黑洞与宇宙

张 京

阜平职业技术教育中心 河北 阜平 073200

1 引言

1.1 研究背景 宇宙是如何形成的? 关于这个问题,最深得人心的答案就是1932年勒梅特提出的宇宙大爆炸理论,然而宇宙真的是大爆炸才形成的吗? 近年来人类不断向外太空进行探索,然而探索的范围也只不过是星辰大海的一粒尘埃的大小。1977年,人类向外太阳系空间发射了第一艘探测器,借助放射性同位素温差发电机作为动力来源,截止2019年这艘旅行者1号飞船已经运行42年,不过刚刚抵达太阳系的边缘。人类要想飞出太阳系、银河系,穿越其它星系,按照目前物理学根本不可能完成。宇宙无边无际,根据哈勃望远镜的观测数据,宇宙还在不断的扩大,扩大速度还在不断加快,人类无法走出宇宙的边缘,那么人类真的无法了解宇宙的真相了吗? 牛顿、爱因斯坦、霍金等一系列伟人为我们了解宇宙做了毕生的贡献,宇宙的神秘面纱逐渐被揭开,相信有朝一日终究可以解开所有的谜题。了解宇宙、发现规律、运用规律对我们发展人类文明、延续人类文明、发展科技等都有着至关重要的意义。全人类面临着资源短缺、环境日益恶化等众多难题,因此探索外太空领域,了解未知的宇宙至关重要。

1.2 理论简介 宇宙诞生初期没有任何有形的物质,太空中只有大量原子,原子以“游离态”的形式存在。宇宙形成初期,这些大量原子中某些极易结合的原子聚集在了一起,发生核聚变、核裂变等复杂反应,并且释放出宇宙射线、引力波以及其它巨大的能量,这些能量使得原子团高速旋转形成“旋涡”,旋涡周围的原子不断聚集发生反应,经过数亿年之久,反应最终趋于平稳,原子重新排列结合在一起形成较为稳定的物质,宇宙自此就诞生了。旋涡实际上就是“黑洞”,黑洞是一个星系的中心天体,黑洞周围也会随着反应的进行形成诸多星球或陨石,起初这些星球或陨石并不稳定,参与反应的原子会释放处大量的宇宙射线,这些射线使得形成星球的元素电离,进而形成磁场,这些星球或陨石在万有引力及磁场的作用下运动渐趋规则,以黑洞为中心(即以中心天体为中心)匀速旋转,部分受力不均衡的质量较小的星球或陨石会沿着万有引力及磁力的方向向质量较大的星球运动,发生碰撞并成为质量较大星球的一部分。宇宙中参与星球形成的原子数量不过总数量的5%,还有大约95%的原子游离在太空中,当它们寻求到可以配对的原子的时候,一个全新的星系又会逐渐形成。

2 理论研究

2.1 “游离态”原子存在的依据 处于元素周期表的第18族元素即稀有气体(即氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和具放射性的氡(Rn)),在常温常压下,都是无色无味的单原子气体。据探测,宇宙的He含量非常充沛,占据了23%,而氢粒子更丰富占据了75%,这些粒子都存在于广袤的宇宙之中。

2.2 “黑洞”形成 由轻核聚变理论可知：氘核和氚核反应会生成氦核

2.3 星系形成 随着核聚变、裂变、化合等反应的进行,形成的物质在磁场的作用下逐渐包围“黑洞”,越靠近“黑洞”表面的物质受到的磁场力越弱,伴随着“黑洞”体积的增大,磁感应强度逐渐减弱并趋于稳定,最后螺旋状、扁平结构的星体就形成了。黑洞周围的大量星体和陨石在万有引力的作用下绕着中心天体旋转,小星体周围同样也会有陨石或更小的星体绕之旋转。然后反应并未终止,星体周围的原子会不断的形成物质并固定到星体或陨石的表面,随着星体或陨石质量的改变,万有引力同样会发生变化,这就使得部分星体或陨石脱离了原来运行的轨道,与其他大型星体发生碰撞。

3 研究结论

综述：“黑洞”就是宇宙起源。黑洞中心的核聚变反应实际上不发光,但是磁场吸引的周围物质高速旋转发出光和热;人类观察到的星系呈现螺旋状、扁平结构与黑洞形成过程中产生的巨大磁场有关;太空中充满的大量He元素、H 元素表明星系形成过程中发生了剧烈的核聚变等反应;太阳发生剧烈的核聚变反应使周围的物质发光发热;地球内部的核聚变反应使地壳运动、火山喷发,小行星或陨石撞击地球等一系列现象都表明宇宙诞生正是基于上述理论。