宇宙初期氘氫原子太初合成新觀點

彭壽斌　彭飛

摘要：文章結合宇宙天文觀測、恒星成因研究和原子結構研究的最新成果，通過反演追根，得出太初氘原子是“宇宙初期的祖中子微粒，在長期的碰撞運動中，經過‘巴格寥夫變形，轉化成微粒電荷，微粒電荷在自然條件下經過四級組合順序演化，最后生成了充滿整個宇宙空間的氘原子”，氘原子形成的氫云聚合成恒星。

關鍵詞：氫原子成因；祖中子；正電荷子；負電荷子；電子體 文獻標識碼：A

中圖分類號：P159 文章編號：1009-2374（2017）01-0001-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.001

1 概述

恒星燃燒的氫是哪里來的？對于這個問題，學術界大致有四大觀點：一是宇宙并非永恒存在，而是上帝在過去某個特定時刻根據需要創造的；二是先天客觀存在的；三是在宇宙大爆炸后，溫度降低到30億℃時，氫核和中子結合成了氦核，并形成一些中間產物氘核和其他的原子核；四是英國科學家邦迪、霍伊爾和戈爾德提出的“穩恒態宇宙觀”，宇宙通過一種尚不可知的機制，不斷地從虛無中產生出新物質。上述理論觀點都不能完美、系統地解釋宇宙先期氫原子的成因。

2 原子核結構的探索分析

2.1 氫原子有內在神秘的精微結構

科學家們發現，小小的原子核能產生出很多微小粒子。通過對這些微小粒子的帶電性分析，發現它們有的顯正電、有的顯負電、有的顯中性。它們所顯示的電性正好符合正電荷與負電荷形成的三種組合。通過對質子、中子、π介子等大質量粒子的分析，發現這些粒子的質量多是電子質量的倍數。已確定中子的質量是電子質量的1938倍；質子比中子少一個電子。在原子核反應中，中子與質子可相互轉化，電量轉化是以電子電量為單位，質量轉化也是以電子質量為單位。由上述各種特征綜合分析，推測中子可能是由正電子與負電子或類電子體構成的微粒。

2.2 原子核研究的深入

隨著原子核研究的進一步深入，相繼發現了電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子等。中微子不帶電，μ子和τ子帶電，而且都有反粒子。所有的輕子，不論大小，它們所顯示的電性同樣限于中性、負電性和正電性三種類型。這些小粒子都存在弱相互作用，不穩定，易衰變。衰變時，電量轉化都是以電子電量為單位。根據上面粒子變化中電荷、電性的規律性變化，推測電子體應是由一些更小的基本微粒，正電荷子與負電荷子構成。這樣就可以解釋小小的原子核能產生出的多種中性粒子、負電粒子和正電粒子的問題。所有的粒子都是由不同數量的正電荷子與負電荷子構成的組合體。

2.3 氫原子的成因新論

在2.1與2.2的理論基礎上，再逆向推理追蹤宇宙初期氫原子的形成類別、原因、過程和機理。

2.3.1 宇宙初態：宇宙初期，無限宇宙空間內充滿著一種高速運動的原始微?！嬷凶樱ㄓ胮.表示）。該粒子體積極小，質地堅硬；不帶電荷，沒有引力；沒有電場，沒有輻射。上面的這些粒子特性，使得先期宇宙處在無上限長期的穩恒狀態中。

2.3.2 正/負電荷子、中微子創生階段：在長時間的穩定過程中，一次偶然的機會，兩個祖中子發生了完全非彈性碰撞，兩個粒子在結合后出現了異化變形，其中的一個祖中子成了正電荷，對應的另一個祖中子就成了負電荷，二者帶有1.6×10-19庫侖的相反電量。正電荷子與負電荷子在超強靜電引力的作用下結合在一起成為中微子。由于電荷的出現，便產生了電場輻射，外圍其他祖中子在電場的極化作用下，通過“異化變形”機制，由近到遠，由一點到大空間，相繼轉化成了由正/負電荷構成的中微子。在此階段，產生了正/負電荷；正負電荷產生了電場和引力；產生了電場和電場輻射；祖中子的動能轉化產生了電場能；產生了以電荷子為基礎，以中微子為節點的宇宙電場和引力作用。

2.3.3 電子體合成階段：每個極性中微子都有一個正電極點和一個負電極點，這就使得中微子間的異性極點間有很強的靜電引力，這個靜電引力可使中微子進一步組合，由于中微子有固定大小的半徑和極性矩，從而決定了中微子具有相對固定的聚合力，即閾限值。在此階段，宇宙大空間內的中微子在進一步聚合中，逐漸演化成遍布宇宙空間的大小相等的中性電子體（見圖1）。此時形成了以電荷作用為基礎，以電子體為節點的宇宙電場和引力作用。

2.3.4 中子形成階段：每個中性電子體都由數百萬個中微子構成，每個電子體的緣都有數千個正/負電荷子極點。當兩個電子體內的正/負異性電極靠近時，電子體之間就產生出強大的靜電引力。這個強大的靜電引力進一步使多個中性電子體組合成更大的粒子組合體。由于電子體有固定的半徑和極性矩，從而決定了電子體聚合成中子時具有相對固定的聚合力，即閾限值，由此決定了電子體組合成中子時只能穩定結合1838個電子體。宇宙內先期形成的電子體，在靜電引力的作用下，都通過這種自然方法和路徑，進一步組合成質量相等、結構穩定的中子（見圖2）。此時的宇宙引力場就轉化成了以電荷子為基礎，以中子為節點的宇宙電場和引力作用。

中子通過這種演化結構，形成了宇宙內大小統一的中子。由于中子是電子體的組合體，電子體是正負電荷子的組合體，因此決定了中子的可分割性和衰變性。這樣，就合理地解釋了原子核衰變中能產生出伽馬粒子、正電子和負電子的原因；合理地解釋了原子核在對撞中能產生出多種更小帶電粒子及其帶電量都是1.6×10-19庫侖的原因和所有粒子的電性限于正電、負電和中性三種類型的原因。

2.3.5 太初氘原子形成階段：氫有氕、氘、氚三種同位素。三種同位素原子核的結構大不相同，結合能相差巨大。氕核已有一個質子，不存在結合能的問題；氘核的平均結合能是2.23MeV；氚核的平均結合能是8.47MeV。三種原子核結合能存在巨大差異，它們的條件或許不同。

氕原子核內有1個質子，核外有1個電子。如果中子轉化成氕原子，需要剝離出1個電子，這樣需要獲得外界提供的巨大能量，如高溫、高能粒子碰撞、外界提供的強大靜電引力等。在宇宙演化初期，顯然不具備上面的自然條件。因此宇宙初期應該不會產生出氕原子。

氚原子核內有一個質子和兩個中子。生成一個氚原子核得需要有三個中子結合在一起。氚核的平均結合能是8.47MeV，原子核的熱穩定性在萬攝氏度以上，說明氚原子是在高溫條件下生成的。在宇宙演化初期，自然不具備高溫條件。

圖3 氘原子核結

氘原子核內有一個質子和一個中子，原子核外有1個電子。生成一個氘原子核需要有兩個中子碰撞結合，只要剝離出1個電子就可實現。在宇宙初期的自然條件下，兩個中子間存在極性靜電引力，兩個中子碰撞結合是很自然的事情。氘原子核的平均結合能是2.23MeV，體現的是兩個核子間靜電引力作用的結合程度。兩個中子間的引力作用，使兩個中子碰撞結合成氘核，碰撞結合的同時，中子內的電荷斥力作用，將一個負電子排斥出體外。負電子被正電氘核俘獲就產生出來宇宙最早的氘原子（見圖3）。

宇宙先期形成的中子，都以這樣的方式演化成了遍布全宇宙空間的氘原子。有了氘原子，才有了高度旋轉的電子和旋轉電場，因此才有了原子溫度、宇宙溫度、原子的電磁輻射和宇宙輻射。這時的宇宙溫度應在2.7K左右。此時的宇宙引力場又轉化成了以電荷子為基礎，以氘原子為節點之間的宇宙電場和引力作用。

2.3.6 恒星形成階段：法國天文學家和美國天文學家的研究人員發現在宇宙大爆炸發生之后，周圍空間內有大量的氘原子發生電離并發光，這一發現證明氘可能是大爆炸之前就已存在的物質。結合上面的推理判斷，氘原子應該是形成恒星最初的氫物質源。宇宙大空間內的低溫氘原子在引力場作用下聚集，先形成低溫氫云。低溫氫云進一步濃縮，逐漸形成有“固態低溫氘原子內核、液態低溫氘原子包層和外部是氣態氘原子大氣層”的胚胎恒星。胚胎恒星在聚集長大的過程中，隨外圍大空間內的氘原子相繼到來，運動速度不斷增大，到達時的碰撞不斷加劇，溫度不斷升高，當外圍大氣溫度達到上萬攝氏度的聚變條件時，氘原子間就會發生聚合反應，恒星開始燃燒，釋放出大量的熱能，發出光亮。

在氘氫原子聚集成恒星后，恒星的距離增大了，此時的原子引力場就轉化成了天體星球物之間的引力場，這種引力場使處于場內的所有物質都產生引力，此時的引力就轉化成了以電荷子為基礎，以天體星球為節點的宇宙電場和引力作用。這個以星球或大小物體為節點的作用力就是萬有引力。

3 氕與氦生成時段分析

恒星大爆炸初期，氘原子聚變生成了大量的氦，這些氦在被拋到外圍空間后，當溫度降低就終止了進一步聚變反應。同時，大爆炸產生的輻射使周圍空間內的氘原子分解生成氕。氦與氕混合形成了相對穩定的氦/氕比值，即“原初氦的豐度”。關于氕與氦的成因，已在《銀河系成因推理分析》中做了論述。

4 推論

第一，大多數科學家認為宇宙物質是由小微粒演化而來的，本文通過對原子核的研究分析，逆向追蹤到天體原子物質的演化軌跡，從而建立起了宇宙氘原子太初合成的演化模型：“宇宙早期，空間內充滿著大量的、最原始、最簡單、最堅硬的祖中子，這些祖中子在高速碰撞中，兩個祖中子結合成一個中微子。其中，一個中微子帶上正電荷，另一個相應的帶上負電荷；微中子在極性靜電引力的作用下，再聚集成中性電子體；中性電子體再靠極性靜電引力作用進一步聚集成中子體；兩個中子再在極性引力的作用下聚合生成氘原子核，同時產生出一個高速運動的負電子；負電子被氘原子核俘獲生成氘原子；氘原子聚集形成低溫氫云，氫云聚集成恒星”。該模型顯示了初期極微小的“祖中子”經過逐級順序由小到大演化，最后形成了多層級核結構的氘原子。該模型清晰地描述了太初合成氘原子的過程，明晰了祖中子、中微子、電子體、中子、負電子、質子、氘原子、恒星天體間的直系宗親關系。

第二，使用該模型，能合理地解釋原子核在衰變（或原子核對撞）中能產生出“質子、中子、r射線、π介子和中微子、μ子和τ子及其反粒子”等多種粒子及反粒子產生的原因；能合理解釋宇宙內所有電荷電量大小統一性的原因；能合理解釋宇宙內電子質量、粒徑大小和電荷電量大小統一、穩定的原因；能合理解釋宇宙內中子和質子質量、粒徑大小統一、穩定以及其間能相互轉化的原因。

第三，文中觀點是對恒星前世的研究與推測，是一種新觀點。該觀點正確與否，還需進一步探討。

參考文獻

[1] 彭壽斌.原子和結構分析與探討[J].中國高新技術企

業，2010，（25）.

[2] 彭壽斌.銀河系成因推理研究[J].中國高新技術企

業，2016，（28）.

[3] 嚴導淦.物理學[M].北京：高等教育出版社，1993.

[4] [英]F.霍伊爾，[印度]J.納里卡，荷香濤，趙君亮.物

理天文學前沿[M].長沙：湖南科學技術出版社，

2005.

作者簡介：彭壽斌（1963-），男，山東利津人，中國石化勝利油田有限公司孤東采油廠工藝研究所高級工程師，研究方向：石油地質勘探與開發，原子物理學、地球物理學、天體物理學術研究；彭飛（1992-），男，山東利津人，中國石化新疆新春石油勘探開發有限責任公司計量技術中心技術員，研究方向：石油勘探與開發，理化數模制作，天文物理學術

研究。

（責任編輯：黃銀芳）