天體演化概論

天體演化概論-出版內容簡介

本書根據系統相對論──主要以一個典型天體的產生發展到消亡的過程為主線，簡要闡述了天體，星系的起源，結構和演化，進而描繪出一個穩態、和諧、統一的宇宙圖景。

天體演化概論-作者介紹

劉泰祥

高級工程師

系統相對論創始人。

籍貫中國山東萊蕪。

于2010年創立系統相對論。

獨立撰寫的《系統相對論》一書先後在香港、中國大陸和美國出版。

近年來在國內外刊物發表相關論文30餘篇。

天體演化概論-序

前 言

自古以來，人們就一直未停止過對各種天體、太陽系、銀河系乃至整個宇宙的探索，逐步認識到地球是球形的、地球圍繞太陽運行、太陽系是演化的，建立銀河系和行星概念，乃至天體物理學和現代宇宙學的開創與發展。每次認識上的重大進步，無不讓人們為之歡欣鼓舞。

然而直到今天，我們對太陽系起源的認識，以及各種天體乃至整個宇宙的結構、演化與運行的理論，絕大多數還處於假說、猜測與長久的爭論之中。我們不得不面對這樣一個尷尬的現實：對天體和宇宙的探索我們還處在初級探索階段。縱觀人類探索宇宙的歷程，可以說人們為此已經竭盡全力，為什麼得到的卻是事與願違的結果呢？

首先，縱觀人類認識自然界的過程，不難發現，人類認識自然界，既不是從微觀粒子開始的，也不是從宇觀的天體、星系開始的，而是從宏觀的身邊事物開始的，而後才開始向小尺度的微觀和大尺度的宇觀延伸。

系統相對論認為，質量和電荷都是從相互作用匯出的概念，它們都源於人們對萬有引力和庫侖力的體驗，將這種宏觀體驗與對宏觀現象的視覺觀察相結合，找出相互作用與運動的關係，於是創立了牛頓力學和電磁理論。由於這些理論都建立在宏觀的體驗與觀察基礎之上，故稱之為宏觀物理學。

然而，我們從宏觀所看到的物質性質是由物質微觀層面上的性質所決定的。換言之，質量和電荷的性質可以從物質的微觀性質推導出來。由此可見，質量和電荷的基本性是令人懷疑的。因此，我們在將這些宏觀概念推廣到宇觀（或微觀）的時候，要特別慎重，否則會將我們引入歧途。

其次，如果說，宏觀體檢與宏觀觀察相結合就可以得到一個有效的宏觀理論的話（牛頓力學和麥克斯韋電磁理論在宏觀領域的成功已經證明瞭這一點），那麼，我們已經建立的宇觀領域（和微觀領域）的理論就值得商榷了。這是因為，這些宇觀領域的理論並非宇觀體驗與宇觀觀察相結合的產物，而是宏觀體驗（即依託宏觀概念）與宇觀觀察相結合的產物。然而，宇觀（或微觀）環境與宏觀環境是不同的，如果我們身臨其境會有完全不同的體驗。因此，我們已經建立起來的宇觀領域的理論（包括天文學方面的一些理論和宇宙學方面的理論）逐漸陷入更加艱難的困境之中，也就不足為奇了。

令人遺憾的是，為了擺脫困境，許多科學家還在不遺餘力地對現有理論進行一些「枝葉」上的修補。由於問題的根源在於宏觀概念的直接引入（即理論的根基──基本概念──存在問題），雖然對這些理論修正的努力可以解決一些燃眉之急的問題，但不可避免地會帶來一些新的問題和矛盾，故不可能從根本上解決問題。

再次，我們的一切體驗都依賴於我們的感官，而我們的感官是經長期進化與地表環境相適應的產物。既然感官是與環境相適應的產物，那麼它就不可能超越環境，而是與所處環境相協調的一種特設。

一方面，相對浩渺而複雜的整個宇宙，地表環境是極其微小的和極為特殊的一種環境。在這種特殊環境中形成的感官，也只能感受到地表環境所呈現出的某些特殊的物質性質。換言之，我們的感官只能感受到物質在宏觀層面上的部分側面的性質而已。顯然，這些感受到的物質性質與物質的本性相比，還遠不在一個層次上。

二方面，特定的活動方式和競爭關係，也決定著感官的局限性。如果我們的眼睛具有跟鷹眼一樣的功能，那麼我們的世界將不存在色彩，而是一個黑白世界。也就是說，在物質的性質中，我們要去掉「顏色」這一項。還有，我們的感官是在環境的差別刺激下而產生和強化的。因此對於那些無處不在的背景物質（如充滿整個空間和物體內部的超流體物質），我們也是無法看到和感知的，如同水中的微生物感覺不到水的存在一樣。

如上所述，由於感官的局限性，導致我們的宏觀經驗被推廣到宇觀（或微觀）過程中必然存在偏差。換言之，我們戴著宏觀經驗這幅眼鏡，看到的宇觀（或微觀）現象，既有圖像上的扭曲，也存在認識上的曲解。

這些思考是系統相對論核心思想的一部分，也是系統相對論理論的出發點和立足點，但不是本書要直接討論的內容。根據系統相對論，本書主要以一個典型天體的產生、發展到消亡為主線，對天體、星系的起源、結構和演化等進行簡要闡述。

由於本書涉及系統相對論中的一些概念，建議讀者參考《系統相對論》一書閱讀，《系統相對論》書籍出版情況見附錄三；另外，該書的第二版（科學技術文獻出版社）在我的博客有轉載，博客網址：http://blog.sina.com.cn/ltxsr，歡迎讀者參閱。由於時間、知識所限，難免存在一些錯誤，敬請讀者批評指正。

本書主要描述了從超流體物質產生的宇宙之磚（系統相對論稱之為cn粒子），經原始星雲、恆星、白矮星、中子星，最終演化為由宇宙之磚構成的宇宙中最大的單粒子體──超核（俗稱黑洞），並在黑洞大爆炸中宇宙之磚又回歸超流體物質的過程，這更像是一次宇宙探秘之旅。

倘如此，前文所述就是這次探秘之旅的「遊覽須知」。好了，現在請戴上系統相對論這副眼鏡，開始我們的宇宙探秘之旅吧。

劉泰祥

2015年6月 於新加坡

天體演化概論-目錄

前 言

第一部分 太陽系

第1章 太陽系起源

1.1 原始星雲渦的產生

1.2 太陽的產生與原始星雲渦結構演化

1.3 星雲子渦的產生與行星的產生

1.4 太陽系的形成與二體系統的建立

1.5 奧爾特雲的成因

1.6 宇宙塵埃消失事件

第2章 太陽系結構與行星狀態

2.1 提丟斯-波得定則的起因

2.2 行星公轉起源及其參照系設置問題

2.3 水星進動與水內行星問題

2.4 行星自轉傾角的成因

2.5 行星內部的渦運動及其自轉效應

第3章 行星大碰撞猜想

3.1 太陽系現狀及其研究進展

3.2 行星大碰撞猜想

3.3 大碰撞對火星的影響

3.4 大碰撞對地球的影響

第4章 太陽系的演化

4.1 天體內部結構的形成過程

4.2 地球結構模型與演化機制

4.3 太陽結構模型與太陽黑子成因

4.4 地球的歸宿

4.5 恆星大爆炸

第二部分 從白矮星到黑洞

第5章 白矮星與脈動白矮星

5.1 紅巨星與白矮星的形成

5.2 雙（三）星系統的形成及其歸宿

5.3 白矮星的結構與演化

5.4 脈動白矮星的演化

第6章 中子星與脈衝星

6.1 藍巨星與中子星的形成

6.2 中子星的結構與狀態

6.3 中子星的演化

6.4 脈衝星的演化與超新星爆發

第7章 黑洞與銀河系的形成

7.1 超新星的演化與黑洞的形成

7.2 銀環的形成原理

7.3 銀臂的形成原理

7.4 對黑洞性質的考查

7.5 對暗物質的考查

第8章 黑洞演化與物質大循環

8.1 超核的成長

8.2 黑洞光圈──一幅縮略的宇宙全景圖

8.3 黑洞大爆炸與銀河系的歸宿

8.4 物質大循環原理

第三部分 穩態宇宙

第9章 對大爆炸宇宙學的考查

9.1 「奇點」問題

9.2 對宇宙譜線紅移的考查

9.3 對宇宙微波背景輻射的考查

第10章 暗能量與引力場

10.1 質量起源與中性場的產生

10.2 引力場的形成原理

10.3 引力場的引力性質和斥力性質

10.4 引力場域的引力區和斥力區

10.5 質量方程與四種基本力的統一

第11章 時間與空間

11.1 空間

11.2 時間

11.3 對四維時空的考查

11.4 對額外維空間的考查

第12章 宇宙的層級與結構

12.1 宇宙之磚和宇宙的層級

12.2 宇宙的結構

12.3 宇宙運行原理與穩態宇宙圖景

後 記

附錄一：天體演化一覽

附錄二：微觀粒子形成原理一覽

附錄三：相關書籍和論文一覽

參考文獻