宇宙初期氘氢原子太初合成新观点

摘要：文章结合宇宙天文观测、恒星成因研究和原子结构研究的最新成果，通过反演追根，得出太初氘原子是“宇宙初期的祖中子微粒，在长期的碰撞运动中，经过‘巴格寥夫变形’，转化成微粒电荷，微粒电荷在自然条件下经过四级组合顺序演化，最后生成了充满整个宇宙空间的氘原子”，氘原子形成的氢云聚合成恒星。

关键词：氢原子成因；祖中子；正电荷子；负电荷子；电子体 文献标识码：A

中图分类号：P159 文章编号：1009-2374（2017）01-0001-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.001

1 概述

恒星燃烧的氢是哪里来的？对于这个问题，学术界大致有四大观点：一是宇宙并非永恒存在，而是上帝在过去某个特定时刻根据需要创造的；二是先天客观存在的；三是在宇宙大爆炸后，温度降低到30亿℃时，氢核和中子结合成了氦核，并形成一些中间产物氘核和其他的原子核；四是英国科学家邦迪、霍伊尔和戈尔德提出的“稳恒态宇宙观”，宇宙通过一种尚不可知的机制，不断地从虚无中产生出新物质。上述理论观点都不能完美、系统地解释宇宙先期氢原子的成因。

2 原子核结构的探索分析

2.1 氢原子有内在神秘的精微结构

科学家们发现，小小的原子核能产生出很多微小粒子。通过对这些微小粒子的带电性分析，发现它们有的显正电、有的显负电、有的显中性。它们所显示的电性正好符合正电荷与负电荷形成的三种组合。通过对质子、中子、π介子等大质量粒子的分析，发现这些粒子的质量多是电子质量的倍数。已确定中子的质量是电子质量的1938倍；质子比中子少一个电子。在原子核反应中，中子与质子可相互转化，电量转化是以电子电量为单位，质量转化也是以电子质量为单位。由上述各种特征综合分析，推测中子可能是由正电子与负电子或类电子体构成的微粒。

2.2 原子核研究的深入

随着原子核研究的进一步深入，相继发现了电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子等。中微子不带电，μ子和τ子带电，而且都有反粒子。所有的轻子，不论大小，它们所显示的电性同样限于中性、负电性和正电性三种类型。这些小粒子都存在弱相互作用，不稳定，易衰变。衰变时，电量转化都是以电子电量为单位。根据上面粒子变化中电荷、电性的规律性变化，推测电子体应是由一些更小的基本微粒，正电荷子与负电荷子构成。这样就可以解释小小的原子核能产生出的多种中性粒子、负电粒子和正电粒子的问题。所有的粒子都是由不同数量的正电荷子与负电荷子构成的组合体。

2.3 氢原子的成因新论

在2.1与2.2的理论基础上，再逆向推理追踪宇宙初期氢原子的形成类别、原因、过程和机理。

2.3.1 宇宙初态：宇宙初期，无限宇宙空间内充满着一种高速运动的原始微粒――祖中子（用p.表示）。该粒子体积极小，质地坚硬；不带电荷，没有引力；没有电场，没有辐射。上面的这些粒子特性，使得先期宇宙处在无上限长期的稳恒状态中。

2.3.2 正/负电荷子、中微子创生阶段：在长时间的稳定过程中，一次偶然的机会，两个祖中子发生了完全非弹性碰撞，两个粒子在结合后出现了异化变形，其中的一个祖中子成了正电荷，对应的另一个祖中子就成了负电荷，二者带有1.6×10-19库仑的相反电量。正电荷子与负电荷子在超强静电引力的作用下结合在一起成为中微子。由于电荷的出现，便产生了电场辐射，其他祖中子在电场的极化作用下，通过“异化变形”机制，由近到远，由一点到大空间，相继转化成了由正/负电荷构成的中微子。在此阶段，产生了正/负电荷；正负电荷产生了电场和引力；产生了电场和电场辐射；祖中子的动能转化产生了电场能；产生了以电荷子为基础，以中微子为节点的宇宙电场和引力作用。

2.3.3 电子体合成阶段：每个极性中微子都有一个正电极点和一个负电极点，这就使得中微子间的异性极点间有很强的静电引力，这个静电引力可使中微子进一步组合，由于中微子有固定大小的半径和极性矩，从而决定了中微子具有相对固定的聚合力，即阈限值。在此阶段，宇宙大空间内的中微子在进一步聚合中，逐渐演化成遍布宇宙空间的大小相等的中性电子体（见图1）。此时形成了以电荷作用为基础，以电子体为节点的宇宙电场和引力作用。

2.3.4 中子形成阶段：每个中性电子体都由数百万个中微子构成，每个电子体的缘都有数千个正/负电荷子极点。当两个电子体内的正/负异性电极靠近时，电子体之间就产生出强大的静电引力。这个强大的静电引力进一步使多个中性电子体组合成更大的粒子组合体。由于电子体有固定的半径和极性矩，从而决定了电子体聚合成中子时具有相对固定的聚合力，即阈限值，由此决定了电子体组合成中子时只能稳定结合1838个电子体。宇宙内先期形成的电子体，在静电引力的作用下，都通过这种自然方法和路径，进一步组合成质量相等、结构稳定的中子（见图2）。此时的宇宙引力场就转化成了以电荷子为基础，以中子为节点的宇宙电场和引力作用。

中子通过这种演化结构，形成了宇宙内大小统一的中子。由于中子是电子体的组合体，电子体是正负电荷子的组合体，因此决定了中子的可分割性和衰变性。这样，就合理地解释了原子核衰变中能产生出伽马粒子、正电子和负电子的原因；合理地解释了原子核在对撞中能产生出多种更小带电粒子及其带电量都是1.6×10-19库仑的原因和所有粒子的电性限于正、负电和中性三种类型的原因。

2.3.5 太初氘原子形成阶段：氢有氕、氘、氚三种同位素。三种同位素原子核的结构大不相同，结合能相差巨大。氕核已有一个质子，不存在结合能的问题；氘核的平均结合能是2.23MeV；氚核的平均结合能是8.47MeV。三种原子核结合能存在巨大差异，它们的条件或许不同。

氕原子核内有1个质子，核外有1个电子。如果中子转化成氕原子，需要剥离出1个电子，这样需要获得外界提供的巨大能量，如高温、高能粒子碰撞、外界提供的强大静电引力等。在宇宙演化初期，显然不具备上面的自然条件。因此宇宙初期应该不会产生出氕原子。

氚原子核内有一个质子和两个中子。生成一个氚原子核得需要有三个中子结合在一起。氚核的平均结合能是8.47MeV，原子核的热稳定性在万摄氏度以上，说明氚原子是在高温条件下生成的。在宇宙演化初期，自然不具备高温条件。

图3 氘原子核结

氘原子核内有一个质子和一个中子，原子核外有1个电子。生成一个氘原子核需要有两个中子碰撞结合，只要剥离出1个电子就可实现。在宇宙初期的自然条件下，两个中子间存在极性静电引力，两个中子碰撞结合是很自然的事情。氘原子核的平均结合能是2.23MeV，体现的是两个核子间静电引力作用的结合程度。两个中子间的引力作用，使两个中子碰撞结合成氘核，碰撞结合的同时，中子内的电荷斥力作用，将一个负电子排斥出体外。负电子被正电氘核俘获就产生出来宇宙最早的氘原子（见图3）。

宇宙先期形成的中子，都以这样的方式演化成了遍布全宇宙空间的氘原子。有了氘原子，才有了高度旋转的电子和旋转电场，因此才有了原子温度、宇宙温度、原子的电磁辐射和宇宙辐射。这时的宇宙温度应在2.7K左右。此时的宇宙引力场又转化成了以电荷子为基础，以氘原子为节点之间的宇宙电场和引力作用。

2.3.6 恒星形成阶段：法国天文学家和美国天文学家的研究人员发现在宇宙大爆炸发生之后，周围空间内有大量的氘原子发生电离并发光，这一发现证明氘可能是大爆炸之前就已存在的物质。结合上面的推理判断，氘原子应该是形成恒星最初的氢物质源。宇宙大空间内的低温氘原子在引力场作用下聚集，先形成低温氢云。低温氢云进一步浓缩，逐渐形成有“固态低温氘原子内核、液态低温氘原子包层和外部是气态氘原子大气层”的胚胎恒星。胚胎恒星在聚集长大的过程中，随大空间内的氘原子相继到来，运动速度不断增大，到达时的碰撞不断加剧，温度不断升高，当大气温度达到上万摄氏度的聚变条件时，氘原子间就会发生聚合反应，恒星开始燃烧，释放出大量的热能，发出光亮。

在氘氢原子聚集成恒星后，恒星的距离增大了，此时的原子引力场就转化成了天体星球物之间的引力场，这种引力场使处于场内的所有物质都产生引力，此时的引力就转化成了以电荷子为基础，以天体星球为节点的宇宙电场和引力作用。这个以星球或大小物体为节点的作用力就是万有引力。

3 氕与氦生成时段分析

恒星大爆炸初期，氘原子聚变生成了大量的氦，这些氦在被抛到空间后，当温度降低就终止了进一步聚变反应。同时，大爆炸产生的辐射使周围空间内的氘原子分解生成氕。氦与氕混合形成了相对稳定的氦/氕比值，即“原初氦的丰度”。关于氕与氦的成因，已在《银河系成因推理分析》中做了论述。

4 推论

第一，大多数科学家认为宇宙物质是由小微粒演化而来的，本文通过对原子核的研究分析，逆向追到天体原子物质的演化轨迹，从而建立起了宇宙氘原子太初合成的演化模型：“宇宙早期，空间内充满着大量的、最原始、最简单、最坚硬的祖中子，这些祖中子在高速碰撞中，两个祖中子结合成一个中微子。其中，一个中微子带上正电荷，另一个相应的带上负电荷；微中子在极性静电引力的作用下，再聚集成中性电子体；中性电子体再靠极性静电引力作用进一步聚集成中子体；两个中子再在极性引力的作用下聚合生成氘原子核，同时产生出一个高速运动的负电子；负电子被氘原子核俘获生成氘原子；氘原子聚集形成低温氢云，氢云聚集成恒星”。该模型显示了初期极微小的“祖中子”经过逐级顺序由小到大演化，最后形成了多层级核结构的氘原子。该模型清晰地描述了太初合成氘原子的过程，明晰了祖中子、中微子、电子体、中子、负电子、质子、氘原子、恒星天体间的直系宗亲关系。

第二，使用该模型，能合理地解释原子核在衰变（或原子核对撞）中能产生出“质子、中子、r射线、π介子和中微子、μ子和τ子及其反粒子”等多种粒子及反粒子产生的原因；能合理解释宇宙内所有电荷电量大小统一性的原因；能合理解释宇宙内电子质量、粒径大小和电荷电量大小统一、稳定的原因；能合理解释宇宙内中子和质子质量、粒径大小统一、稳定以及其间能相互转化的原因。

第三，文中观点是对恒星前世的研究与推测，是一种新观点。该观点正确与否，还需进一步探讨。

参考文献

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理天文学前沿[M].长沙：湖南科学技术出版社，

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作者简介：彭寿斌（1963-），男，山东利津人，中国石化胜利油田有限公司孤东采油厂工艺研究所高级工程师，研究方向：石油地质勘探与开发，原子物理学、地球物理学、天体物理学术研究；彭飞（1992-），男，山东利津人，中国石化新疆新春石油勘探开发有限责任公司计量技术中心技术员，研究方向：石油勘探与开发，理化数模制作，天文物理学术