超新星爆发 中子星 黑洞 引力波

作者：陶东海

日期：2021.10

主题：引力波是什么

内容：超新星爆发过程，中子星属性，黑洞产生、演化与归宿，大天体剧烈运动中引力波的产生机制及引力波的实质。

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《超新星爆发 中子星 黑洞 引力波》

在浏览科普中国关于中子星词条时，其介绍的中子星是在没有暗粒子的引力理论基础上，推断出来的带有猜测性描述。特别将中子星描述成了含杂质的分层结构的有壳星体，觉得这样的描述反直觉。故产生了一想法，试着在有暗粒子参与的宇宙新模型下，重新“认识”超新星爆发、中子星、黑洞、引力波等天体演化现象。是否合理，仅供参考。

①超新星爆发

较大恒星内部核聚变，由氢元素一路聚变到铁元素时，铁元素聚变吸能，恒星核反应区失去了辐射光子光压对星体外层物质的支撑，出现中心压强下降的糟糕环境。此时，核反应区热平衡已被打破，出现向内坍塌的内爆事故。

恒星天坑里及外围的暗粒子，将电子、质子等离子体从星体的外层推向星体的中心区。因电子比起其它物质粒子体小质轻，被最先高速推入。沿路被暗粒子推送加速，电子有足够的动能，直接撞进中心区锰、铁等已生成元素的原子核内，与质子结合成中子。核反应区及核反应区外层已成生成的其它元素，其原子核都被这高能电子击中，质子全都变中子，原子核结构解体，成简并态中子。源源不断的电子袭来，将这些简并态的中子团团围住。

随后赶到的质子、中子等重子，高速冲进恒星中心区，撞向电子层，其高速所携带的动能传递到中心区的电子和中子身上，使电子和中子杂乱的躁动，最终会使这杂乱的躁动旋转起来，形成统一的旋转球体。这球体很像是电子和中子在恒星中心区形成的龙卷风。

重子的冲击越来越多，龙卷风越转越快。电子层的电性能阻挡着质子深入中心区，质子在外层堆积增厚，质子层的出现阻挡了后续中子冲入中心区龙卷风内。在电子层外有质子和中子的混合层，这混合层会随着质子和中子不断的冲击，温度越来越高。其高温高压值达到一定阈值时，触发质子和中子结合在一起发生元素周期表中的最大元素的核聚变反应，生成宇宙里最重的元素。生成的元素堆积成壳，将龙卷风围在其内。

被暗粒子高速推压来的重子，是球外层向球内层聚集的，其聚集密度会随时间进程，有下降趋势，这种趋势形成是球形体的结构和重子数总量的有限性决定的。因重子冲击密度下降而温度随降，在进行了一段宇宙里最重元素聚变后，因降温降压而停止了它的核聚变。此时的温度和压强，可使宇宙里次重元素开始聚变，如此很有规矩地按元素周期表的排列，从重元素到轻元素逐层核反应，直到铁元素的聚变，也没有停止下一步聚变反应的脚步。最后的结果，龙卷风的外层堆积了从最重元素至最轻元素的很有规则的一层一层的元素离子体壳层。此时的星球，是宇宙里最完美的星球，什么元素都有，排列得非常规整。

恒星外围的暗粒子推压，会在更大天区的暗粒子向恒星处扩散，很快在恒星周围达到平衡，压强平衡的暗粒子失去了对星体的推压。此时，储存在不同元素层内的高低温度分层的热能，变成了超新星爆发的爆炸能。瞬间将这宇宙里最完美星球的元素层壳炸飞解体，洒向周围空域。各种实物粒子射线和不同能级的光子射线，随爆炸一起射向四面八方。爆炸时，中心处的龙卷风温度极高，但它是个等温等压的龙卷风体。正因这龙卷风体内没有分层的温差和分层的压力差结构存在，没有条件也没有机会爆炸解体自身。爆炸后，暗粒子的均匀围压使得温度极高的旋转着电子和中子混合体得以保存。

②中子星

随着外层元素壳炸飞解体，电子间的排斥力和龙卷风的离心力，使相对体小质轻的电子被甩出中子群体，电子飞向四周散去。至此，纯中子星形成。

暗粒子在外围撞击推压，保障了中子星不解体。高速旋转的中子星会将星体旋转成一个中心空洞的、偏偏的、像体育器具铁饼状的松散的旋转星体。十几分钟后，铁饼状中子星其中子衰变成质子，中子星变成质子星。衰变产生的电子在离心力作用下，甩离星体，在距星体一定距离处形成一层与铁饼状质子星一样的电子层外壳。电子层外壳在离心力、电磁感应力和库仑力共同作用下，被质子星拖着做差速旋转。

铁饼状质子星内质子同性电荷排斥，会使星体变胖一些。带电质子的整体旋转形成定向电流，质子星成了一个恒星级的巨大磁星，向外发送高能电磁波。因电磁波次波相干涉作用下，导致电磁波能形成规则排列的泊松斑，有规律地排列在旋转质子星的赤道面上，并随质子星一起旋转，泊松斑扫过之处就成了那里接收到的脉冲信号。

星体的旋转与暗粒子碰撞会损失动能、星体向外辐射电磁波能量（动能转化而来）、外壳层电子与光子能量交换，光子会带走能量。这三种方式的能量损失，会使高温质子星快速降温。

③黑洞

比形成中子星更大的恒星体，在演化到有各种元素排列着的宇宙里最完美的星球时，恒星外围的暗粒子推压没有停止。没有停止的原因是，大恒星在内爆生成中子星时，因核反应区大，内爆形成的收缩空间大，致使恒星外围的暗粒子推压本应在生成中子星时应达到平衡而不能，推压继续。这一额外的推压施加，使中心处龙卷风中的简并态电子和中子的物质态最大能承受的压强阈值被突破。电子中子被压碎，由物质形态变成能量形态，并向中心点无限量堆聚。这是恒星内部的再次内爆。在外围暗粒子围压下，内爆出现的无压空间，使壳层元素全部冲向中心点，整个恒星瞬间能量化，能量向中心点无限堆聚。

能量堆聚点的形成，也是能量量子化的开始，无限多的高能光子从堆聚点喷涌而出，瞬间在堆聚点周围形成光子球。光子球的外层溢散光子被暗粒子撞击加速，在球面上形成光子漫射层。漫射层光子的逃逸与暗粒子挤压碰撞，形成相互楔套的天坑。天坑的导流作用使漫射光子成束，成束的光子沿天坑法线方向射向宇宙深处。至此，黑洞形成。高能光子流射向宇宙，但不会有实物粒子的射线形成。

沿黑洞天坑底部向上，暗粒子分布密度越来越密，也越来越均匀，越来越均匀的暗粒子对光线在其中穿行的弯曲程度越来越低。低到有个特定的层面光线不再弯曲转向黑洞一侧，而是走在这层面的切线上离开黑洞。这一层面就是黑洞的视界界面。射进视界界面的光线，不会一直在黑洞天坑内走测地线绕黑洞打转。在黑洞的视界界面里光线圈圈转多了，头部因“熔化”，光线线段转一圈短一节，最后会彻底熔化散架，变由一个一个的漫射光子。这些漫射光子最后还会被天坑导流到新的光束中，射出黑洞。

黑洞的视觉大小，可以视界界面来划定。黑洞的质量集中在能量堆聚点及围绕堆聚点的光子球里，由每粒光子的质量累积而成。黑洞不黑，中心处的光子球是宇宙里最明亮之所。

黑洞唯一的“工作”是吞噬附近天区的物质，维护加强它的天坑存在，有天坑就能维持它的吞噬能力。当天区内的物质吞噬殆尽，中心区堆聚点能量量子化的进程速度，决定了黑洞存续的时长。在最后一勺能量量子化完成，这个曾经非常恐怖的巨大怪兽，随它的最后一粒光子烟消云散在浩瀚的宇宙里。

④引力波

静止在暗粒子海洋里的实物粒子，被暗粒子碰撞频度随其体积大小，有个固定的平均值。实物粒子运动起来，其被撞频度会增加，能量界施加在实物粒子身上的动能，因被暗粒子撞击频度增加，将动能交换给暗粒子，暗粒子获增的动能会在暗粒子相互之间的碰撞中，传播开去。实物粒子动能损失后在暗粒子间传播，这一能量在暗粒子海洋里以波动方式的传播行为，就是实物粒子运动所产生的引力波。在没有暗粒子的宇宙模型里，真空传能是不可能的，只能造词造概念——时空涟漪而传能。

微观粒子运动在暗能之海击起的涟漪太微弱，要在宏观上测量到这一涟漪，必须是大质量天体的剧烈运动，才有可观测到。

超新星爆发、中子星合并、中子星黑洞合并、黑洞黑洞合并所击起暗能之海中的大涟漪才有被测量的机会。大星体剧烈运动产生可测量的引力波，产生形式不多。在压力动态平衡的暗粒子海洋里，瞬间制造出大的无压空间，让暗粒子高速涌入、在中心处互撞、形成反弹的冲击波是不二选择。两个大质量天体缠绕，高速互旋行为产生的引力波，可能还没有足够精度的仪器能测量到。天体在引力下的星系运行所产生的引力波，更是微弱，很难测量到。

中子星合并产生引力波过程及观测结果，在《中子星合并引力波和光子流时差分析》一文中已描述，这里不再重复。下面分析中子星黑洞合并、黑洞黑洞合并过程中，应出现的可观测状况。

中子星黑洞合并前，它们能相互靠近的力量，应该是黑洞发出的光子辐射到中子星，途中抽能赋予中子星外壳层电子，形成引力（见《引力》一文的解释），和黑洞天坑内暗粒子密度稀薄状态，光子对其中运动物体产生的压强差别效应。压强差别，这一概念需稍加解释。因光子的动能在能量界不显现，它撞击物体，其动能转化为物体内能而升温，没有阻止物体运动的能力（只有微量的光压）。但光子对等大的暗粒子有动能动量作用，与暗粒子相撞整体表现出压强。光子动能和压强在实物粒子与暗粒子之间表现出了差别性。随着天坑内光子密度增加，在其中运动的物体受到的暗粒子阻力逐渐变小，表现出受力加速的引力效果。这两方面合力下，中子星被黑洞捕获，有可能绕转，我们这里只说加速冲向黑洞中心。

中子星的外壳电子和体内质子，因前进方向上暗粒子密度变低，对其压强由大变小，在同性电荷的库仑力作用下，外层电子、质子会加快前进步伐。铁饼状的星体长出了锥尖体，出现被强力吸引而撕裂的视觉效果。高速冲向黑洞中心区的光子球，整个星体撞坍在光子球球面上。星体物质态瞬间解体能量化。在光子球球面上新增的能量堆聚点，喷涌出源源不断的光子。与黑洞原能量堆聚点一起，将光子球进行了与中子星体量相适应的扩大。随接，黑洞天坑有相应的增大，辐射光子能力增强。光子球对光子没有阻力，但对物质粒子和暗粒子有坚不可摧的刚性。单光子对物质的微弱光压，在光子球球面上形成了累积的刚性效果。

中子星在光子球球面上撞毁，留下无压空间，被推压星体而来的暗粒子超光速冲入，极速冲入的暗粒子在光子球球面反弹，反弹的冲击波呈喇叭形朝中子星冲入的反方向宇宙里传播开去。这种带有定向性的限域引力波，加大了观测难度。这种合并，没有实物粒子能逃脱细密暗粒子的围压。随接的黑洞光子辐射增强，掩没在原有的黑洞辐射里，而不易被分别出来。

黑洞黑洞合并，它们靠近的力量是天坑内光子的压强差别效应。合并过程没有星体消失留下无压空间情况发生。引力波形成原因，是两黑洞中心区的光子球无阻滞的重叠在一起，使原有的两个光子球所占有（排空）暗粒子空间，因快速重叠，瞬间减少了一个光子球所占居的空间，黑洞外围暗粒子才有机会高速冲入黑洞去填补，在重叠的光子球球面反弹，形成冲击波。这类引力波没有定向性，是全宇宙传播的。除了引力波，没有实物粒子射线可被观测。其光子辐射增量，混合在原有辐射里，很难分别出来。

引力波能量传播以暗粒子为介质，暗粒子以推涌方式全宇宙传播，能量稀释速度极快。暗粒子的推涌波峰，在引力波形成时密度极高，波峰较薄，传播至附近天体时，天体的原子瞬时被压扁一些，核外电子被压向原子核。这种推压力量逐层并光速向天体内部推进，波峰离开天体，这种逐层推压产生的原子位移，会使天体在没有表现出惯性机会情况下，整体性微量位移。如果引力波波峰动能足够强，可能会将天体的电子逐层压进原子核，使天体逐层坍缩而熔毁。

⑤引力波波速

麦克斯韦笔下推导出的电磁传播速度是真空电容率与真空磁导率乘积开方的倒数，公式中代入实测的真空磁导率数值，计算出电磁波波速与实测的光速十分接近，就得出光是电磁波的结论，并一直指引着光波理论的发展直到现在。但光不是波，更不是电磁波，它是粒子。不要根据两者速度一致，就认为是一类。现在引力波也加入了，三者同速。不至于就认为三者都是电磁波吧。

三者同速，是巧合，还是天意？三者传播的都是能量，都有一个共同的“真空”为前提。在没有暗粒子的宇宙模型里，要解释三者为什么同速，确实有些难度。但在有暗粒子的宇宙新模型下，三者同速很自然也必然。它们共同的前提“真空”，这“真空”所指，就是暗粒子赋予三者同一运动性能的舞台。引力波速度，由暗粒子这介质的弹性模量和密度决定；光束速度，在单光子速度由暗粒子赋予，单光子速度与单暗粒子无异情况下，由单光子组成的光束，在暗粒子海洋里穿行，不就是暗粒子群结成一条线在自己的海洋里做穿行是一个理吗？其速度当然是由暗粒子这介质的弹性模量和密度决定；电磁波波速说清楚其光速要绕一些，电磁波看似不需要介质传播，其实不然。麦克斯韦推导的电磁波波速，与真空电容率和真空磁导率有关，这两项定值常数，不是一无所有的真空间赋予的性能值。离开地面的暗粒子环境，换到高轨卫星上或月球上，测量真空磁导率看看，一定不等于地球表面的数值，一定会随暗粒子密度不同而不同。电磁波波速，仍然由暗粒子这介质的弹性模量和密度决定。三者速度决定者是同一位（暗粒子），必然同速。

光速在不同的暗粒子密度里速度不同，广义相对论硬将速度变化说成是时间膨胀，让速度恒定。到底是速度在变，还是时间在变，是个让人头大的问题。现在，可去测量不同暗粒子密度里磁导率，用测到的数值，证明各处“真空”属性存在不同，从而证明电磁波、光速、引力波在不同的“真空”环境里，速度可变。这种测量，也是直接测量了暗粒子密度分布下的属性差异，从而证明了暗粒子的存在。