太阳闪烁着诡异的光辉。
光是太阳的重要表征,代表前者正发生剧烈的活动。它们大部分源自太阳的中心区,中心区半径约为太阳半径的四分之一,质量却超过太阳的二分之一,那里是恒星的核心区域,时刻发生的聚变反应是恒星演化发展的绝对动力。
光是核聚变的副产物。两个氢原子核(质子)在核融合的过程中,1个质子释放出1个(正电子)e+和1个中微子成为中子,中子与另一个质子形成氘原子(2D)。
反应式:p+p→ 2D+ e++ νe
该反应依赖质子发生β正电子衰变,需要吸收能量克服质子间的库伦斥力,能释放e+和νe子转变为中子,在700万开以上的高温内作用10亿年以上才有可能发生,是核聚变连锁反应的开端,最困难也最为重要,由此可以想象尘埃云从量积到质变经历了多少艰难险阻。
而当质子在引力和高温的作用下终于发生“质变”之后,新一轮的量变积累随之启动。
质子β正电子衰变过程中产生的正电子e+立即与电子e发生湮灭,质能转化生成2个γ射线的光子。
反应式:e++ e?→ 2γ(1.02MeV)
形成的氘再与氢原子融合成只有一个中子的3He,释放1个γ射线的光子。
反应式:2D+1H → 3He +γ(能量为5.49 MeV)
太阳的物质构成是71%的氢、26%的氦和少量较重元素,所以太阳光的主要来源于两个反应产生的3个γ射线的光子。
光又是恒星存在的必要条件,正是因为光斥性给予粒子的高活动力,才避免了太阳核心区在强大引力作用下快速发生引力塌缩。
热核反应使质量小的原子在极高的温度和压力下摆脱核外电子的干扰,让两个原子核互相吸引而彼此碰撞,发生原子核聚合作用,生成质量较重的原子核,质量较重的原子核能再次发生热核反应生成质量更重的原子核,如此往复。
热核反应能够用“原力模型”解释,原子核内主要有两种力,一种是核力,属于“聚力”的衍生力,是自然界“四种原力衍生力”中最强的一种,也称之为强相互作用力,比库仑力要强大100倍,是让核子结合成原子核的主要作用力。但核力具有短程性、饱和性、电荷无关性、非中心力等基本性质,尤其是短程性的性质决定了“热核反应”的限制条件必须具备足够的高温和高压,高温能让核子获得更大的速度,高压能创造更高的核子分布密度,增加核子之间靠近的几率。
另一种是电磁力,属于两种原力中“散力”的衍生力,主要表现形式为原子核与核外电子的相互作用,而在原子核内部的习惯表达为库仑力。库仑力属于弱相互作用力,虽然比核力弱小,但具有远程性、电荷相关性等特征,能够比核力更远、更快地干扰核子聚变,所以热核反应中的高温和高压条件主要目的便是让参与融合反应的核子克服库仑力而彼此靠近至核力的作用范围。
易经想,核力源于使物质聚合的“聚力”,库仑力源自让物质散分的“散力”,核聚反应更像是两种原力的衍生力的对抗。当两个质子携带高能以极高的速度对冲时,库仑力在它们相聚极远的位置便开始阻止二者靠近,质子只好用耗能减速的方式缩短距离,损耗的能量反作用在原子核上,由此撼动了原子核的稳定性。当两个质子终于闯进核力的界限内,强大的核力发挥作用,两个质子瞬间加速对撞在一起,两个质子原本互相对抗分散的库仑力在彼此融合聚引的核力作用下,被迫融合而形成全新的库仑力,释放出1个正电子e+和1个中微子νe。
他认为,夸克并不是构成物质的最小单位,甚至电子也不是基本粒子,一切具有极性却未能极端的物质都不是最小单位,而是融合了两种原力的“制衡体”。
“已知宇宙范围内的已知物质均不是极端体,而是融合了两种原力的制衡体。正是制衡体内部两种力量的抗衡,才表现出物体的波粒二象性。因为物质本身由粒子构成,而力量本身呈现出波动性。”
上述认知活动如神念一般忽然灌入易经的冥思中,仿佛天外来客诡异地出现在本不该出现的地方。易经片刻的怅然所失之后恍然悟之,如获至宝。
简单融合后便衍生出复杂,复杂分裂后就退化至简单。
依次推断,核聚变也具有波粒二象性。
核聚变的粒子性体现在核融合由质量小的原子聚变成质量大的原子,整个过程并非1+1=2、2+2=4、4+4=8这样简单,而是通过1+1=2、2+1=3、3+1=4逐渐积累上去的。在比太阳的质量更大的恒星内部的核融合主要以“碳氮氧循环”来产生能量。
反应式如下:
12C + 1H → 13N +γ+1.95 MeV
13N → 13C + e++ νe +2.22 MeV
13C + 1H → 14N +γ+7.54 MeV
14N + 1H → 15O +γ+7.35 MeV
15O → 15N + e++ νe +2.75 MeV
15N + 1H → 12C + 4He +4.96 MeV
如果言简意赅地形容热核反应,便是陨星撞地球。要么双双爆亡,要么相互融合,不论结果为何,都会形成物质流失,而流失的物质必然带走了部分能量,这就是核聚变的粒子体现。
核聚变的波动性听起来复杂,但解释起来很简单。通过核聚变的粒子性可以得知,质量小的原子不断通过核聚变而形成质量大的原子,可以简化理解为不断有氢原子在高压高温的作用下闯进太阳的核心区,就像在经济、就业、福利的作用下,农村人口向城市迁移使城市人口密度不断上升一样,恒星的核心区随着热核反应的持续,核子密度不断上升,作用在核子上的两种衍生力就会发生变化。
第一种衍生力是强相互作用力(核力),强相互作用力与核子密度密切相关,恒星核心区的核子密度越大,强相互作用力就越强,宏观表现的引力也就越大,强大的引力会使恒星不断向中心塌缩,微观上的体现是核子之间的距离不断缩减,原子之间的空间不停被压缩。
易经想,强相互作用力压缩到极限就会破坏组成宇宙的最小单位GZ,GZ是融合两种原力的制衡体,制衡体的破裂将会导致两种原力完全分离,聚力将与其衔接的物质高度凝缩在一起,散力则与其衔接的物质以光速逃逸。
他并不担心眼前的光球发生上述极端场景,因为太阳并不具有足够多的物质达到GZ极限。
因为除了强相互作用力,原子核内还有第二张衍生力——库仑力在阻碍这种极端现象的发生。库伦力是“散力”的衍生力,主要与原子核内核子的数量密切相关,表现出质子间的互斥性。互斥性能提供给核心区足够的压力以平衡自身的引力,维持原有的流体静力学平衡,避免引力使恒星物质彼此拉近而产生坍缩。所有的恒星的形成或衰亡的过程都会经历相应的引力坍缩,但库仑力无疑是延缓恒星引力塌缩的最强利器,令恒星在数亿甚至数百亿的光辉岁月后方才黯淡归隐,而不是才刚出生便在引力塌缩中死去。
核聚变的波动性主要表现在库仑力与强相互作用力的力量对抗的波动性,核子平均质量和结合能的波动变化是波动性的直观表现。
氘原子(2D)由1个质子和1个中子组成,它的原子核质量总是小于1个自由的质子+1个自由中子的质量。不只是氘原子这样,已知所有元素的原子核都是如此。原子核的这部分质量亏损是核子被库仑力和强相互作用力相互制衡时被“征用”损耗的物质,作为补偿,核子将获得两种制衡力赋予的能量,这部分由损耗物质换来的能量并定义为“结合能”,结合能除以核子数量称为“核子平均结合能”。与“核子平均结合能”对应的是“核子平均质量”,即原子核质量与核子数量的比值。
元素周期表中,平均结合能与核子平均质量均表现出波动形状的变化……