第七十一节  大爆炸理论

"大爆炸宇宙论"(The Big Bang Theory)认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。 1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特(Georges Lemaître)首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。

现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末，对Ia超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，因为宇宙可能大部分由暗能量组成。

大爆炸开始时:约150亿年前，极小体积，极高密度，极高温度，称为奇点。空间和时间诞生于某种超时空--部分宇宙学家称之为量子真空，其充满着与海森堡不确定性原理相符的量子能量扰动。

大爆炸后0.01秒:约1000亿度，光子、电子、中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。

大爆炸后0.1秒后:约300亿度，中子质子比从1.0下降到0.61。

大爆炸后1秒后:约100亿度，中微子向外逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。

大爆炸后10秒后:约30亿度，核时期，氢、氦类稳定原子核(化学元素)形成。当宇宙冷却到10开尔文以下(约100秒后)，粒子转变不可能发生了。核合成计算指出，重子密度仅占拓扑平宇宙所需物质的2%~5%，强烈暗示了其他物质能量的形式(非重子暗物质和暗能量)充满了宇宙 。

大爆炸后35分钟后:约3亿度，原初核合成过程停止，尚不能形成中性原子。

大爆炸后30万年后:约3000度，化学结合作用使中性原子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。

主要证据

2014年3月17日美国物理学家宣布，首次发现了宇宙原初引力波存在的直接证据。

原初引力波是爱因斯坦于1916年发表的广义相对论中提出的，它是宇宙诞生之初产生的一种时空波动，随着宇宙的演化而被削弱。科学家说，原初引力波如同创世纪大爆炸的"余响"，将可以帮助人们追溯到宇宙创生之初的一段极其短暂的急剧膨胀时期，即所谓"暴涨"。

然而，广义相对论提出近百年来，源于它的其他重要预言如光线的弯曲、水星的近日点进动以及引力红移效应等都被一一被证实，而引力波却始终未被直接探测到，问题就在于其信号极其微弱，技术上很难测量。

美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构物理学家利用架设在南极的BICEP2望远镜，观测宇宙大爆炸的"余烬"-微波背景辐射。微波背景辐射是由弥漫在宇宙空间中的微波背景光子形成的，计算表明，原初引力波作用到微波背景光子，会产生一种叫做B模式的特殊偏振模式，其他形式的扰动，都产生不了这种B模式偏振，因此B模式偏振成为原初引力波的"独特印记"。观测到B模式偏振即意味着引力波的存在。

南极是地球上观测微波背景辐射的最佳地点之一。研究人员在这里发现了比"预想中强烈得多"的B模式偏振信号，随后经过3年多分析，排除了其他可能的来源，确认它就是原初引力波导致的。

2016年年初，美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲引力波天文台(VIRGO)的科学家联合宣布，他们探测到了两个约为30倍太阳质量的黑洞在13亿年前的并合产生的引力波，这一发现被称为"世纪发现"。

大爆炸理论的理论根基是哈勃的伟大发现--星系光谱红移，认为宇宙在膨胀，我们观测到的红移是多方面的原因形成的，真实的宇宙并没有膨胀，宇宙中只有部分区域在膨胀，也有部分区域在缩减。

奇点是不存在的，奇点的物质和能量是从哪里来的？什么时候聚集的？如何聚集的？有聚集才有释放，聚集和释放都是个过程，是个过程就有经历这个过程的时间，所以奇点之前没有时间是不对的，只有释放没有聚集这不符合哲学。

根据大爆炸理论，大爆炸从奇点开始，从0.01秒到0.1秒，经历了0.09秒的时间，温度在0.09秒内从1000亿度降低到100亿度，0.09秒内900亿度的温度变化，0.09秒900亿度的变化速率，体系急剧膨胀，体积的膨胀速率也是一个非常巨大数值，那么我们来看看是谁的体积在膨胀，0.01秒时的物质是光子、电子、中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，也就是说是光子、电子、中微子等物质的体积在膨胀。到0.1秒，这0.09秒内主要是生成质子、中子，这0.09秒是一个合成物质的过程，是一个由光子、电子、中微子等物质转化成质子、中子等物质的过程。

从0.01秒 到0.1秒体积急剧膨胀、温度急剧降低，体积的膨胀就是光子、电子、中微子等物质的迅速远离引起的，而且体积的膨胀速率极高，说明物质的远离速率极高，那么物质的转化只能是一个分解物质的过程。

从0.01秒 到0.1秒物质的转化是从光子、电子、中微子等转化成质子、中子等，物质的转化率极高，这个过程是一个合成物质的过程。合成物质就需要光子、电子、中微子等物质的接触，而且接触的速率极高。

大爆炸理论认为宇宙中的原子都是在0.1秒生成，那么地球上的反射性同位素测定都应该是137亿年才对啊，怎么大多元素只有20---40亿年呢？ 通过同位素的测定可以充分证明大爆炸理论是不正确的。  

物质的生成和体积的膨胀就相互矛盾了。如果体积是迅速膨胀的，那么质子、中子就不可能生成。如果质子、中子生成了，那么体积的迅速膨胀就是不成立的，说明爆炸理论是不正确的。

这不是中国人都知道的“矛与盾的故事”吗？所以说大爆炸理论的最大问题是体积的膨大和物质的生成是自相矛盾的。体积的膨大要求物质之间迅速高速分离，物质的生成要求物质之间迅速高速结合，两者之间自相矛盾。

大爆炸理论的错误根源在于大爆炸理论根基就是错误的，大爆炸理论的理论基础是宇宙红移，具体的讲就是光的红移。宇宙红移是一个综合效应决定的，红移是多种原因造成的，用宇宙红移来确定宇宙膨胀本身就是不对的。我们的宇宙并没有膨胀，更没有加速膨胀，我们的宇宙是相对稳定的，有局部的膨胀，也有局部的缩小，但总体是相对稳定的。

宇宙背景辐射是宇宙中微波光子的道力和磁力波，是宇宙辐射引发的媒介子微波光子的道力和磁力波，在宇宙辐射的作用下，引发了所有媒介子光子都有道力和磁力波，微波光子较大，我们目前的仪器可以测定和测量出来，其它光子不易测定，不过依照目前的技术，应该能够测定出宇宙红外背景辐射。

引力波的发现不能证明大爆炸理论是正确的，因为引力波并不是大爆炸理论论证出来的，发现的引力波并不是大爆炸理论的爆炸余波，引力波与大爆炸理论没有因果关系，所以不能证明大爆炸理论正确与否。不能说大爆炸理论预言了引力波，我们发现了引力波就能证明大爆炸理论是正确的。

138亿年前发生过大爆炸，不能证明宇宙的年龄就是137亿，我们把地球上的陨石的年龄测定一下,一定有300亿400亿年的陨石。

道子宇宙论中的宇宙是由空间系和物质系的组合体。空间系简称为空间，物质系简称为物质，所有的物质都要占据一定的空间即物质空间系，我们称它为宇宙。

宇宙的大小，宇宙中的物质总量是一定的，所以宇宙是有大小的。但是体积是不固定的，有时大有时小，物质由小级别物质向大级别物质转化时体积缩小，物质由大级别物质向小级别物质转化时体积增大。

宇宙的最大体积是宇宙中的所有物质都以最基本粒子---道子形态存在时，宇宙的最小体积是宇宙中的所有物质都以物质的最高形态---星球存在时，当然根据哲学理论这两种情况都不存在，是两个方向的极限，所以宇宙体积是在这两个值中间波动，当大级别物质向小级别物质转化占主导时，宇宙的体积增大，（这时就表现红移）。当小级别物质向大级别物质转化占主导时，宇宙的体积就缩小，（这时就表现紫移）。

当宇宙的局部，大级别物质向小级别物质转化占主导时，就会出现宇宙的局部体积增大（红移）。当宇宙的局部，小级别物质向大级别物质转化占主导时，就会出现宇宙的局部体积缩小（紫移）。宇宙的大小是波动的，是不确定的，但总体表现稳恒态。

宇宙中充满着物质，物质的总量是不变的，物质是永恒存在的，物质间存在着各种相互作用，物质是不灭的，既不能创生也不能消灭，只能从一种形态转变成另一种形态。宇宙的物质分布是不均匀的，只有当宇宙的所有物质都以最基本粒子----道子形式存在时，物质的分布才是均匀的，但这种情况不存在，所以宇宙中物质分布是不均匀的。

宇宙的能量，能量是人们对物质运动的描述形式，物质都是运动的，所有的物质都有能量，能量既不能创生也不能消灭，只能从一种形式转变为另一种形式。由于物质的分布不均匀，所以能量的分布也是不均匀的，物质密度大的区域能量密度就大，宇宙背景辐射仅仅表现的是宇宙中电磁波等类型物质能量的分布情况，并不是宇宙中所有物质能量的分布情况。

宇宙至少有一个，可以有多个，如果存在多个宇宙，宇宙之间是相互独立存在的，相互之间没有任何关系，也不能相互联系，不能进行任何物质交换和能量交换，以及信息传递。

宇宙没有年龄，宇宙的起点是宇宙中的全部物质都是最基本粒子--道子，这不符合哲学，只是理想状态，是不存在的，所以起点是不存在的。宇宙的终点是宇宙中的全部物质都是最高层级的物质--星球，这也是不可能的，也是不存在的。所以终点也是不存在的。因此宇宙是没有年龄的，宇宙既没有起点也没有终点，宇宙既没有创生也没有消灭。没有宇宙的形成，只有宇宙的组成，没有宇宙的创生，只有宇宙的发展变化。

宇宙的物质从数量上讲是恒定的，体现出宇宙的稳恒性，但是宇宙中的物质又在不停的运动、变化、相互作用，所以宇宙的稳恒是相对的，是变化中的稳恒。宇宙中不停的发生着爆炸，爆炸有大有小，爆炸是宇宙中正常的现象，爆炸不可能产生出宇宙，也不能消灭宇宙，不论这个爆炸有多么大。不能因为宇宙中存在着爆炸，就否认宇宙的稳恒性。不同的物质占据的空间是不同的，道子的空间占有率最大，其次是光子，第三是电子，依次为原子、分子、星球。这就能够解释为什么宇宙中的星球无论多大，都能漂浮在宇宙中，因为星球的空间空间占有率最最小。大爆炸理论和宇宙红移理论之间是两个错误的理论相互应证。

第七十二节  慢中子效应

意大利实验物理学家费米在罗马大学改用中子进行人工核反应。当他用中子对当时已知的92种元素逐一进行轰击实验时，不但发现了许多元素的同位素，而且发现了著名的慢中子效应，即经过石蜡减速之后的慢中子更能引起人工核反应。正是由于这一重大实验发现，费米获得1938年的诺贝尔物理学奖，为后来核能技术的开发奠定了初步的技术基础。中子通过含有大量氢的物质的时候，和氢原子核--质子发生碰撞，速度变慢了，更容易被银原子核所俘获，所以产生的人工放射性更强。

费米(Enrico Fermi, 1901-1954)是意大利物理学家，1926年任罗马大学理论物理学教授，1927年曾提出一种统计理论，在微观世界有广泛应用，是核物理学的理论基础之一，1933年，费米提出β衰变理论，1934年在实验室中发同了慢中子所引起的人工放射性，因此荣获1938年诺贝尔物理学奖。1942年，他领导建成了世界上第一个原子核反应堆。

费米是一位全能物理学家，在理论和实验两方面都有很高的造诣，也是最后一位同时擅长理论物理和实验物理的物理学家。他对物理学的许多领域都有不可磨灭的贡献，如经典统计力学、量子统计力学、量子电动力学、理论核物理学等，并创立了原子核β衰变理论和中子物理学。

1934年10月，费米和他的伙伴们正在对某种金属进行人工放射性实验。他们把中子源放入银质圆筒里，然后把圆筒放在一个铅盒的中央和一角，它的放射性的强弱是不相同的。

一位伙伴认为这种异常是统计的错误和测量的不精确造成的，然而费米却说:"不，这也许是一个重要的发现。"并建议多做一递增各种情况的实验。经过一连几天的实验，费米他们又发现了更多的怪事。甚至当把中子源放到圆筒外面。在筒和源之间插上一块铅板的时候，圆筒的放射性竟然也增强了。

"这究竟是怎么一回事呢?"费米一时找不出答案。沉思片刻，他对伙伴们说:"铅是一种重物质，让我们试再试轻物质，比如说石蜡吧。"10月22日上午，费米他们找来一大块石蜡，在上面掏了个洞，把中子源放入洞内去辐照银圆筒，然后拿到盖革计数器上测量它的放射性。"喀、喀、喀……"计数器像发了疯似地响着。

看到这一情景，大伙儿非常惊讶，七嘴八舌地说:"真是不可想象!也许是见鬼了!"

中午，费米静静地躺在床上，而思想像脱缰的野马在驰骋，紧张地思考着解释石蜡奇特作用的原理，他运用丰富的想像，得到这样的解释:石蜡含有大量的氢，氢核即是质子，它的质量几乎和中子相同，当中子源被封在石蜡块里的时候，中子在到达银原子核前，便会同石蜡中的质子相碰，每碰一次就会失掉一部分能量，这正像一个台球在击中另一个台球后，就会慢下来一样。一个中子从石蜡中出射以前，会连续同许多质子相碰而减速，从而变为"慢中子"。就是这种慢中子，将比快中子有更多的机会被银原子俘获。这又好比一个飞快滚动的高尔夫球可能从球洞跳过去，而一个慢慢滚动的球却更容易进洞一样。

度过了午休，费米神情激动地跑进实验室，同伴们已经到齐了，他一口气讲述了自己的新想法，最后说:"如果我的想法是对的，那么，任何含氢万分大的其他物质，比如水，也应该具有同石蜡相似的效果。"

"水?"同伴们不约而同地发出疑问。"是的，水。"费米沉着地说，"让我们试试看，数量可观的水对银的放射性会有什么影响。"说到"数量可观的水"，大家立刻想到实验室后面花园里的金鱼喷池，这是他们常来玩的地方。

年轻的物理学家说干就干，很快从实验室把中子源和银筒搬了出来，放到喷池的水下。在开致力计数器后，果然不出所料，水也把银的人工放射性增强了许多倍，费米的设想得到了实验证实，年轻人围着被绿树、鲜花环绕的金鱼喷池，激动地欢呼起来，庆祝实验和理论的成功。

正是这次不寻常的实验和由实验引出的理论，使费米在1938年，荣获了诺贝尔物理学奖。认识到慢中子的作用，给重核裂变的发现提供了重要理论依据。

古代人梦想的炼金术首先被卢瑟福实现，他用天然放射性物质发射出的高速α粒子(即氦核)轰击氮核，得到了氧核。1934年1月，约里奥·居里夫妇发现了人工放射性，即用α粒子轰击稳定原子核产生了放射性同位素。但是，用α粒子不能使原子序数大于20的原子核分裂，只有较轻的原子核才能被α粒子轰击分裂。费米想到了用中子来轰击原子核，他认为，对于原子核裂变来说，中子具有特别合适的轰击能力。α粒子带正电，当它靠近原子核时会受到很强的排斥力，从而偏离原子核，而中子不带电，它可以不受任何阻碍，一直前进到与原子核发生碰撞。在同事的帮助下，费密用中子轰击了周期表中的所有元素，并辩认了因此而产生的具有放射性的元素。

后来，费米和他的同事观察到:把中子源和被轰击的物体放在大量石蜡中，放射性会增加很多倍。水也会产生类似的效应。费密用"慢中子"解释了这一现象。他认为，由于质子和中子的质量相等，所以当快中子与静止的质子发生碰撞时，快中子损失能量变为"慢中子"，慢中子与重原子核的反应截面比快中子大得多。慢中子的发现为后来研究重核裂变的链式反应和原子核反应堆的理论设计奠定了基础。

根据元素形成的中子理论，原子核结合中子是一个自发的过程，原子核结合中子是有位点的，有具体部位的，并不是什么部位都能结合中子的，原子核结合中子的位点越多，越容易结合中子。因此，中子运动速度越慢，越容易与原子核结合，高速运动的中子更不容易到达结合位点，而不易结合。这一定充分证明了，元素形成的中子理论的正确性。

第七十三节  核聚变（氢弹）

核聚变，即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。

根据爱因斯坦的理论巨大的能量是质能转化来的，这里就有一个问题是什么质量转化出了如此巨大的能量？是质子的质量少了，还是中子的质量少了？可是在生成物氦中质子还是质子，中子还是中子数量并没有减少。

根据本理论中子和质子都是柱状结构，中子有六个旋转的磁环，质子有五个旋转的磁环，磁环的周围磁力作用吸引了大量的γ光子和极少量的x光子，当质子和中子道力磁力结合时，质子和中子接近的那个面的γ光子和x光子就会大量减少，释放出大量的γ光子和极少量的x光子。在氘和氚结合生成氦时，氦是四棱柱状结构，质子和中子的接触面大大增加，因此要释放出大量的γ光子和极少量的x光子。γ光子和x光子都带有能量，所以核聚变反应就释放出了大量的能量。

氘和氚碰创结合本应生成氦5，氦5结构不稳定，又在碰创的恶劣条件下，所以就瞬间失去了一个中子生成了稳定结构的氦4。氘和氚碰创概率是非常低的，条件是非常苛刻的，所以不可能是一个自发过程。

核聚变反应是一个在特殊条件下的反应，并不是自然界的自发反应,宇宙中的物质生成过程应该是个自发进行的过程。氦4的自发生成过程是由氦3结合一个中子生成氦4的自发过程。元素的放射性同位素的普遍存在，恰恰证明了核聚变生成元素理论是不正确的。

第七十四节、核裂变（原子弹）

核裂变是原子核发生分裂的核变化，根据核裂变的发生条件可以将核裂变分为两类即自发核裂变和突发核裂变。

一、自发核裂变

自发核裂变大多数元素都能发生的核裂变，产生的原因是原子核中存在不稳定的中子，中子衰变后引发的核裂变。自发核裂变发生在元素形成的过程中，是一个自发的过程。自发核裂变的原理是由于中子的衰变成了质子，使原子核原来的作用关系发生了改变，就要形成新的排列方式，这种新的排列方式往往就会引发核裂变，使原子核结构更加稳定。自发核裂变有多种裂变方式，根据裂变产物不同可分为以下几种：

1.分裂出氦3

2.分裂出氦4

3.分裂出锂3

4.分裂出氦4

5.分裂出较大原子

二、突发核裂变（原子弹）

突发核裂变是较大原子核才能发生的核裂变，在外界作用下，原子核和中子发生了撞击，原子核进来了不该来的中子，打破了原子核原来的平衡，使原子核自发裂分裂成了两个稳定的原子核。突发核裂变的发生原理是由于中子的强行进入使原子核原来的平衡被打破，原子核重新建立新的平衡，使原子核自发裂变成了两个较小的稳定的原子核。根据突发核裂变的外界作用不同可以将突发核裂变分为两类即即自然界的核裂变和人工核裂变（原子弹）。

1.自然界的核裂变

2.人工核裂变（原子弹）

慢中子效应恰恰证明了核聚变理论是不正确的。

第七十五节  元素的放射性

一、放射性

放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线，（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变形成稳定的元素而停止放射（衰变产物），这种现象称为放射性。衰变时放出的能量称为衰变能量。原子序数在83（铋）或以上的元素都具有放射性，但某些原子序数小于83的元素（如锝）也具有放射性。而有趣的是，从原子序93开始一直到鉳元素都有一个共同特性：原子序是偶数的，半衰期都特别长。

放射性元素在发出射线的过程中会转变为另一种元素，这一现象是居里夫人在无意中发现的。有一次，居里夫人和她的丈夫为了弄清一批沥青铀矿样品中是否含有值得加以提炼的铀，对其中的含铀量进行了测定，但他们惊讶地发现，有几块样品的放射性甚至比纯铀的放射性还要大。这就很明显地意味着，在这些沥青铀矿石中一定还含有别的放射性元素。同时，这些未知的放射性元素一定是非常少的，因为用普通的化学分析方法不能把它们检测出来。居里夫妇带着十分激动的心情，搞到了几吨沥青铀矿，他们在一个很小的木棚里建了一个作坊，在很原始的条件下以极大的毅力在这些很重的黑色矿石中寻找这些痕量的新元素。1898年7月，他们终于分离出极小量的黑色粉末，这些黑色粉末的放射性比同等数量的铀强400倍。这些黑色粉末含有一种在化学性质上和碲很相似的新元素，因此，它在周期表中的位置似乎应该处在碲的下面。居里夫妇把这个元素定名为钋，以纪念居里的祖国波兰。但是钋只是使她们的黑色样品具有这样强的放射性的部分原因。因此，她们又把这项工作继续进行下去，到1898年12月，居里夫妇又提炼出一些放射性此钋还要强的东西，居里夫妇其中含有另一种在化学特性上和钡很相似的元素，居里夫妇把它定名为镭，意思是“射线”。居里夫妇为了收集足够多的纯镭以便对它进行研究，又进行了四年的工作。居里夫人在1903年就她所进行的研究写了一个提要，作为她的博士论文。这也许是科学史上最出色的博士论文，它使她两次获得了诺贝尔奖金。居里夫人和她的丈夫以及贝克勒尔因在放射性方面的研究而获得了1903年的诺贝尔物理学奖，1911年，居里夫人因为她在发现钋和镭方面立下的功绩而单独获得了诺贝尔化学奖。钋和镭远比铀和钍不稳定，换句话说，前者的放射性远比后者显著，每秒钟有更多的原子发生衰变。它们的寿命非常之短，因此，实际上宇宙中所有的钋和镭都应当在一百万年左右的时间内全部消失。那么，为什么我们还能在这个已经有几十亿岁的地球上发现它们呢，这是因为在铀和钍衰变为铅的过程中会继续不断地形成镭和钋。凡是能找到铀和钍的地方，就一定能找到痕量的钋和镭。它们是铀和钍衰变为铅的过程中的中间产物在铀和钍衰变为铅的过程中还形成另外三种不稳定元素，它们有的是通过对沥青铀矿的细致分析而被发现的，有的则是通过对放射性物质的深入研究而被发现的。

二、解释

元素的放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线，（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变形成稳定的元素而停止放射（衰变产物），这种现象称为放射性。所有元素都存在放射性同位素，元素的放射性包括两种，第一种是由于β衰变产生的放射性，第二种是由于α衰变产生的放射性。

β衰变产生的放射性：

Β-衰变产生的放射性，

（n→ p+  +  e-  +  -ve  +　Ｘ光子），

所以释放出 -ve和Ｘ光子，所有元素都具有。

Β＋衰变产生的放射性，

（n→ p-  +  e^＋  +  ^＋ve  +　Ｘ光子），

所以释放出  ＋ve和Ｘ光子。只有少数元素才能发生。

α衰变产生的放射性：

自然界中自发的α衰变是由Β-衰变引发的，释放出  ^＋ve和Ｘ光子，Β-衰变后由于一个中子衰变成了质子，造成原来的结构发生了变化，原子核为了达到新的平衡，失去了一个氦４核即α射线，氦4的释放并没有带走电子，这样原子序数降低的原子核就没有那么大的能力吸引住原子核外多的２个电子，因此随后外层的电子就会向外跃迁被释放出去电子形成β射线，由于电子的跃迁同时被释放出γ射线（γ光子和X光子），γ射线实际包含有两种光子，γ光子和X光子。因此α衰变就放射出三种射线即α射线（氦４核）、β射线（电子）和γ射线（γ光子和X光子）。