——恒星能量的來源及演化
關(guān)于恒星能量的來源現(xiàn)在的正統(tǒng)理論似乎已公認是核聚變能。其實這點似乎也是正確的，但這并不是完善的。筆者在“太陽中微子虧損與催化核聚變”〖1〗與“太陽中微子問題與反物質(zhì)催化核聚變”〖2〗中提出了另外的猜想，指出恒星的能源最終是正、反物質(zhì)的湮滅能，而核聚變反應(yīng)只是這種反應(yīng)過程中的一個環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在對這一問題進行仔細的思考與討論。
據(jù)宇宙大對撞的思考，星系與恒星是由宇宙大對撞后逐漸形成的?，F(xiàn)在一致認為恒星是由實物質(zhì)構(gòu)成的。但現(xiàn)在已知道的實物質(zhì)有兩種，一種是正實物質(zhì)，這就是我們現(xiàn)在所接觸到與看到的實物質(zhì)；另一種則是由這種實物粒子的反粒子組成的反實物質(zhì)，但這種物質(zhì)到現(xiàn)在還沒完全找到，因為正、反物質(zhì)粒子只要相遇就會湮滅，所以現(xiàn)在人們認為這種反實物質(zhì)是否存在還在探索中。由此認為現(xiàn)在的宇宙是由正實物質(zhì)構(gòu)成的。事實果真如此嗎？
我們知道宇宙中存在的物質(zhì)為兩大類，一類是實物質(zhì)的粒子，另一類是場物質(zhì)，且這兩類物質(zhì)間會隨物質(zhì)運動量的變化發(fā)生質(zhì)變，進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，這就是實物質(zhì)的正、反粒子對相撞會發(fā)生湮滅，變?yōu)殡姶艌鑫镔|(zhì)的電磁波物質(zhì)運動，而在高能相互作用下電磁場物質(zhì)的電磁波又會形成正、反實物質(zhì)的粒子對。這些是被人的實踐所認識了的。電磁波是電場與磁場在時空中不停變換的運動，它在時空中是一直運動向前不會停止的，只有在與其它物質(zhì)發(fā)生相互作用后才可能發(fā)生變化。即場物質(zhì)是由相互矛盾對立統(tǒng)一又相互依存的電場與磁場構(gòu)成。而實物粒子也是成對產(chǎn)生的，在任何條件下的強相互作用產(chǎn)生的粒子都是成對產(chǎn)生的，不可能只生成一個正粒子或只生成一個反粒子，這是由宇宙的對稱性也即宇宙的守恒所決定了的。由此在宇宙中必然的存在著與正實物粒子同樣多的反實物質(zhì)粒子，而且這兩種物質(zhì)不會相距很遠，因為它們是在同一地點同時產(chǎn)生的。那么現(xiàn)實中反實物質(zhì)到那里去了呢？
我們知道，形成星云的宇宙激烈反應(yīng)都是旋轉(zhuǎn)著的，這也就表明在這個激烈的反應(yīng)時空中的電、磁場是一個旋轉(zhuǎn)的電磁場，這時激烈反應(yīng)生成的正、反粒子一個若是向旋轉(zhuǎn)中心外方向運動，則其反粒子必然是向旋轉(zhuǎn)中心方向運動。這樣在旋轉(zhuǎn)中心反粒子就會通過一定的相互作用集聚起來，形成大分子的反實物質(zhì)。而在外面正粒子也會同樣的聚集起來，形成大分子的正實物質(zhì)。這樣在星云凝聚成恒星的過程中反物質(zhì)則被正物質(zhì)裹在里面，而正物質(zhì)則包在外面，從而也就發(fā)現(xiàn)不了反物質(zhì)的存在，形成表面看到的似乎恒星只是由正物質(zhì)構(gòu)成的。
這樣看恒星實際上是由正、反兩種實物質(zhì)構(gòu)成的，只是一種實物質(zhì)在外面，另一種被包裹在里面，很難被發(fā)現(xiàn)而已。
我們知道，在電磁場中產(chǎn)生的正、反粒子由于它們所帶電荷相反，其會在電、磁場的作用下發(fā)生相反方向的運動，這樣在時空中發(fā)生大規(guī)模的激烈相互作用后產(chǎn)生的大量實物質(zhì)的正、反粒子，由于旋轉(zhuǎn)星云中旋轉(zhuǎn)電磁場的作用，正、反粒子就會向不同的相反方向集中，而并不能馬上相互相遇而湮滅，從而正、反實物粒子就通過各種相互作用（反應(yīng)）后， 一種粒子在里而另一種粒子在外，各自結(jié)合成大分子的正、反實物質(zhì)，一旦形成了大分子實物質(zhì)，正、反物質(zhì)相遇后就不可能立即發(fā)生湮滅反應(yīng)了，而是必須首先將大分子組成的大塊的實物質(zhì)離解成基本粒子，只有正、反基本粒子相遇才可能發(fā)生湮滅。但在正、反粒子組成大塊實物質(zhì)時，在相互作用的過程中是放出了能量的，由此才使它們之間能結(jié)合在一起，且放出的能量越大，相互間結(jié)合的越緊密。而要想使正、反大分子大塊實物質(zhì)相互湮滅，則必須首先要將這些大塊的正、反實物質(zhì)分子分解成正、反粒子才可能實現(xiàn)。我們現(xiàn)在知道，將大塊的正實物質(zhì)分解成粒子是要消耗大量能量的。首先要將大塊實物砸碎，并細細的碾成單個的分子，再將分子離解成原子核與電子，更要將原子核分解成質(zhì)子與中子，這樣中子與質(zhì)子才能與反質(zhì)子、反中子湮滅。在這分解大塊實物質(zhì)的過程中，其中的每一步都需要吸收程度不同的能量。就如將原子核分解成中子與質(zhì)子時，由于原子核的核子間的結(jié)合能是巨大的，由此將其分開是很困難的。原子核中核子之間的結(jié)合能如圖一所示。
其中橫坐標為原子核的質(zhì)量數(shù)即原子核的核子（質(zhì)子、中子）數(shù)，縱坐標為每個核子的平均結(jié)合能，即要將其分開必需供給每個核子能量。圖一表明對不同的原子核要想將其分解成單個的核子，所需的能量是不同的。如要將氦4（He4）分解成兩個質(zhì)子兩個中子，共要付出約28Mev的能量，這相當粒子無規(guī)運動的溫度約達到K氏3.25×1011度，而要將氧15（O15）原子核分解成單個的質(zhì)子、中子，則要付出約120Mev的能量，相當粒子無規(guī)運動的溫度約達到K氏1.39×1012度，這樣的環(huán)境在恒星上是遠遠達不到的，故而在恒星上這種正、反物質(zhì)是尚可能相安無事和平相處的。
恒星上的物質(zhì)是發(fā)生著激烈的相互作用的，這也正是恒星之所以會向外輻射大量能量的原因。而在恒星生成的過程中，由于一種物質(zhì)在旋轉(zhuǎn)中心聚集，其越向中心空間越小，是較易于結(jié)合成重原子核大塊物質(zhì)團的，隨著這種實物質(zhì)團的不斷增大，則會使空間逐漸發(fā)生曲變，形成對實物質(zhì)的引力，這樣就將均勻分布在旋轉(zhuǎn)外層的另一種實物質(zhì)吸引在其表面，形成了一種包裹殼，即恒星外層如為正物質(zhì)，則其內(nèi)層被包裹著約有等量的反物質(zhì)。由于它們都是大分子的重核大塊物質(zhì)，它們之間是不能發(fā)生湮滅反應(yīng)的。倒是外層的正物質(zhì)仍在發(fā)生著不停的核聚變反應(yīng)，將較輕原子核轉(zhuǎn)化為較重原子核，并放出了大量的能量，提供了恒星向外輻射的能量。
但隨著時間的進程，恒星的溫度逐漸降低，這種直接的核聚變反應(yīng)條件變得越來越不能得到滿足，催化核聚變則成為了主要的反應(yīng)形式。這主要是因為要想實現(xiàn)核聚變反應(yīng)，原子核間必須首先要克服核位壘的阻礙，才能使原子核聚在一起，核位壘如圖二所示。這就必須有較高的溫度才行。但在有催化劑的情況下，可以使兩個核子間距離變小，這就更易發(fā)生核聚變反應(yīng)了。這種過程如文章〖1〗〖2〗中所述，由于反物質(zhì)的存在，在恒星表面上進行著持續(xù)的核聚變。但這被包裹在內(nèi)的反物質(zhì)又如何能躥到外層來催化核聚變呢？
由于物質(zhì)各種反應(yīng)的位壘存在，大塊物質(zhì)的分解是要首先吸收能量的，沒有這種能量的提供是不可能將大塊物質(zhì)分解開的。但對于一種反應(yīng)過程，卻是個例外，這就是中子與物質(zhì)質(zhì)的作用。由于中子不帶電荷，它不會受電磁位壘的阻礙，是極易穿透物質(zhì)的，也極易進入原子核內(nèi)，引起原子核反應(yīng)。由于恒星上有核聚變反應(yīng)，中子是這種聚變反應(yīng)的產(chǎn)物之一，恒星上是有大量中子的。這樣一旦有中子，它就會直接進入組成大塊物質(zhì)原子的原子核中，這時就可能引發(fā)核反應(yīng)。這種核反應(yīng)可能將原子核爆裂，使原子核被炸開分裂成兩個或多個新的原子核，同時又會放出新的中子，而繼續(xù)著相同的過程，就如同現(xiàn)實中的重核裂變的鏈式反應(yīng)一樣，一直持續(xù)下去。
在恒星上這種過程可能這樣：在恒星的形成過程中，正、反物質(zhì)一個聚集在外表面，而另一個聚集在核心區(qū)，但它們必然的有個交界層?，F(xiàn)假設(shè)外層為正物質(zhì)，內(nèi)核為反物質(zhì)。這時在這個交界層內(nèi)是正、反物質(zhì)相互混雜在一起的，但在這一區(qū)間內(nèi)正物質(zhì)只能是重原子核組成的物質(zhì)，而輕核正物質(zhì)是在更外面的表層，這是由于引力作用的結(jié)果。而內(nèi)層反物質(zhì)則與之相反，在這個交界區(qū)內(nèi)主要是輕反原子核物質(zhì)。這樣在這個混合層中一旦有一個中子打入一個反物質(zhì)的原子核中，則這個中子就會與反原子核中的反中子發(fā)生湮滅，正、反中子的湮滅是要放出大量能量的，約為1878Mev。這足以使任何一個原子核爆裂，這時這個反物質(zhì)原子核就會分解成更輕的反原子核，并放出若干個反中子，而這放出的反中子又可能打入在這個區(qū)間的正物質(zhì)原子核，這時同樣會發(fā)生正、反中子在原子核中湮滅，放出大的能量及中子，將重正原子核炸裂，使重正原子核爆裂分成兩塊或若干塊，變?yōu)檩^輕的正原子核，同時又放出若干個中子。這樣在這個正、反物質(zhì)共混區(qū)間內(nèi)，這種正物質(zhì)的重原子核在反中子作用下將被分解成輕原子核，中子會將反物質(zhì)輕原子核分解成更輕原子核或?qū)⒎粗卦雍朔纸獬煞摧p原子核的過程就可能持續(xù)下去。但在這種過程中是會放出大量能量的，并促使這個混合區(qū)物質(zhì)體積膨脹溫度上升。當這種過程積壘到一定程度時，就會沖破外層正物質(zhì)包殼的薄弱處，如火山爆發(fā)一樣的噴發(fā)出來，這時就有大量的正、反輕核物質(zhì)原子一起被噴出散布在恒星的外層，從而提供了恒星外層的反物質(zhì)催化核聚變的反物質(zhì)催化劑，并也保持了外層正物質(zhì)輕核數(shù)量穩(wěn)定在一定比例上，給核聚變補充了新的燃料，達到能將核聚變較穩(wěn)定的維持在一定水平上。
也就是說中子在恒星的演化過程中，起到了舉足輕重的作用，如在重核裂變的鏈式反應(yīng)中一樣，成為使演化過程得以持續(xù)的聯(lián)接者，是打開正、反物質(zhì)得以演化的拓路者。
這樣恒星的可能構(gòu)造大至為圖三所示意。其中內(nèi)核為重反物質(zhì)
核，接著包在外面的是重核正物質(zhì)與較輕核反物質(zhì)原子的混合層，再外則是正物質(zhì)重核的包裹層，再外則是正物質(zhì)較輕原子的核聚變反應(yīng)層，最外則是正物質(zhì)的大氣層。在外層的正物質(zhì)的核聚變過程中，是要消耗大量輕核物質(zhì)的，使它們變成較重正原子核，這就會逐漸改變外層正原子核的組成成份，從而使核聚的原料正輕原子核的數(shù)量發(fā)生變化，影響了正原子核聚變的反應(yīng)速率，從而減輕了這層對內(nèi)層的壓力，而在正、反物質(zhì)混合層中由于中子的作用，使這一層中的反應(yīng)過程積壘到一定程度，正、反輕原子核的數(shù)量與壓力達到相當程度，此時就會沖破正物質(zhì)層的包殼裂隙處如火山爆發(fā)一樣噴出大量的正、反物質(zhì)輕原子，從而補充了催化核聚變的反物質(zhì)催化劑原子，也調(diào)和了外層正物質(zhì)輕原子的比例，補充了正輕原子核的數(shù)量，得以使恒星上的核聚變反應(yīng)能繼續(xù)正常的進行下去，這就會呈現(xiàn)出恒星反應(yīng)的周期性。
現(xiàn)以太陽為例來進一步說明。因為太陽是一顆普通的恒星，極具代表性，又是距我們最近的恒星，也是我們觀測最詳細的恒星，有些事實是可能被我們測量到的。
太陽的質(zhì)量為1.9891×1030 千克，密度為1411 千克/米3 ，相對于地球密度的0.26 倍，相對于水密度的1.409 倍。太陽年齡大約50億年。太陽釋放的能量為3.861×1033爾格/秒（即38600億億兆瓦），每秒大約有7×108噸的氫原子核聚變?yōu)楹ぴ雍?，并放出約相當5×106噸物質(zhì)質(zhì)量的能量。
用望遠鏡看到的太陽為圖四所示?？梢钥吹焦馇虮砻嬗性S多密密麻麻的斑點狀結(jié)構(gòu)，很象一顆顆米粒，稱之為米粒組織。它們極不穩(wěn)定，一般持續(xù)時間僅為5－10分鐘，其溫度要比光球的平均溫度高出300－400℃，這是太陽激烈反應(yīng)造成的現(xiàn)象。用望遠鏡看到的
太陽光球表面的另一種著名的活動現(xiàn)象便是太陽黑子，如圖五所示。黑子是一種激烈的噴發(fā)現(xiàn)象，大多呈現(xiàn)近橢圓形，在明亮的光球背景反襯下顯得比較暗黑，但實際上它們的溫度高達4000℃左右，日面上黑子出現(xiàn)的情況不斷變化，這種變化反映了太陽輻射能量的變化。太陽黑子的變化存在復雜的周期現(xiàn)象，平均活動周期為11.2年。太陽黑子是太陽活動的活躍區(qū)。它之所以黑并不是因為其產(chǎn)生或輻射的能量小，而是由于其輻射能量的組成波的主要波長并不在可見光的波長范圍，由此人眼看起來似乎是黑的，但其輻射的能量卻要遠遠大于太陽其它表面輻射的能量值。
太陽輻射出的能量巨大，相當每秒大約有7×108噸的氫原子核聚變?yōu)楹ぴ雍?，這樣算來太陽一年相當要有2.2×1016噸氫原子聚變成氦，盡管太陽的質(zhì)量是巨大的，但可估算太陽的這個發(fā)生聚變的反應(yīng)層中，所具有正物質(zhì)氫原子核也僅僅是這個數(shù)量級，即在這層中聚變反應(yīng)的氫燃料幾乎耗掉很大部分，這樣在太陽上的核聚變的速率是逐年下降的。即這一層對下面的壓力也是逐年下降的，這就給正、反物質(zhì)混合層中已積壘了的正、反輕核物質(zhì)的噴發(fā)提供了條件，使之噴發(fā)出來，補充了正物質(zhì)核聚變的核材料，也補充了催化核聚變催化劑的反物質(zhì)原子核。這種過程也就表現(xiàn)出了一個周期性的循環(huán)過程。也就是說太陽的米粒組織是反物質(zhì)催化核聚變的反應(yīng)區(qū)，太陽上在沒有反物質(zhì)催化劑的區(qū)域是不能發(fā)生核聚變的。而太陽的黑子實際上是太陽反正物質(zhì)混合層向外噴發(fā)的顯示，從黑子的形象上看多么像火山口，而與黑子同時可能出現(xiàn)的太陽光斑和耀斑之所以顯現(xiàn)出比核聚變還更激烈的反應(yīng)，也只有正、反物質(zhì)的湮滅反應(yīng)了。也即在黑子的爆發(fā)時從太陽的正、反物質(zhì)的混合層中同時帶出了些反物質(zhì)的粒子，一遇到外層的正物質(zhì)粒子就立即發(fā)生了湮滅，從而顯示出了這種激烈的反應(yīng)現(xiàn)象。而隨著太陽正、反物質(zhì)混合層壓力的釋放這種噴發(fā)也就會逐漸結(jié)束，太陽黑子也就消失了，但這種過程只是一個周期的結(jié)束，隨著太陽催化核聚變的進行，又會進入下一個這種循環(huán)。那么太陽黑子為什么只出現(xiàn)在太陽的特定緯度區(qū)呢？
我們已觀測到太陽黑子通常出現(xiàn)在高緯度（40～50度）區(qū)間，隨著數(shù)量的增加，黑子出現(xiàn)處的緯度逐漸向太陽赤道接近。這是由于現(xiàn)已觀測到太陽自轉(zhuǎn)在不同緯度區(qū)是存在不同的，太陽的自轉(zhuǎn)周期赤道處為27天6小時36分鐘，緯度 30°為28天4小時48分鐘，緯度60°為30天19小時12分鐘，緯度75°為31天19小時12分鐘，這種旋轉(zhuǎn)差異在緯度40～50度間是最大的，由于這種差異的存在，使得殼層必然發(fā)生扭曲，從而會出現(xiàn)斷裂，這就給黑子的噴發(fā)提供了條件，當然這是在旋轉(zhuǎn)速度差異越大的地方越易出現(xiàn)這種情況，同時旋轉(zhuǎn)越快對下方的壓力也就越小，由此在近太陽赤道處也會給出現(xiàn)黑子提供機會。
這些論點只是一些設(shè)想、假說，能否得到驗證呢？
太陽距我們最近，通過對太陽的一些觀測是可能驗證的。
認為太陽黑子是正、反物質(zhì)混合層似火山爆發(fā)一樣，噴出了正、反輕核物質(zhì)，而太陽的這種噴發(fā)時會有大量的物質(zhì)被噴發(fā)到太空中，其中這些物質(zhì)也可能到達地球，這就引起了地球大氣層的激烈反應(yīng)，這時如用粒子探測器測量一下這些噴發(fā)中的粒子構(gòu)成，如果能測量到反物質(zhì)原子核的存在，也就得到了證明?，F(xiàn)在已測量到了這種噴發(fā)中有大量的質(zhì)子，但要想測量到反物質(zhì)原子核粒子則要進行粒子分辨測量，還必須進行新探測器的設(shè)計與建立。也就是直接對太陽黑子爆發(fā)的噴發(fā)物進行測量，如果能測量到反物質(zhì)原子核的存在，則就直接得到了這種設(shè)想的證明。
另外對太陽上反應(yīng)的產(chǎn)物測量，也可能得到證明。現(xiàn)在所謂太陽上核聚變反應(yīng)有質(zhì)子質(zhì)子循環(huán)、碳氮氧循環(huán)等等多種反應(yīng)道，但這些反應(yīng)道中放出最大能量的反應(yīng)道也低于18Mev,也即在太陽上核聚變反應(yīng)時放出最大的γ射線能量也不會超過18Mev,這與現(xiàn)在觀測到的太陽γ射線譜是相符的。但如有正、反物質(zhì)的湮滅，則為：
π0→γ+γ 這時放出的γ射線能量則要高達67.5Mev，這是一種極高能的γ射線，是核聚變反應(yīng)不可能有的反應(yīng)產(chǎn)物，這時如果對太陽黑子或耀斑發(fā)出的極高能γ射線譜進行測量，如能測量到高于 18Mev的γ射線，尤其測量到有60Mev以上的γ射線譜峰值，則就證明了這種湮滅反應(yīng)的存在。以前是沒有進行過這么高能量γ射線譜測量的，這就要進行新探測器的研制，并進行專項測量才有可能得到結(jié)果。
總之通過對太陽的仔細觀測，尤其是開闊思路，拓展測量范圍 是會有新的發(fā)現(xiàn)，獲得新的證明的。
參考文獻
〖1〗殳節(jié) “太陽中微子虧損與催化核聚變”，大自然探索
〖2〗殳節(jié) 太陽中微子問題與反物質(zhì)崔化核聚變
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