字體:小 中 大 | |
|
|||
2018/07/30 07:20:35瀏覽199|回應0|推薦0 | |||
前期概要:彭秋和是南京大學的天文學家。抗戰中的童年,他在一所孤兒院受教育,啟發了科學興趣;文革中的青年,他在北京大學教學,熬過了風聲鶴唳年代,培養他獨立思考的習慣。或許就因如此,他在天文、物理都很有自己的想法。第一期我們介紹了他對宇宙加速膨脹的理論提出批判,認為許多基礎假設有問題,現在下結論還太早。第二期他用磁單極的理論建立銀河中心的模型,他在30多年前就以此做出五項預測,目前已經有三項為人所觀察到。這一期他繼續用磁單極的理論來討論中子星與白矮星的散熱過程,以下依舊以第一人稱來敘述。文末則附上第二期刊出後讀者的質疑,以及彭秋和回復的內容。 自1942年蓋莫(George Gamow)試圖利用烏卡過程來探討超新星的爆發機制以來,75年之後的今天,雖然學者們費盡心思採用了現代核物理、粒子物理、流體動力學等所有已知理論,但仍束手無策,核心坍縮型超新星的爆發機制仍然是謎。
特別是對於超亮超新星的爆發機制,天文學家更是丈二和尚,摸不着頭腦。 此外,人們還發現了有的超新星可能呈現出很弱的爆發,或 「暗爆發」。例如超新星遺跡Cas A (到地球的距離為3.4Kpc)對應的超新星於 1680年爆發時它的光極大視亮度估計只有5等,1999年發現了它爆發後遺留的中子星。最近,從Chandra 衛星X-射線探測發現, 銀河系內的星雲G1.9+0.3是大約110以前爆發的超新星遺跡,但是人們從未報道過它的爆發。它們就可能屬於這種「暗爆發」。人們也無法解釋這種弱爆發, 或 「暗爆發」的超新星。總之,超新星爆發之謎是當今天體物理學最重大與最難解的謎團之一。 仙后座A(Cas A)的超新星遺跡(取自維基百科) 在對超新星的前身星體在空間中捕獲的磁單極數量進行簡單估算的基礎上, 我採用粒子物理學中提出的磁單極催化核子衰變反應(Rubakov-Callaen效應)能源來作為各類核心坍縮型超新星(SNII、SNIb、SNIc 、SLSN)和 γ暴(包括長暴和短暴)的爆發所需要的能源機制,可以用一個統一的公式,給出了各類超新星爆發時的光度(稱為RC光度)。這個統一的公式顯示:超新星的前身星的質量愈大,它的核心坍縮時的中心物質密度愈高,而在中心區域磁單極催化核子衰變反應的速率同坍縮核心的中心物質密度平方成正比。對於前身星的質量相當大的超新星來說,當坍縮核心的中心物質密度接近或超過原子核密度時,這種RC光度就會遠遠超過星體的Eddington光度,形成強爆發的超新星;對於前身星的質量不大的超新星,核心坍縮時中心物質密度遠低於原子核密度,它們的RC光度就可能剛剛超過星體的艾丁頓光度,或超過不太多,這就形成暗爆發或弱爆發的超新星。如果超新星的前身星的質量超過太陽質量200-500倍時,它們的RC光度就會達到1050 -1052 erg/s以上,形成超亮超新星,是我們太陽亮度的1017-1019倍。
當超新星爆發時,大量物質向外拋射的速度超過星體的引力逃逸速度。 超新星爆發時,整個星幔、包層和外層大氣都已向外拋射而遠離星體。但是,當RC光度降低和相應的輻射壓強下降時,那些拋射速度尚未達到逃逸速度的星體內層,特別是核心區物質開始向星體中心回落。但是它們不會坍縮成密度無窮大而形成黑洞,這是因為,雖然大部分磁單極會(由於強烈的電磁相互作用)隨着星體核心的等離子體物質而向外迅速被拋射出星體,但是超新星殘骸內仍然會保留少量磁單極。這些殘留的超重磁單極仍然存留在它的最內層。它們仍然持續不斷地催化核子衰變,產生的輻射壓向外頂住物質的坍縮。當它內部核心磁單極催化核子衰變產生RC光度遠遠低於這個殘留星體的艾丁頓光度時,殘留的星體最後終於會達到某種穩定的動力學平衡狀態。 超新星爆發後存留的殘骸是類似於中子星的一種天體:中心最內部核心的物質密度不高, 由於殘存的磁單極持續不斷地催化核子衰變,提供能源、產生強大的輻射壓,使得這個天體不會坍縮成黑洞。我們的分析可以得到另外的重要推論:中子星質量可能沒有上限,至少沒有迄今公認為2.5 M⊙的上限。迄今雖然已有約20顆中子星(它們都是密近雙星成員)的質量已經測定, 都小於2M⊙。但是,大質量中子星起源於超巨質量恆星演化終結時的超新星爆發。按照薩爾皮特(Salpeter)恆星初始質量分布函數,初始主序質量超過100M⊙的超巨質量恆星所占的百分比遠低於0.01%,這說明大質量的中子星比例很低,不能夠以現在未發現到大於2.5 M⊙的中子星,就以此作為中子星的質量上限。 蓋莫自宇宙熱大爆炸模型是建立在天文觀測的哈伯定律(宇宙目前在膨脹)基礎上的自然推論。但迄今無人知曉這種宇宙熱大爆炸的具體物理機制,它使得早期宇宙學在六、七十年中陷入了永無止境量子宇宙學或早期宇宙學的毫無任何證據與希望的幻想與科學游戲或猜測之中。 利用磁單極催化核子衰變RC效應產生的RC光度作為能源,類似於磁單極驅爆超新星的物理機制,我們提出整個宇宙來回反復地(因熱大爆炸)膨脹和(引力)收縮的震蕩模型,目前正在審稿中。
|
|||
( 興趣嗜好|收藏 ) |