原始火球結構模型研究論文

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筆者認為，宇宙起源于超高溫、超高密度的原始火球的大爆炸。原始火球主宰了宇宙天體的起源，產生宇宙的原始火球有磁孔、磁結及黑子。磁孔、磁結及黑子是宇宙天體的胚胎。原始火球分層次、分規模、分先后的大爆炸產生了我們這個至今還在以對數螺線形方式加速膨脹的宇宙。而以磁孔、磁結及黑子作為星云物質的聚集中心，又同樣是以對數螺線形方式收縮，形成了宇宙中各個層次上的宇宙天體。天體運行軌道的大小和時間的對數螺線關系，就是我們這個宇宙的時空結構。這是對數螺線的幾何性質，可以解釋人類為什么向任意方向觀察，宇宙都在加速膨脹。

那么，原始火球的結構怎樣？由它爆炸產生的宇宙是怎樣以對數螺線形方式加速膨脹的呢？

一、原始火球的超級恒星結構模型

1、原始火球的恒星結構模型

筆者認為原始火球有類似太陽的結構，是宇宙中的第一個、第0級唯一超級特大恒星。它包括內核、輻射區、殼層結構（對流區、光球、色球）、日冕等部分，其活動規律與太陽相似。

2、原始火球的大爆炸類型

由于筆者假定原始火球有類似太陽的結構，是第0級超級特大恒星，它和所有的恒星一樣存在周期性超級大爆炸。它有三種爆炸形式，即，有殼周期性大爆炸、拋殼周期性大爆炸和無殼周期性大爆炸。

（1）、原始火球的有殼周期性大爆炸

這個時期的原始火球有類似于太陽的完整恒星結構，但同時又存在周期性大爆炸，此時由于不能拋射原始火球的殼層結構（對流區、光球、色球），這種有完整恒星結構的周期性大爆炸，就叫做原始火球的有殼周期性大爆炸。這時還不能由原始火球對流區黑子形成相對獨立的新的超級恒星。從規模上比原始火球的拋殼周期性大爆炸小。

（2）、原始火球的無殼周期性大爆炸

原始火球的無殼周期性大爆炸是一種介于原始火球的有殼周期性大爆炸和拋殼周期性大爆炸之間的過渡類型。它開始于上一次拋殼大爆炸熄滅后，結束于下一次有殼周期性大爆炸的點火時期，爆炸極不穩定。對原始火球這個時期非常短暫，而對其它恒星，這個時期相對較長。

（3）、原始火球的拋殼周期性大爆炸

因為原始火球的黑子同樣存在于原始火球殼層結構的對流區。所以，從原始火球的第一次拋殼大爆炸開始，宇宙中便由原始火球的黑子產生出了第一代超級恒星。為了明確表示某代恒星第多少次數的拋殼周期性大爆炸，筆者提出一種“代~次”表示法或叫x~Y表示法來進行表示。

比如用數字0表示原始火球是第0級超級特大恒星，用數字代號0~Y表示由原始火球產生的拋殼大爆炸次數。那么，由原始火球產生的拋殼周期性大爆炸次數可表示為0~1，0~2，0~3，~~~~，0~Y。

到目前為止，在原始火球的拋殼周期性超級大爆炸0-Y表示法中的Y，已經是一個非常巨大的數字，以它為中心形成了我們這個至今還在加速膨脹的宇宙。

一般來說，第一代恒星還要發生很多次數的拋殼周期性大爆炸，這樣形成第二代恒星。用“代~次”表示法表示成1~1，1~2，1~3，~~~~，1~Y。

同樣，第2代恒星也要產生拋殼周期性大爆炸，用“代~次”表示法表示可表示為，2~1，2~2，2~3，~~~~~，2~Y，如此等等，依次類推。

一般說來，我們人類目前觀測到的第x代恒星在形成超星系團或星系時，Y=1時的情況最多，而Y>1時的情況較少。所以，第x代恒星形成的超星系團、星系或行星系統可表示為{x、Y：x~Y，Y≥1}。如果Y=0，則表示第x代恒星還沒有發生拋殼周期性大爆炸。

以太陽系為例，用代-次表示法，可表示為{x、Y：x~Y，Y=1}。前一個x表示太陽是第幾代恒星，而Y表示太陽發生的第幾次拋殼周期性大爆炸。根據筆者的研究，太陽系的行星系統是在一次拋殼大爆炸中形成的。但是，太陽還發生過多次有殼周期性大爆炸，只是其規模比太陽的拋殼大爆炸小得多。

二、宇宙的時空結構

1、第x+1代天體（恒星或行星）與第x代恒星之間的時空距離規律

（1）、在第x代恒星周圍怎樣形成螺旋形的第x+1代天體的旋臂

當x≥1時，第x代恒星就開始有了自轉，當Y≥1時，第x代恒星就開始發生拋殼大爆炸。

但是，我們人類目前觀測到的第x代恒星，在宇宙起源過程中，基本上屬于最后幾代恒星，大多數只發生了一次拋殼大爆炸，因此，形成螺旋形旋臂者數量最多。

在第x代恒星殼層結構的南北半球各自都有與赤道形成一定角度的線狀分布的黑子群。而且常常是在第x代恒星殼層結構的對流區，上一周期的黑子群還沒有消失時，下一周期的黑子群又產生出來了。所以，在第x代恒星的殼層結構的南北半球有兩條或兩條以上的線狀分布的黑子群?？梢哉f，這就是第x代恒星周圍形成螺旋形的第x+1代天體旋臂的胚胎。

當第x代恒星進行拋殼大爆炸時，被拋出的第x代恒星對流區的磁孔、磁結及黑子便以大黑子為中心，在第x代恒星周圍形成兩條或兩條以上的巨大的螺旋形旋臂。

在螺旋形旋臂中的磁孔、磁結及黑子都可以將彌漫的星云物質聚集起來，形成第x+1代天體。

（2）、第x+1代天體螺旋形旋臂的軌道膨脹與收縮公式

設第x代恒星第1次拋殼大爆炸之前的恒星質量為M0，第x代恒星的質量衰減后為M=M0e-λt，λ是待定常數，t表示時間。當第x代恒星進行第X~Y次大爆炸時，把第x+1代天體的相關常數代入第x代恒星的中心力場中的比耐公式，得到第x+1代天體（恒星或行星）與第x代恒星的軌道方程為

r=h²/[k²+(Ah²/k²)cosθ]，

k²=GM0e-λt。

其中的常數待定。這個公式表明第x+1代天體（恒星或行星）的軌道大小隨著時間的推移而不斷變大（膨脹），這就是“宇宙的時空膨脹方程（公式）”，或叫“軌道漂移方程（公式）”。

哈勃定律實際上就是“宇宙的時空膨脹方程”的特殊形式。比如取cosθ=0，方程兩邊對時間t求微商得v=dr/dt=λr，這就是星系的退行速度與距離成正比的哈勃定律。但是，在嚴格的求解過程中，哈勃定律不成立。

由提丟斯—彼德定律指出的太陽系內的行星分距離公式布r=0.4+0.3×2n,n取-∞,0,1,2,3,4,5,6,7.（取天文單位）。實際上就是太陽系內的行星分布在太陽周圍的時空公式.它也是“宇宙的時空膨脹方程”的特殊形式。這決定于太陽的拋殼大爆炸的規模和各常數的具體取值。經筆者化簡后，形式上完全與提丟斯—彼德定律公式的形式完全相同。

當星云物質以第x代恒星為中心重新集積時或以磁孔、磁結及黑子為中心將星云物質聚集形成第x+1代天體時，由于它們的質量和引力隨時間呈指數形式不斷增大，即第x代恒星和第x+1代天體的質量都將以M=M0eλt方式增加，其中λ前面取正號。第x+1代天體的運行軌道將按變質量的比耐公式r=h²/[k²+(Ah²/k²)cosθ]，k²=GM0eλt。

隨時間的變化呈螺線形收縮。所以，這又是“宇宙的時空收縮方程（公式）”。

總之，比耐公式r=h²/[k²+(Ah²/k²)cosθ]，或比耐方程h²u²(d²u/dθ²+u)=-F/m是一條軌道大小為r隨時間t變化的函數關系式，是宇宙天體（恒星或行星等）的“軌道膨脹或收縮公式”。以它為基礎形成宇宙的時空結構。

三、恒星系統的形成

超級恒星系統（星系團、星系）的形成決定于拋殼恒星的質量大小，它決定于第幾代恒星的第多少次拋殼周期性大爆炸。超級恒星系統的形態結構決定于拋殼恒星的代數x，自轉周期T1，恒星殼層結構的形成周期T2，黑子形成周期T3，拋殼周期T4的大小。其時空軌道表現出時空對數螺線性膨脹與收縮的特性。

在第x代恒星南北半球的對流區各出現的一條或幾條長線狀分布的黑子群，它是下一代恒星或行星系統的胚胎。

在第x代恒星的拋殼大爆炸中，一般都能在第x代恒星的周圍形成第x+1代天體的兩條或兩條以上的旋臂。但是，如果第x代恒星南北半球的對流區沒有線狀分布的黑子群，那么，在第x代恒星的周圍一般說來不能形成旋臂。

1、第x+1代天體的形成規則

以太陽系的形成為例：

（1）、規則一

靠太陽赤道越近的黑子，太陽爆炸后，由黑子形成的行星離太陽越遠。反之，則近。

這是因為太陽在自轉，越靠近太陽赤道，太陽黑子的角速度和線速度越來越大，因此，當太陽爆炸后離太陽中心距離越遠。

太陽北半球與南半球的其中一對前導黑子與后隨黑子分別形成了一組行星：海王星和天王星，而另一對前導黑子與后隨黑子分別形成了一組行星，即土星和木星。而其它在太陽上的在蝴蝶圖中呈一定角度分散分布的黑子依次形成了火星、地球、金星、水星。而冥王星和太陽系的第十大行星sedna比較特殊，很可能是由最靠近太陽赤道的隱形大黑子形成的，所以離太陽最遠。

由于前導黑子與后隨黑子周圍形成了一個黑子群，并且有大量的磁孔與磁結，所以在前導黑子與后隨黑子形成大行星的同時，在它們的周圍也形成了由黑子形成了衛星和由磁孔與磁結形成的大行星的星云盤。

（2）、規則二

由于下進上出，磁孔或磁結或黑子密度較小，被太陽拋出距離較大，因而形成太陽系邊緣的奧爾特云和彗星。

由于上進下出磁孔或磁結或黑子密度較大，被太陽拋出距離較小，因而形成太陽系內火星與木星之間的小行星，形成小行星帶。

但是，規則一與規則二是相互作用的，它們有一定沖突，所以，這使太陽系行星系統軌道的大小和形狀的形成在它們相互作用中形成，情況比較復雜，變數較多。

應該注意的是太陽系的大行星密度是變化的，原來黑子密度小，可能因為密度小的黑子在集積過程中因為集聚了其它密度大的磁孔、磁結或黑子，而形成行星時，結果其本身的密度變大。反之，原來黑子密度大的黑子可能集聚了其它密度小的磁孔、磁結或黑子而密度變小?？梢哉f行星帶和奧爾特云及彗星就是改變大行星密度的重要的影響因素。

（3）、規則三

太陽爆炸時各黑子由繞極軸旋轉運動變成繞太陽中心的公轉速度由外向內依次增大。

在這個變化過程中，根據行星的向心力由萬有引力提供可知，GMm/r²=mv²/r，得v=(GM/r)½，所以，當太陽爆炸時各黑子由繞極軸旋轉運動變成繞太陽中心的旋轉運動時，離太陽赤道越遠的黑子，形成行星時的軌道半徑小，公轉速度大。反之，離太陽赤道越近的黑子，形成行星時的軌道半徑大，公轉速度小。所以，太陽系內的行星系統由外向內公轉速度依次增大。

（4）、規則四

由黑子形成行星，由于黑子在太陽對流區上表面和下表面旋轉方向相反，但是，黑子在太陽對流區下表面旋轉方向不穩定，磁孔、磁結情況類似，主要是受太陽輻射區的影響，輻射區巨大的離子動能對太陽對流區磁孔、磁結或黑子下表面的旋轉運動有一定的抵消作用所造成。磁孔、磁結在太陽上的頻繁變化就說明這個問題。所以黑子在太陽對流區的旋轉方向主要決定于太陽對流區的上表面的黑子的旋轉方向，這同時決定黑子形成行星的自轉方向。

行星的自轉方向是電磁學規律所決定的。

太陽磁場可以與太陽對流區的磁孔、磁結及黑子相互作用。當太陽的拋殼大爆炸使它們脫離太陽而進行軌道膨脹的時候，所有太陽系的行星，包括其衛星都會向同一方向自轉，即自西向東轉動，這決定于爆炸的太陽在擴大后的內部磁場方向的影響。

當然，不排除太陽系中的偶然事件改變行星自轉方向的例子。比如金星的自轉方向就是自東向西轉動，雖然非常返慢。

（5）、規則五

行星的公轉軌道可以膨脹和收縮。當太陽因為爆炸質量變小時，各行星軌道膨脹。

當太陽重新吸引那些因為自身爆炸而產生出的星云物質時，質量逐漸增大，各行星軌道收縮。

太陽系內磁孔、磁結及黑子在集積形成行星、彗星、隕石等的時候質量會逐漸增大，所以，大行星周圍的衛星和星云盤的軌道，會因為大行星質量的逐漸變大而收縮。

（6）、規則六

太陽上南北半球的黑子形成了兩條或兩條以上的線形分布區，它們均與太陽赤道形成了一定的角度。它們在太陽的拋殼大爆炸中形成自然地形成了兩條或兩條以上的螺旋形旋臂，就象兩盤或兩盤以上的螺旋形的蚊香。由于它們的螺旋形旋臂在形狀和大小上的差異，所以在圍繞太陽公轉的過程中彼此相交，它們的交點就是大型黑子集聚的地方，這使太陽系的大行星的分布主要出現在這些交點上。顯然，它們在太陽的徑向方向依次出現的軌道大小呈對數螺旋方式變化，這樣就產生了太陽系行星分布的提丟斯——彼得定律。

（7）、規則七

太陽除了發生拋殼大爆炸以外，還要發生有殼周期性大爆炸。它直接改變太陽行星系統的面貌，使地球上的生物產生災變性的后果。

比如發生在幾百萬年前的一次有殼周期性大爆炸，造成了地球上的恐龍的滅絕。 

在這次太陽的有殼周期性大爆炸中，地表溫度可能已經達到2000C以上了，不論陸地上還是天上的恐龍，由于軀體巨大，無法躲避在地球的陰涼處，導致嚴重燒傷和酷暑，相繼在幾天之內全部死亡。而恐龍蛋也因為太陽暴曬而失去生命。

由于地球上2000C以上的高溫，直接導致森林火災和颶風、暴雨、山洪與泥石流，它比其它任何時候都強烈，它使恐龍與恐龍蛋的一部分被泥石流淹沒而形成化石。

唯有小型恐龍，或生活在水里的恐龍的近親——鱷魚，逃過了劫難。小型恐龍以后演變成了地球上的其它生物。而其。動植物由于體形較小，容易在短時間內在相對陰涼處躲過劫難，但是，仍然有各種動植物大量死亡，甚至滅絕。

在太陽的有殼周期性大爆炸中，太陽系部分行星改變了運行軌道，甚至發生碰撞。有的落在地球上，產生巨大爆炸，頃刻濃煙四起，塵土飛揚，山蹦地裂，颶風熱浪，整個地球被覆蓋上一層次隕石塵土，這就是人們在恐龍滅絕時，在同一地層中找到來自隕石的銥元素。同時，也出現大行星對小行星及星云物質的俘獲現象。地球的衛星——月球有可能就是這樣形成的。

太陽的有殼周期性大爆炸同時導致各大行星發生地質結構變化，形成火山和地震，導致地球大陸飄移。

太陽在這次爆炸中同時導致各大行星磁場反向，這是因為溫差電出現了反轉現象。

太陽在這次爆炸中還導致各大行星自轉軸改變，導致氣候改變，比如火星的氣候變化就與此有關。

1987年美國的宇宙飛船發現各大行星背日面都有一條線形構造，這就是太陽多次小規模爆炸對各大行星產生作用力的合力造成的，即中間凸起兩邊低的一種線狀結構。

太陽在有殼周期性大爆炸后，產熱量明顯下降，所以太陽在經歷每次爆炸后，太陽系各大行星出現冰期。地球地質歷史時期出現的冰期就是太陽的有殼周期性大爆炸之后形成的。

所以，即便恐龍沒有在太陽的有殼周期性大爆炸中被熱死，隕石砸死。那么，它必然在地球上出現的冰期中凍死。

2、第一代恒星的分布

原始火球是第0級超級特大恒星，自轉周期T1=∞，殼層結構的形成周期T2≈0，大黑子的形成周期T3≈0，沒有恒星黑子分布的蝴蝶圖，黑子接近于均勻對稱分布，而拋殼大爆炸周期T4≈0。所以在0~Y拋殼大爆炸中，每次拋殼大爆炸都使第一代恒星的分布接近圓球形，

3、第x+1代恒星的分布

當第x代恒星，x≥1，由于它來源于上一代恒星黑子，所以第x代恒星有自轉。即第x代恒星的自轉周期T1為有限數值。它分以下幾種情況：

當第x代恒星只進

行一次拋殼爆炸時，而形成星系時，因為在第x代恒星南北半球的對流區各出現的一條或幾條長線狀分布的黑子群，所以這樣形成的旋渦星系有至少兩條或兩條以上的旋臂，這樣可以形成棒旋星系、螺旋星系及橢圓星系。

當第x代恒星沒有在南北半球的對流區各出現的一條或幾條長線狀分布的黑子群時發生大爆炸，那么就沒有旋臂形成，這樣就形成不規則星系。

由于宇宙年齡較大，所以我們發現第x代恒星只發生一次大爆炸的恒星數量很多。這使我們容易理解為什么在哈勃研究過的600個星系中，50％是標準的旋渦星系，30%是棒旋星系，17%是橢圓星系，只有3%是不規則星系。

參考文獻

1、王為民，原始火球有黑子的宇宙大爆炸學說，學習方法報，2001，9，16。

2、王為民，中微子——反中微子超旋統一場，學習方法報，2003，5，30。

3、周衍柏，理論力學教程，高等教育出版社，1993，71。

4、王為民，太陽是一顆新星——再論太陽系起源的黑子胚胎假說，學習方法報，2001，8，17。