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试论旋涡中的流体旋聚对婴儿恒星形成的影响

2023-11-19 09:37阅读:
试论旋涡中的流体旋聚对婴儿恒星形成的影响
袁玉刚
摘要:旋涡力包括旋聚力和斥力。旋聚力可以创造新物质;斥力可以阻止物质向中心旋聚,形成物质壳层。婴儿恒星处于太空氢原子流体的旋涡里,可能就诞生于旋涡中。吸积盘、旋臂、核聚变、两极喷发、磁场是旋涡的独有现象,是旋涡力作用的结果
主题词:氢原子流 旋聚 恒星 引力 斥力
前言
恒星是怎样诞生的?这是天文学家和理论物理学家们一直苦苦探索的重大科学问题。虽然以万有引力理论为基础的引力坍缩学说解释了一些现象,并且成为被大多数人接受的主流科学理论,但还是有许多疑难无法解决。例如:磁场的产生、冕温度异常、核聚变等等。本篇提出另外一种学说即旋涡学说,意在探索恒星诞生的新途径。
1.旋涡里的婴儿恒星
这几年,全世界的天文学家发现了许多婴儿恒星,并且拍摄下了照片。有不少婴儿恒星处于旋涡中,有的具有明显的双旋臂,有的具有清晰的吸积盘,有的甚至具有长长的两极喷流。
这些婴儿恒星的照片揭示出:婴儿恒星可能就诞生于太空氢原子流体的旋涡中。
2.旋涡理论的基本思想
旋涡是一种自然现象,有旋聚和分散物质的能力。旋涡力包括旋聚力(牛顿发现的太阳和地球之间的引力)和斥力(暗能量、宇宙常数)。旋聚力可以诞生星球,创造新物质,发出光和热;斥力可以形成物质壳层,阻止物质向中心旋聚。引力和斥力作用于两个相互垂直的平面上,并且相互依存、相互转化,类似于电磁力。
旋聚力是牛顿力的一个分力,即物体沿曲线加速运动时指向曲率中心的力。
当旋涡的旋聚力大于外围运动物体的离心力时,外围运动物体就会做匀变速曲线运动,被旋聚到旋涡中心附近。
F>mv/r2 =m rω2 (1)
其中:
F——外围运动物体受到的旋涡旋聚力,牛顿;
m——外围运动物体的质量,千克;
v——外围运动物体的速度,每秒米;
r——外围运动物体与旋涡中心的距离,米;
ω——外围运动物体公转的角速度,每秒度。
当旋涡的旋聚力等于外围运动物体的离心力时,外围运动物体就会做匀速曲线运动,被旋聚到旋涡里,绕中心运动。
这时,外围运动物体受到的旋涡旋聚力就是引力。
F1=mv/r2=GMm/r2 (2)
其中:
F1——引力,牛顿;
M——旋涡里全部物体的质量,千克;

G——万有引力常数。
假设外围运动物体是被旋涡俘获的,其受到的力是:
F2=ma (3)
其中:
F2——外围运动物体被俘前受到的力,牛顿。
但进入旋涡后,其受到的旋聚力则是:
F=F2sinα=masinα (4)
于是,
F=F1=mv/r2=GMm/r2=F2sinα=masinα (5)
也就是说,旋涡中的旋聚力就是外围运动物体被俘前受到的力的一部分。其大小与其质量、加速度和倾角的正弦成正比。
如果外围运动物体就是在这个旋涡里诞生的,(5)式也适用。
旋涡具有共面性、近圆性、运动同向性。旋涡里的物质在旋聚力的作用下一边向中心旋聚形成恒星,一边在斥力的作用下形成一个个物质壳层。
旋涡的中心是刚体性质,旋涡星系中心“像刚体那样以常角速度旋转”,银河系的中心棒就可以看成刚体;旋涡的外围则是流体性质,旋涡星系外围的“全部恒星几乎都以相同的线速度公转”,银河系外围的恒星及其旋臂就可以看成流体。
3.旋涡里的流体旋聚与恒星的诞生
根据流体力学原理,旋涡具有旋臂,可以分层,形成网络:布拉德肖提出的旋涡“家谱图”告诉人们,旋涡可以形成一个家族。第〇层是一个点或者一个棒,第一层是双旋臂,第二层是四旋臂,第三层是八旋臂。流体力学还告诉人们,旋涡可以分层。第一层有两个小层,可以形成4个小旋涡;第二层有4个小层,可以形成16个小旋涡;第三层有8个小层,可以形成64个小旋涡。
旋涡里的绝大部分氢原子束被旋聚到第〇层,像钟表弹簧上劲一样,越旋越紧。利用(1)式可以计算一下,从现在的地球处被旋聚到现在的恒星内部,氢原子束是不是可以达到光速了。
原吸积盘巨大的压力减慢了第〇层边缘处氢原子束的速度,却增加了与第一层之间的摩擦,层间氢原子束的温度迅速增加,达到1000万度左右,氢核聚变发生。第〇层的氢原子束核聚变产生的高速粒子从两极喷发,落向赤道,发出光和热。婴儿恒星就诞生了。见图7。
4.婴儿恒星现象释疑
4.1吸积盘
吸积盘是一种由弥散物质组成的、围绕中心转动的结构。实际上,吸积盘就是旋涡面。地球上的旋涡是单向的,旋涡面向外。太空中的旋涡是双向的,旋涡面向两极。
吸积盘起源于旋涡。旋涡力把旋涡里的物质旋聚成吸积盘。吸积盘分层。中心的物质被旋聚成恒星,出现两极喷流;外围的物质则旋聚成一个个行星。
吸积盘是旋涡的独有现象,是旋涡力作用的结果。
4.2旋臂
旋涡星系内年轻亮星、亮星云和其他天体从里向外形成的长臂形态叫旋臂。旋臂是物体在旋涡里旋聚时从里向外递次滞后的反映,因为这些物体的线速度基本相同。旋涡力决定了旋涡里的物体的运动方式。不管是圆形还是椭圆形的跑道,在运动速度基本相同的情况下,外侧的运动员总是滞后于内侧的运动员,这就是旋臂产生的原因。这个旋臂既是运动员个体的组合,又是运动波的体现。旋臂的产生不需要物体减速、拥挤、干扰这些画蛇添足的东西。
旋臂是旋涡的独有现象,是旋涡力作用的结果。
4.3核聚变
恒星中心的温度达到1000万度以上,氢原子在极高的速度和巨大的压力下失去电子,发生氢核聚变。一些科学家认为热能来自于氢原子束的吸引和碰撞摩擦。旋涡学说认为恒星中心的热能源于旋涡的旋聚力引起的层间及层内氢原子束的相互摩擦。
婴儿恒星可以是一个,也可以是相互对称分布的一对,被一个中心棒连着。
气体行星的层间及层内氢原子束的相互摩擦比恒星中心弱得多。虽然氢原子束也相互摩擦,但规模和程度都远远达不到氢核聚变的条件,只能产生一些低速粒子流或两极小喷发。只有个别的一些特大恒星系的第一层的行星能够产生氢核聚变,但此时的行星却被叫做恒星了。那些具有三个以上恒星的恒星系就是第一层行星发生氢核聚变升格为恒星而形成的。
核聚变是旋涡的独有现象,是旋涡力作用的结果。
4.4两极喷发
两极喷发是许多星系的共同现象。婴儿恒星诞生时也出现两极喷发。两极喷发的现象是旋涡里的物体被旋聚进中心附近变成高速粒子时的剧烈喷发,是旋涡的独有现象,是旋涡力作用的结果。
4.5磁场
磁场是旋涡排斥力的体现。在恒星旋涡里,第〇层与第一层之间的氢原子束经受的摩擦力最大。星幔形成后,自由电子束随星球自转,显现偶极磁场。同时,较差自转使南北半球在第〇层与第一层之间出现断裂,大量高能星幔物质从赤道附近的断裂带向相反方向喷出,整体磁场显现。
磁场是旋涡的独有现象,是旋涡力作用的结果。只有那些内外层自转速度差足够大并且能够形成星幔的星球,才能具有磁场。星球的质量并不是主要的影响因素。
5.结论
旋涡有旋聚和分散物质的能力。旋涡力包括旋聚力和斥力。旋聚力可以创造新物质;斥力可以阻止物质向中心旋聚,形成物质壳层。婴儿恒星处于太空氢原子流体的旋涡里,可能就诞生于旋涡中。吸积盘、旋臂、核聚变、两极喷发、磁场是旋涡的独有现象,是旋涡力作用的结果。
附图均来自互联网
图1 婴儿恒星SAO 206462
图2 婴儿恒星MWC 758
图3 婴儿恒星ELIAS2-27
图4 婴儿恒星HD34700A
图5 婴儿恒星HD 135344B
图6 婴儿恒星HD143006的吸积盘
图7 婴儿恒星RU LUP的吸积盘
图8 婴儿恒星L1527 IRS的两极喷流
图9 婴儿恒星IRAS 05413-0104的两极旋转喷流
图10 赫比格—哈罗HH34中的婴儿恒星的两极喷发和激波
图11 流体运动分析

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