论太阳的物质形态

刘静平

论太阳的物质形态

刘
静
平

摘要
太阳不是一个完整的气体球，它的光球主要是固态物质，色球层主要是熔融（液态）物质，日冕层才是气态(等离子体)物质为主；光球因“固体潮汐”作用造成板块错动而发生“火山喷发”，光球表层（色球层、日冕层）物质发生热核反应等而发光发热。
关健词
观测事实
完整气体球
物质形态
起源与演变
一、“太阳是一个炽热的气体球”并非观测事实
“太阳是一个炽热的气体球,”[1]“象其它恒星一样，太阳也是一个由引力维系在一起的气体球，因气体的压力而避免了坍缩，因温度而发光，它的能量贮备不断地因其内部发生的核聚变而得到补充。”[2]这只是天文学者们的推断，并非观测事实。而“光球物质相当不透明,”[3]
“太阳内部的自转无法直接观测，只能间接推测，”[4]则表明到目前为止还没有人观测到光球内部的物质变化状况。虽然“通过对太阳的光谱分析可以得知太阳的化学成分。太阳大气中氢和氦占绝大部分，其他是一些较重元素，按质量计，氢约占71％，氦约占27％，其他元素占 2％。”[5]
但观测的光谱只能是光球表层上发热发光物质的光谱，它不能代表太阳的整体。况且太阳光谱“是一种吸收光谱，在它的连续光谱的背景上，分布着许多条暗线，”[6]这些暗线的存在是因为光球表面、色球层、内冕（包括发生热核反应的耀斑区域）发出的白光，要穿过温度比色球层和内冕低得多的外冕，一些金属和非金属元素（等离子体）的光穿过跟这些元素标识谱线相同的光时都被这些气体（等离子体）吸收掉了，由于大部分氢气和氦气主要在外冕，所以在太阳光谱中氢和氦占绝大部分。太阳“光球光谱中没有氦线”[7]是因为氦并不是在光球内聚变而成的，而是光球火山喷发的熔融物质和色球底层物质（如石灰石、煤炭等）中分解出大量的氢形成耀斑后发生热核反应而聚变成氦的。 [“产生核反应需要高能粒子（能量E>1兆电子伏）轰击原子核,”“耀斑中的核反应如下：高能质子同氢、氦、碳、氮、氧作用产生中子，其中大部分逃逸，一部分为质子俘获产生氘核和2.23兆电子伏的γ射线谱线。”[8]
]
假如光球内是“由4个氢原子核聚集变成为1 氦原子核，”[9]那太阳光球内的氢为何不会一次性地聚变成氦呢？为何太阳“光球光谱中没有氦线”呢？如果太阳的核心真的在进行着大规模的热核反应，那就理应产生大量的中微子，而“美国布鲁克黑文实验室的戴维斯等人在深矿井中进行了太阳中微子的实验。实验中用大体积的四氯化二碳作靶,利用37Cl俘获中微子的反应：ve＋37Cl→e-＋37Ar，来探测太阳中微子。”“ 8年探测结果的统计平均值,约为按标准太阳模型计算的理论预期值(4.7SNU)的三分之一。二者相差悬殊，成为著名的太阳中微子之谜。”[10]
二、一个完整气体球不可能存在于宇宙空间

“大家都很熟悉，对固体施加压力，很不容易使它的体积缩小；对液体也是这样，只是程度不同而已。对固体或液体加热，使它们温度升高，体积的膨胀也很小。这说明，在不大范围内的压强变化和温度升降，对于固体和液体的体积或密度的影响并不显著。但是对于气体来说，情况就不是这样的了，压强和温度的变化对它的体积具有十分显著的影响。当我们用力压挤小橡皮球的时候，受压挤的地方就凹下去，这是由于压强增加使球里空气的体积缩小了。气体的压强、体积和温度是密切联系着的。如果把小橡皮球拿到火炉上面烘一下，它就会变得硬一些，这说明温度的升高引起了球里空气压强的增加。”[11]如果将烘烤的小橡皮球戳破，球内的高压气体会立即外泄；这是因为球内的气体压强大于球外的气体压强。太阳如果是一个高温高压的气体球，那么是一种什么力维持它不向宇宙空间扩散呢（科学依据是什么）？太阳温度那么高、光球表面活动频繁，为什么光球不但没有增大或缩小而且光球外还明显有色球层和日冕层之分呢？

三、太阳的物质形态

“‘在一定的范围内，分子间的距离越小，它们之间的相互吸引力就越大；因此，同一物质由于所处的物态不同，分子间的吸引力也不同。在固态时，分子间的距离最小，所以分子间的引力最大。这就是固体能够保持自已的体积和形状的原因。’‘在液态时，分子间的距离比固态时大，所以分子间的引力比固态时小。因而液体没有一定的形状，具有流动性，并且在分割时所需用的力也较小。但是，液体分子间的吸引力已经足以使液体分子聚集在一起而不致于飞散；因此，液体也具有一定的体积。’‘气体的密度比固体和液体要小得多。例如，100℃和1个大气压时的蒸汽的密度大约只有同样条件下水的密度的1/1670。所以，气体中分子间的距离比固体和液体中大得多。因此，气体分子间的作用力很小，在一般情况下可以略去不计，而认为气体的分子间是完全没有任何联系的。这就是气体既没有一定的体积又没有一定的形状的原因。’”[12]通过观测：太阳光球既“没有大规模的物质流动，”[13]也没有大的形状变化，是一个稳定、平衡的球体，具有固态物质特征；而“‘从色球中，时时喷射出细而明亮的流焰。’‘常常会产生剧烈的耀斑爆发，以及与耀斑共生的爆发日珥、冲浪、喷焰等许多动力学现象。’”[14]则与地球上的火山爆发和火山熔岩流动相似；再看日冕的形状变化，“在太阳活动极大年，日冕接近圆形，而在太阳宁静年则比较扁，赤道区较为延伸。”[15]综上所述：太阳光球、色球、日冕三层的物质密度显著不同，则表明太阳的光球主要是固态物质为主，色球层主要是熔融（液态）物质为主，日冕层才是气态(等离子体)物质为主。

四、太阳的起源与演变
太阳可能是大天体或星系碰撞后发生大爆炸形成的，在大爆炸膨胀力的推动下随惯量运动,在运动中与太阳系其它天体及弥漫物质因相互之间的引力作用使惯量转变为角动量而形成太阳系并受银河系引力影响成为银河系星系团成员（太阳围绕银心旋转并带领大大小小的家族成员围着自己不停地作曲线运动
）。
我曾多次观察过爆破土石方，炸飞的石头和尘土除作抛物线飞行外还有一部分碎石在空中进行旋转运动，太阳如果是大天体或星系碰撞后发生大爆炸形成的，那么在大爆炸膨胀力的推动下重获加速度而改变运动，既发生位移又进行自转就不奇怪了。大爆炸后随着天体及弥漫物质的扩散与气压的降低，散射的太阳系天体及弥漫物质便在相互之间的引力作用下使惯量转变为角动量而形成太阳系和行星的卫星系统。天体大爆炸后太阳可能是一个不规则的碎体，也有可能是大量的碎天体及弥漫物质被太阳俘获后使原来的太阳形状发生变化，致使它在自身物质之间的引力作用下发生断裂、坍塌和板块漂移而形成球状体（也就是说太阳同地球一样具有板块结构，具有与地球上相同的矿物质，也是由大板块发生断裂、坍塌漂移逐渐到小板发生断裂、坍塌漂移而形成球体的）。太阳球体和太阳系形成后，太阳因自转并受银河系和太阳系行星等引力影响而产生固体潮和液体潮，光球因“固体潮汐”作用造成板块错位使板块发生磨擦而震动或板块磨擦产生的熔融物质和气态物质因体积膨胀、压强增大后喷出光球而形成日珥，液体潮则是色球层熔融物质流动产生冲浪、形成黑子等，“
1843年，施瓦贝发现黑子的消长有一个平均为10年的周期。1848年,R.沃尔夫提出太阳黑子相对数（用R表示）的概念，并利用历史上积累下来的望远镜观测的黑子资料，推算出上溯到1700年的黑子相对数的年平均值，从而进一步证明了太阳黑子活动确实存在着明显的周期性，周期平均长度为11.1年，这就是众所周知的太阳黑子11年周期。”[16]“日珥的数目和面积都与11年的太阳活动周有关，”[17]因此，黑子的周期性变化主要与太阳系行星运动位置有关，其中11.1年的周期性变化是因木星的引潮力形成的。然而，太阳光球如果是固态物质为主，那为何“在日面纬度不同处，自转角速度不同，在太阳赤道，自转最快，纬度越高,自转越慢”[18]呢？其实理由很简单，下雨天如果把雨伞进行旋转，可以发现雨伞边缘与伞顶（顶心除外）的角速度是一致的，而伞面上的雨水流动角速度却不一致，越靠近伞顶的雨水流动角速度越慢，越靠近伞边缘的雨水流动角速度越快。因此，太阳光球自转角速度不因纬度不同而角速度发生变化，但是色球层熔融物质受太阳自转离心力作用象伞面上的雨水一样，造成了“太阳圆面的亮度从日面中心向日面边缘逐渐变暗的现象”[19]即临边昏暗。同时还造成了赤道上色球层熔融物质增厚不易发现黑子，而在赤道两旁则出现黑子“蝴蝶图”。至于黑子的形成则是太阳光球固态物质凸出色球层熔融物质的“山峰”或“山脉”，当“山峰”或“山脉”凸出色球层时，就有色球层的液体向周围流动的现象，黑子之所以发黑，是因为它比周围温度要低。我在观测月球时发现有时残月明亮的一面总比阴暗的一面要大些，太阳黑子看成是“凹坑”而实际上是“山峰”或“山脉”，由于光球表面和地球一样，有高低不平的现象，色球层较薄的地方光球就有相当一部分“山脉”露出色球层，山谷就是观测到的亮的条纹或块，这就是‘光斑’。光斑一般环绕着黑子与黑子有着密切的关系。由于太阳及太阳系行星位置的变化影响着太阳光球火山爆发和色球层变化，从而导致地球各年度四季气候变化不一致。


二○一○年元月十一日

注：
[1][摘抄自《辞海》缩印本1989年版第725页]
[2][摘抄自《通俗天文学》1985年7月第1版第244页]
[3][摘抄自《台湾天文学概论》]
[4][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第372页]
[5][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第340页]
[6][摘抄自《数理化自学丛书·物理》第四册第187~188页]
[7][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第95页]
[8][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第494页]
[9][摘抄自《地球科学导论》第11页]
[10][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第577页]
[11][摘抄自《数理化自学丛书·物理》第二册第109页]
[12][摘抄自《数理化自学丛书·物理》第二册第10~13页]
[13][抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第95页]
[14][抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第284页]
[15][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第268页]
[16][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第352页]
[17][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第365页]
[18][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第372页]
[19][摘抄自《中国大百科全书·天文学》1980年12月第1版第214页]

主 要 参 考 文 献

1、夏征农 主编.辞海.缩印本.上海:上海辞书出版社,1989（第1123页）

2、新华词典编篡组编.新华词典.北京:商务印书馆出版社,1984（第1026页）

3、何祚庥.有关宇宙论的哲学问题.红旗杂志社,1987.5（第10页、第11～12页）

4、中国大百科全书·天文学.北京.上海: 中国大百科全书出版社,1980（第514页、第588页 、第523～524页）
5、胡显章.曾国屏 主编.科学技术概论.北京:高等教育出版社,1998（第90页）
6、李秀林.王
于.李淮春
主编.辩证唯物主义和历史唯物主义原理.北京:中国人民大学出版社,1982（第53页）
7、[美]F.N巴什著.王鸣阳.张大卫译.通俗天文学.北京:科学普及出版社,1985（第227页）

作
者
简
介

刘静平，男，1960年2月出生，高中（成人中专）学历，现任湖南省衡东县环境保护局纪检组长, 主要研究方向（业余爱好）：天体与宇宙（如地震的形成与预测、煤炭与石油的形成、地球气候变化等）。通信地址：湖南省衡东县环境保护局, 邮政编码：421400,E-mail: hunanliujingping@126.com，联系电话（办公室）：0734-5222473，ＱＱ：33841289。