用瞬間將巨型黑洞撕裂成為兩個巨型黑洞，並且向相反方向快速地運動分離。一些較大質量的中等質量黑洞在巨型黑洞強大的潮汐力作用下，同樣能夠分裂成為兩個中等質量黑洞。

一個孤立的巨型黑洞通過不斷地消耗自身集聚的暗物質微光子，間歇式地產生恆星種子，不斷地向外發射易微子、中微子和時空擾動波等，隨著質量的減小，產生恆星種子的能力不斷減小，當不再明顯地消耗微光子暈H中的微光子時，即為同時消耗其核心處儲存的物質能量，光微子腔的「溫度」不斷地降低，易微子腔最先消失，當光微子腔快速消失時，產生恆星種子和發射中微子的能力相應地由弱轉強，當升代躍遷殼層中光微子與微光子之間相互轉化的動態平衡被打破，由外殼層的引力收縮引發升代躍遷殼層中儲存的物質能量瞬間釋放，巨型黑洞爆炸解體形成若干個中等質量黑洞和更多的恆星級黑洞以及產生大量的宇宙射線。

一個孤立的中等質量黑洞與巨型黑洞相類似，繼微光子腔D消失後，質子與電子混合殼層E內動態平衡被打破時，瞬間發生大量電子被質子俘獲，釋放出大量的中微子和巨大的微光子能量，原質子與電子混合殼層E中的物質轉變為中子形態加入到中子與輕原子核殼層G中，中等質量黑洞爆炸解體形成若干個恆星級黑洞以及產生大量的宇宙射線。

8. 討論

人擇原理要求中等質量黑洞、巨型黑洞爆炸解體的方式，不能象超新星爆炸（恆星種子）一樣在星系中釋放巨大的能量。宇宙演化的中國圍棋模型要求巨型黑洞不能普遍地由恆星級黑洞、中等質量黑洞通過吞併恆星物質的原始方式誕生，或者說就象生命的起源進化一樣，巨型黑洞一旦在暗物質微光子相對較少的星系中通過原始方式誕生後，就會通過類似於生命細胞的複製分裂、遺傳變異方式向宇宙中擴散。宇宙是無限的，在某一個角落，通過巨型黑洞之間的劇烈碰撞，能否讓一個巨型黑洞核心的宇宙蛋（升代躍遷殼層、光微子腔和易微子腔）出現一次時空度規的大爆炸（類比阿蘭·固斯的暴漲理論，Λ的數值劇變），等等。

致 謝

三十年來，張建國一直是最重要的傾聽者、提問者和支持者，謹在此表示由衷的感謝。

參考文獻 (References)

[1] 張建新. 雙光子是產生引力波的媒介子[J]. 山西忻州師範學院學報，2001，6：99-100.

[2] 張建新. 弱電統一場中贗矢量流可以轉化為引力波[J]. 山西忻州師範學院學報，2002，5：48-50

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