核磁共振成像顯示太陽熱傳輸過程和王錫玉先生太陽系及太陽內部結構對比

Radiative layer 輻射層= 420,000 km

Core 核= 170,000 km

 

 科技日報報道據物理學家組織網7月9日報道,一個聯合科研團隊創建了有關太陽內部等離子體運動的核磁共振成像(MRI),清晰地顯示了太陽如何將內部深處的熱量傳輸至表面。相關研究報告發表在近期出版的美國《國家科學院學報》上,其顛覆了我們對太陽熱量如何向外傳送的固有理解,並向有關太陽黑子和磁場產生的現存解釋發起了挑戰。

  這一研究由美國紐約大學、普林斯頓大學、德國馬克斯·普朗克研究所以及美國國家航空航天局(NASA)共同進行。科學家表示,太陽的熱量由核心的核聚變產生,通過外部三分之一區域的對流進行傳送。然而我們對於這一過程的理解很大程度上十分理論化:太陽並非透明,因此對流不能被直接觀察到,因而我們依賴於所知的液體流動相關理論,並將這一理論應用於太陽。

  通過顯影來理解對流對了解一系列現象極其重要,其中包括太陽黑子的形成,它的溫度比太陽表面其他部分的溫度要低;也包括太陽磁場,其由太陽內部的等離子體運動所創建。

  為給太陽等離子體流拍攝MRI,研究人員檢查了由NASA太陽動力學天文台所攜帶的日震與磁成像儀(HMI)拍攝到的高解析度太陽表面圖像。利用1600萬像素的照相機,HMI能夠測量由對流引發的太陽表面運動。而一旦科學家捕獲到太陽表面精確的運動波,就能計算出無法觀測到的等離子體運動。

  這些對流運動一般被認為能夠支撐太陽外部三分之一區域的大規模環流,從而產生太陽磁場。然而科研人員此次發現,與現存理論相差甚遠,太陽的等離子體運動速度約比之前預計的要慢100倍。如果這些對流運動的速度確實如此之慢,那廣為接受的太陽磁場產生理論將被打破,不再有強有力的理論能夠解釋這種磁場為何產生,而我們對於太陽內部物理現象的理解也需得到徹底修正。(張巍巍)

太陽能源是來自其內部的核聚變嗎?——論太陽的內外場結構及其能源機制

紀念王錫玉中西結合的開創性研究專欄 2007.04

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萬物生長靠太陽,這是人類生活中的一般常識。

根據現代科學所提取的地質資料表明:最低限度是近 30 多億年以來,太陽一直是在穩定地發出它的光和熱。

那麼,太陽的光和熱是怎麼產生出來的呢?它的巨大能源又是由那裡提供的呢?

自古以來,太陽的能源機理問題一直吸引著人們的注意力。直到 19世紀,人們才最後擺脫了「天界不可知論」的影響,開始從近代物理學的角度,試圖揭開太陽能源機制之謎。首先,法國物理學家亥姆霍茨(H.L.F.Helmboltz)提出了「引力收縮假說」?繼而,英國天文學家愛丁頓(A.Eddington)又提出了「電子和質子湮沒猜想」。然而,真正被認為是有所突破的認識,還是到了20 世紀 30年代,當現代核物理取得了進展之後,美國物理學家貝蒂(H.Bethe)才提出了現代的恆星和太陽能源理論——即太陽能源的中心核聚變反應學說,或熱核聚變反應學說。

太陽能源的中心核聚變反應學說,從提出到現在,已有半個多世紀了。目前,這個理論學說已為全世界所普遍接受。如果不是發生了所謂的太陽中微子失蹤案而為這個理論學說蒙上了一層陰影,這個理論真可能早已成為定論了。

那麼,太陽能源真的是來自其內部的熱核聚變反應嗎?

不是的。

太陽能源到底來自那裡?

太陽的能源不是來自太陽的內部。由於太陽能源主要不是來自太陽的內部,其產能機制自然也就不是太陽內部所發生熱核聚變反應了。

太陽在本質上並不是一個獨立的產能機體,它只不過是一個變能機體而已。如果就太陽本身而言,它非但不能產能,而且,其自身也要吸收和消耗大量的能源。太陽所釋放的能量並不是它自身物質的耗損。實際上,太陽是逐漸增體的。現代太陽物理學所謂再過50 億年後太陽的能源耗盡,就會發生「引力坍縮」 的認識,純屬是在錯誤理論基礎上的誤解。

太陽如同一台普通的變換器一樣,它所輸出的能量,只不過是輸送進來的高能粒子流,經過它的變換而轉換成為相對較低的粒子流再輸送出去而已。這個變換器就象變換器一樣在把高能粒子流變換為低能粒子流,在變換過程中自身要有一定的能源消耗。而太陽同一般變換器還有所不同,太陽不僅是一個轉換體,要有一定的能源消耗。而且,太陽還是一個活性的有機體,它還要吸收大量的能源以滋長壯大自己。

凡宇宙中的物理現象,不論是天體物理、高能物理或普通物理,它們都是遵循著共同的宇宙基本規律行事的。當然,太陽也決不例外。

太陽的能源是來自太陽的外部。其正常能源是來自太陽系外層宇宙空間的高能宇宙線粒子流。[註:本文暫不涉及非常能源]

太陽接受了外層宇宙空間輻射來的高能宇宙線粒子流,經過太陽核磁—電磁交變場的轉換之後,除掉其自身吸收和消耗的部分能量以外,其剩餘能量又以太陽輻射的形式輸送出去。這就是太陽輻射能量的真正來源。

太陽系和太陽內部及其大氣層的物理結構

為了便於論述太陽輻射能量的轉換機制,必先弄清太陽系和太陽內部及其大氣層的物理結構。

先看太陽系內外場的結構。

太陽內外場結構模式圖:[圖1]

圖1. 太陽系內外場結構模式圖

太陽系,是宇宙天體層次結構中的一個亞原子天體系統。它是銀河星系中的一個次級星系——天狼星系(銅河系)中的一個子星系。太陽,就是這個子星系的星系核。

就太陽本身來說,它是一個三層宇宙天體核的複合體。在太陽內部的中心區域,是一個完全由中子構成的實體中子星核,它的天體核荷是呈中性的。

在圍繞實體中子星核的液流態空間層次軌道上,運行著 9個遊離中子星核,它們同中心中子星核一起,構成了太陽內部的天體質核。太陽中心質核帶有 9 個天體正核荷。

在太陽內部,圍繞著太陽質核的液態空間層次軌道上,運行著 9個遊離電子星核,它們同太陽中心質核一起,構成了太陽的整體。由於太陽內部的遊離電子星核所攜帶的天體負核荷,中和了太陽中心質核所攜帶的正核荷,所以,太陽的天體核荷是呈中性的。然而,由於太陽內部的遊離電子星核各帶有一個天體正電荷,所以,太陽也就帶有巨大的天體正電荷。

在現代天文觀測中,人們之所以觀測不到太陽所攜帶的巨大電荷和由此而構成的強大電磁場,這只是因為「未識廬山真面目,只緣身在此山中」。因為,在圍繞著太陽的空間層次軌道上,正運行著包括我們所寓居地球在內的9大行星,它們所攜帶的天體負電荷,中和了太陽所攜帶的天體正電荷。因此,人們才觀測不到太陽實際存在的巨大電荷和由此而形成的超強電磁場。人們一時觀測不到的東西,並不等於它實際上不存在。

在太陽系的外圍,存在著一個太陽系臨界閉殼。在這個臨界閉殼的外部和內部,存在著一個太陽系的外—內電磁交變場。凡是太陽系外層宇宙空間到達太陽系附近的帶電宇宙線粒子,都不能徑直地進到太陽系以內的宇宙空間來。它們必須經過太陽系閉殼外—內粒子交變場的交變轉換,然後,才能按照正—負磁性分別由太陽系的兩極進入到太陽系宇宙空間來。

從太陽系閉殼的內交變場直到太陽包層的外交變場,這是太陽系宇宙空間的整體電磁交變場。

從太陽表面直到日冕區,這是太陽固體閉殼的外交變場。這個太陽外交變場,也就是現代太陽物理學所稱的太陽表面大氣層。[註:太陽表面是有一個固體外殼的。現代天體物理學把太陽描繪成「既不是固體,也不是液體,而是個熾熱的氣體球」的認識是極其片面的。]

在任何宇宙事物中,凡作為一個交變場存在,它都必然要具備一個完整場的結構。太陽表面大氣層,就是一個完整場的物理結構。

太陽大氣共分為 9 層結構:

1. K——外輻射層

2.L——包層 1.2.3三層通稱日冕區

3. M——內輻射層

4. N——外間層

5.O——等離子層 4.5.6 三層通稱色球層

6. P——內間層

7. Q——外對流層

8.R——平流層 7.8.9 三層通稱光球層

9. S——內對流層

這個太陽表面大氣層,也就是太陽全部輻射能量轉換的能場。

太陽輻射能量產生的物理機制

太陽的全部光和熱,都是以粒子輻射的形式表現出來的。那麼,這些高能輻射粒子是怎樣產生出來的呢?

(1) 太陽輻射的射電源

太陽系,是茫茫宇宙中一個穩定的活性天體。

太陽,是太陽系的中心天體核,它呈逆時針正轉,是具有四維結構的。它的北極是正磁極場(N),南極是負磁極場(S);它面向天狼星的一側是正磁面場(N1),背向天狼星的一側是負磁面場(S1)。

當著太陽系外層宇宙空間帶電粒子流,到達太陽系外部的電磁力場時,它們就要沿磁力線發生偏轉,於是,就形成了太陽系外場的電磁交變轉換。

當著太陽系外場的宇宙線交變粒子流,通過太陽系北、南兩極進入到太陽系閉殼以內時,它們又要沿太陽系閉殼的內場磁力線發生偏轉,於是,又形成了太陽系內場的電磁交變轉換。

太陽內外場正負粒子轉換圖:[圖2]

圖2.太陽系內外場正負粒子轉換圖

圖釋:

1.太陽系存在一個場的臨界值,其半徑約為 118 個天文單位,即 176億公里。其內場和外場之間在進行粒子交變的時候,除核磁呈中性或能量極高的宇宙線粒子可以直接徑直地進入太陽系宇宙空間以外,其它一般的帶電粒子都要經過場的正負粒子轉換。

2.整個太陽系在接受外層空間宇宙線粒子時,其 N1 極面場和 S1 極面場是不均衡的,其面向天狼星一側高於背向一側。

3.當著外空間帶電粒子流到達太陽系外閉殼時,一般都要發生粒子軌跡的偏轉,正電粒子向 S 極區,負電粒子向 N極區。由於到達極區的都是同極性粒子,因此在行進中就要相對地減速。經過減速的同極性粒子在極區相遇,就要相互發生極性的轉換。因此,正電粒子轉換為負電粒子,而負電粒子轉換為正電粒子,繼續進行其外場和內場的交變轉換。

4.當著交變轉換的正負粒子流在場的赤道區相遇時,就要發生相互間的碰撞爆發,這就是「黃道激(極)光」 的物理成因。

5.經過太陽系閉殼的外—內場粒子交變轉換之後,兩股正、負減速的集束粒子流才到達太陽磁場的北、南極區,成為太陽寧靜輻射的主要供給源。

總而言之,從天狼星散射到太陽系來的高能宇宙線帶電粒子流,在經過太陽系外部和內部電磁交變場的交變轉換之後,這就不僅僅是兩次物場的粒子交變轉換了,而且,又起到了粒子的整流作用。於是,就形成了正、負兩股高能帶電粒子流。[註:猶如兩股正、負超高壓輸電路]它們在太陽北極和南極的磁極性吸引下,分別以高速輸送到了太陽的北極和南極區。這就是太陽連續寧靜射電的能源。

(2) 太陽輻射的形成

太陽是一個 3層天體核的穩定複合體。作為各個層級核而言,每一個層級核都有自己獨立的核磁電磁交變場。但是,各個內含或外延場之間又都是互為因果的。

在太陽內部,是天體核磁力在起作用。而從太陽中心質核以外的中間液流層直到太陽系行星際整個宇宙空間,卻是天體電磁力在起作用。

電磁作用,這是現代科學技術久已熟悉和完全掌握的。因此,在論述和理解太陽輻射的成因機制時,也就比較容易了。

太陽是呈 4 維結構的。它除了同 9大行星具有電磁耦合作用外,太陽本身是帶有天體正電荷的。

當著兩股正—負高能宇宙線帶電粒子流到達太陽北、南極區包層的臨界面時,就會同極區溢泄的異性粒子流發生碰撞交變。同時,它們又會與環流同性粒子流發生排斥,從而迫使粒子發生極性轉向。因此,經過交變和轉換的帶電粒子流就會沿太陽包層以外的正—負面場發生逆—順時針方向的分流和偏轉。

太陽北極是正(N)極,它所輸入的是負的高能帶電粒子流;太陽南極是負(S)極,它所輸入的是正的高能帶電粒子流。這兩股帶電宇宙線粒子流,在經過極區的交變和轉換之後,自然會按照宇宙統一場素(數)序列,在迎面強大電磁引力的作用下,沿太陽包層的外弧面向正—負面場的赤道區域加速運行。當著北—南兩股正—負加速粒子流在沿途相遇,特別是在赤道區域集中相遇時,就會發生猛烈的電磁—核磁碰撞爆發,從而釋放出巨大的能量,這就是太陽外輻射層(即外日冕區)的形成機制。

太陽外圍的包層,並不是任何宇宙線粒子流都不可直接逾越的天然屏障。除帶電粒子外,其它任何不帶電的宇宙線粒子流,只要不經過碰撞嬗變,都可以徑直地輻射到太陽系宇宙空間或太陽固體表面上來。而經過外輻射層交變的異性帶電粒子,[註:相對於內輻射層的帶電粒子而言]它們也可以不通過極區直接從外輻射層透進到內輻射層來,或從內輻射層透出到外輻射層去。但是,對於大量經過外輻射層交變的帶電粒子流來說,還是一定要通過北—南極區才能進到太陽的包層以內,然後,再重複外輻射層的粒子交變過程,這就是太陽內輻射層(即內日冕區)的形成機制。

太陽的外輻射層和內輻射層,構成了太陽寧靜射電源最集中的產能區域。這也就是現代天體物理學上所統稱的日冕區。據現代科學測定:太陽日冕層的持續溫度高達攝氏100 萬度以上。

太陽內輻射層的高能交變粒子流,依據物場的轉換程序進到了裡層,就形成了等離子層的粒子交變場過程。這就是現代天體物理學上所稱的色球層。依據科學測定:太陽等離子層的平均持續溫度也高達攝氏10 萬度以上。

太陽等離子層的交變粒子流,再依據物場的轉換程序進到裡層,就形成了太陽大氣外對流層的粒子交變場過程。太陽大氣外對流層的溫度是不均衡的,它向外是呈梯度增溫的,向里又是呈梯度降溫的,這一層的平均持續溫度是同太陽表面持續溫度完全一致的。它們大約都在攝氏6 千度左右。

太陽外、內輻射層和等離子層以及外對流層碰撞爆發的高能不帶電粒子流,連同太陽系及太陽系外層宇宙空間徑直輻射來的不帶電粒子流,它們都可以不經過太陽大氣層電磁交變場的物理轉換過程,而徑直輻射到太陽的固體表面上來。這些高能宇宙線粒子流同太陽殼層的類原子核固體結晶表面相碰撞,就形成了日面高溫和日面粒子輻射,致使日面一定表層深度的固體結晶物質融化為液態,從而形成幾乎鋪滿整個日面的岩漿海洋。

由於直線輻射的高能宇宙線粒子流不斷轟擊日面岩海的剝離原子核和自由電子,這就形成了日面反射粒子流。當日面反射的帶電粒子流脫離岩海升入空中,就形成了日面大氣環流的電磁交變場過程。這就是太陽大氣的內對流層(或稱日面對流層)。內對流層同外對流層的梯度溫差是反相的。外對流層朝向日面是梯度降溫的;而內對流層朝向空間也是梯度降溫的。

當著外對流層同內對流層相對交變的粒子流在日面上空耦合時,這就形成了太陽大氣的平流層。平流層是太陽大氣中最寧靜的區域,其溫度在整個太陽大氣中也是最低的,大約平均只有4—5 千度左右。平流層也可稱作中間層,因為,由平流層向里或向外溫度都是梯度升高的。

太陽的內、外對流層連同平流層一起,這就是現代天體物理學上所統稱的光球層。

以上,就是太陽寧靜輻射形成的全部物理過程。

太陽大氣層電磁交變場正—負粒子轉換圖:[圖3]

圖3.太陽大氣層電磁交變場正負粒子轉換圖

圖釋:

1.為了看圖方便起見,特將場的轉換方點陣圖列在中心。

2. 由太陽固體表面向外的層次排列:T層岩海;S 層內對流層;R 層平流層;Q層外對流層;P 層內間層;0 層等離子層;N 層外間層;M 層內輻射層;L層包層;K層外輻射層。

3.圖中虛線(…)為正粒子(+)運行線;實線(━)為負粒子(-)運行線。

4.圖中赤道交錯線為粒子交變線;極區交錯線則為粒子交變和極性轉換線。

5.圖中的赤道爆發點,為正—負粒子集中碰撞區。

6. 圖中共有 5 個能量轉換層和 4個中間緩衝層。

7.太陽表面輻射為內輻射;太陽大氣輻射才是到達太陽系宇宙空間的真正太陽輻射。

對未來人工小太陽的展望

自從 1942 年 12 月 2 日下午3 點 45分這個值得慶幸的時刻,人類第一次實現了可控核裂變。真正進入到核時代以來,人們就一直期望著能製造出一個可控的人工小太陽。為此,全世界已投入了巨大的人力、物力和財力。目前,科技先進的各國,包括中國在內,都在致力於研究可控核聚變。

根據現代世界已經達到的科技水平,人工製造一個穩定的寧靜(小太陽)射電源的現實性已經迫在眉睫了。

但是,我必須提醒一句:如果按照現在所公認的那種錯誤的太陽能源機制理論,在小太陽的心臟里製造一個熱核聚變的物理條件。那麼,這種實驗不僅肯定不會成功,反而只能是一次巨大的災難。

目前,實現人工寧靜射電源的客觀條件已經成熟。這些條件是:

a.目前已經可以人工造成強大的控制磁場;

b.已有條件備制耐高溫的磁芯子;

c.現代高功率的粒子加速器,已經可以在人工控制磁場中造成正—負粒子的對撞機制,從而不斷地維持核反應所必須的磁場強度;

d.未來人工小太陽增殖核反應所需要的添加料,已不僅僅是目前所認為的那種昂貴的提純壓縮重氫,而是可以利用地球上任何廉價的重元素物質或天然超密能源。

那種認為未來地球上的能源將會枯竭,人類將會發生能源危機的論調是極為片面的。地球本身和來自宇宙空間的能源是取之不盡,用之不竭的。目前,人類所能利用的宇宙自然界的能源那只是九牛未及一毫毛。

完全可以預言,在不久的將來,人們就會發現:製造人工小太陽也嫌太笨拙了。因為,在地球上和地球附近的空間,本來就存在著大量的天然超密脈衝中子能源有待於人類去開發利用。而這種能源將是最廉價的、超高能的和最少污染的,而且又是變害為利的。

(1986年12月15日)

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※ 本文曾載於1988年作者自費出版的《宇宙元素周易經絡圖》一書第123—134頁。這裡重新繪製了插圖。

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