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[资料] 统一场论(天体物理2)

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henryharry2 发表于 2013-1-6 08:28:56 | 显示全部楼层

太阳系的起源和演化

 
作为上述论证的结果(事实上,这是从已知的恒星形成的原理顺推、而不是从现有行星的质量逆推太阳星云的质量),派因(M. R. Pine)设计了若干大质量太阳星云的数值模型。在这些模型中,太阳星云向外延伸到径向距离约为100个天文学单位的地方,并含有两个太阳质量的物质。以一个典型模型为例,其温度在自转轴的邻近约为3000°K,在行星形成区域降至数百度。这些温度比原始恒星际云开始坍缩时的特征温度高出典很多:它们出现在气体收缩的最后阶段,这时,气体的密度相当之高,以致促使气体冷却的辐射不再能够顺利地逃逸。然而,只是在迅速收缩的最后阶段,辐射逃逸才受到阻碍。一旦气体停止收缩——一旦原始太阳星云形成,辐射又能较快地逃逸了。因此,在行星的形成区域,星云仅在数百年或数千年间便丧失其大部分热能。
这样短暂的冷却时间(同形成太阳和行星所需要的时间相比),给大质量星云模型带来了困难。星云随着冷却会变得愈来愈平,最后成为一个很薄的圆盘。若干种薄圆盘已被证明在动力学上是不稳定的:它们趋于变形为棒状的组态。[这种变形很可能是密近双星组(close pairs of double stars)形成的机制,但显然不是太阳系形成的机制]。
对于大质量星云模型,还有另一个时间尺度问题。为使气体能够向中心自转轴收缩,需要把角动量从该轴转移出去,实现这一目的的一个重要过程大概是高速子午线流,这股气流位于同自转轴平行的平面内,且与中心平面垂直。派因估计,为了把原始太阳星云内部多余的角动量转移出去,所需要的典型时间仅为数千年。慕尼黑的普朗克物理和天体物理研究所的J. Stewart曾证明,气体的扰动在原始太阳星云中必定起着重要的作用,并且可能导致角动量的更加迅速地向外转移。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-1-20 12:51:10 | 显示全部楼层

晦如萤火

 
银河系附近的超暗和暗物质星系确实让天文学家感到头痛,因为要找到它们已经够难了,何况它们还给天文学家带来了一个更难的问题:确定这些星系中各种物质的相对比例。天文学家通常用质光比来衡量一个星系中物质的多少。质光比是星系总物质质量与星系发出的总光度的比值,我们一般以太阳质光比作为计算单位,被定义为1。就整个银河系而言,恒星平均质量要比太阳小一些,但平均光度比太阳要暗很多,这样得到的银河系中发光物质的质光比接近3。如果把暗物质包括进来,银河系的质光比会一下子跃升到30。

华盛顿的Josh Simon和耶鲁大学的Marla Geha测量了8个超暗矮星系中恒星的运动速度,得到了这些星系的质量和光度,结果表明它们的质光比有时能超过1000,这是目前已知宇宙中质光比最高的体系。整个宇宙平均而言,暗物质和普通物质的比值不到6,为何银河系的质光比如此之大,而超暗星系的质光比更是直插云霄?

原因只能出在质光比的分子或分母上。质光比超过宇宙平均值的星系要么超出预期的质量,要么更为暗淡。目前,天文学家认为,问题出在“分母”上的可能性更大,即大量普通物质没能辐射出足够的可见光,究其原因则可能是,它们从未能跻身于星系中并聚集起来形成恒星,抑或它们曾一度被星系接纳,但后来又被排挤回到星际空间。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-1-20 12:51:34 | 显示全部楼层

晦如萤火

 
小质量星系由于引力更弱,所以会失去更多的气体,结果造成发射出来的可见光不成比例地减少。这真让人有些哭笑不得,一种不可见物质(暗物质)带来的问题最终导致了另一群不可见物质(太暗而无法探测的普通物质)出现。暗物质谜团虽历经多年沉寂,今天却已同时成为物理学和天文学中最为活跃的研究领域之一。物理学家希望界定并探测出构成暗物质的粒子,天文学家则在寻找有关暗物质行为的更多线索。

但无论能否解开这些谜团,暗物质存在的本身就已经为多种天文现象提供了解释。我们认为,无论问题是出在分子上还是出在分母上,观测结果都更有利于我们的准稳恒态宇宙模型而不是大爆炸模型。假如问题是由于暗物质太多引起的,即使按照银河系的质光比为30来计算,可见物质(重子)也不可能占到宇宙质量4%的份额,更多的暗物质需要更多的暗能量,在我们的理论中暗物质与暗能量是同一回事,才能够解释这个事实。

假如按照超暗矮星系的质光比为1000来计算宇宙,更是直接否定了大爆炸理论。假如问题是出在分母上,即有过多的无法探测的普通物质,这就意味着巨椭圆星系或旋涡星系有着很长的寿命(例如近千亿年),同样只有准稳恒态宇宙论才能提供悠闲的环境供星系成长。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-1-24 09:31:54 | 显示全部楼层

星星宇宙谁的年龄大

 
自1920年代中期以来的半个世纪,宇宙学的理论是星体进化的理论。可以确信,我们可以看到的古老星体的外层(慢慢燃烧着的小星体)是75%氢和25%的氦的集合体,光谱学也证明了这一点。但我们认为这并不能作为大爆炸理论原初核合成的证据,一来假如有原初核合成发生,必然会释放出大量能量(宇宙中25%的氢一下子聚变成氦)。二来天文学家只能通过光谱学探测到星体的表面,不能认为星体的内部也只有氢和氦,金属元素的比重比较大,如果太阳含有大量金属元素,会沉积到太阳的中心附近。假设一个类地球行星表面全部由水覆盖,那么通过光谱只能探测到氢和氧,不能认为这颗行星的内部也只有氢和氧。

也许这些星体在其内部含有更多的氦或者其它金属元素。1996年人们对一颗星体进行了非常精巧和准确的光谱观测,世人称为CS-22892-052号报告,这次观测提供了环绕这颗星体的大气中钍、铕元素属性的测量标准。因此这颗星体的放射性物质的年龄也随而得之,经过计算的数字是150.2亿年,其中上下有40亿年的可能误差。应该说,这种年代数值中所允许的110亿到190亿年误差值的范围太大了。但是这个数字成为太阳系中使用放射性同位素测量的一个标准,它提供了放射年代测定技术的一个关键的验证事实。
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 楼主| ttc20065141 发表于 2013-1-26 00:12:59 | 显示全部楼层
 
很高深~
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henryharry2 发表于 2013-1-29 15:34:49 | 显示全部楼层

太阳的自旋和磁场

 
为了方便起见,假设太阳的南半球用自旋朝南的螺旋群SH(3)描述,太阳的北半球用自旋朝北的螺旋群描述。可以看出,太阳整体上可以看成是一个反铁磁性的球体,这有助于解决反铁磁基态的问题。太阳的极区磁场很弱,只有约1高斯,但毕竟太阳是个庞然大物,整体上所蕴含的磁场能量就很惊人。太阳南北半球的x-y方向上的自旋刚好相反,太阳极区存在微弱的磁场表明太阳的自旋朝南和自旋南北的部分不是完全抵消,而是稍微有点剩余。

在满壳层的原子或者反铁磁固体中,通常人们认为自旋朝上和自旋朝下的部分恰好抵消了(实际上我们认为,不是完全抵消了,只是这种剩余效应较小而已),太阳上则不同,太阳不是依靠超交换作用变成反铁磁球,而是自旋朝南和自旋朝北直接配对,假如两者抵消,那么意味着太阳的总体磁场能量为零,两者稍微有点不重合则可以存储一定的磁场能量。

太阳发电机理论的局限性在于,太阳的自旋轴和自转轴必须重合,恰好太阳的自旋轴和自转轴重合。人们在其它恒星上观测到极区也有黑子,这有两种可能性,一是自旋轴与自转轴不重合,例如天王星和海王星的磁轴就不与自转轴重合。二是太阳自旋是一种振荡解,南、北极对调中有一种恢复力在起作用,但是某些天体可能自旋能量太大,自旋轴南、北极对调可能真的冲过了头,恢复力再也拉不住,例如HH天体可能就是如此。

由此看来,太阳磁场问题可能与地球自转变慢问题有相似之处,假如用牛顿引力论,则太阳和月亮的潮汐效应引起的地球自转变慢会大一倍,但用自旋来解释则比较合理。同理,发电机机制是一种耗散机制,会使太阳自转快速减慢,但自旋机制则是一种非耗散的机制。
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 楼主| 709144788 发表于 2013-1-30 14:09:43 | 显示全部楼层
 
不错,比那 些吃白食专家强多了。努力,小诺是你的。中国终于可以出个人才了,不过还没我厉害,我在开普泽三条定律中就看出来了了。有没有兴趣搞大点的。
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709144788 发表于 2013-1-30 15:07:01 | 显示全部楼层
 
太阳推理我也是这么想的,但我想我知道的应该比你多。还有这作品是不是原创?
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709144788 发表于 2013-1-31 02:59:38 | 显示全部楼层
 
原来如此,不是我们聪明 ,而是有人阻止。很早就有人知道了,我们已经落后很多年了。我想应该是下一次科技革命与现zai的社会体制有冲突有关。我也在想我们能想到别人也应该能想到的。大势所趋,但需要时间。算了,洗洗睡吧。
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709144788 发表于 2013-1-31 05:19:45 | 显示全部楼层
 
美国机密档案中也许有些很有意思的东西,美国技术领先30年,那是应该的,不过在怎么隐瞒,都挡不住人类进步的脚步,我想美国笑容没以前那么自信了,呵呵。其实科技发展不在本身,因为有规律的东西是死的,发现是迟早的事。在于体制。这是一场自由与强权的战争。科技发展是祸还是福,谁又知道呢?与其这么伤脑筋还不如笑看风云。
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