2019-01-09

(六)恒星的发光机理及温度和颜色

1、恒星发光不是氢变氦核反应的结果

发光的恒星都是由原始的恒星球演化而成。那么原始的恒星球为什么会辐射电磁波或光波而成为发光的恒星呢？按照现代物理学家和天文学家的观点，都认为是原始的氢分子云团受其内部物质引力的作用，云团向中心收缩或坍塌,当内部温度升高至1000万摄氏度以上高温、高压、高密度状态时，在其核心触发了由4个氢原子核聚变为一个氦核的核聚变反应，从而释放出大量的光和热而成为成年恒星。其实原始恒星球发出光和热的机理并非如此。其理由如下：

（1）氦原子的生成温度比氢原子的生成温度低得多，而且处于高压发光状态下的氢原子的温度更高。如太阳仅是一个温度较低的中等恒星，其中心温度也在1500万摄氏度以上。即使氢能演化为氦，但氦在该温度下也不能生存，必然被热解为氢原子。

（2）所有的恒星，在通常情况下没有氦元素，都是由氢元素构成的，氢是唯一的恒星元素。至于太阳或其它恒星中有一定的氦元素和其它少量重元素，是另有成因，而且只能在远离恒星中心适合它们生存的环境条件下生存。

（3）在恒星中心温度高达上千万度或上亿度的条件下，根本不可能进行有控制的由四个氢核聚变为一个氦核的核聚变反应。如果发生上述反应，那么将是一种无法控制的核反应，即恒星中心所有的氢原子都将同时参与核反应。整个恒星将改变形态或不可能存在。这种情况没有出现过。同时巨型氢核聚变反应后，势必释放出巨大热能，过后又会急剧冷却。可是这种情况同样也没有出现过。就拿我们的太阳来说，几十亿年来它的热度始终都没有较大的变化。因为就是太阳光度发生微小的变化，也将严重影响人类及万物的生存环境。如果发生较大的热或冷的变化，我们人类早就无法生存了。

（4）据有的科学家对太阳的所谓“热核反应”计算，说每秒钟太阳有65700万吨氢核聚变为65300万吨氦核，亏损400万吨质量的同时，放出390X1021千瓦能量。太阳从形成发光的恒星至今已运行了五十亿年，那么太阳中心生成的氦核质量为：653X106X60X60X24X365X50X108=1.03X1026吨。试问，现在太阳中心温度达1500万摄氏度的地方有这么一个质量为1.03X1026吨（103亿亿亿吨）的氦核存在吗？若太阳能进行大规模的有控热核反应，是什么人所为？是什么样的条件使得太阳中的氢能以如此精确的数量持续不变地参与热核反应？这种有控的氢核热反应不正是我们人类为解决能源危机所追求的目标吗，然而至今也还没有实现呢！

2、恒星的发光机理

众所周知，恒星都是由气态的氢原子组成，而氢原子只是一个带有1个单位负电荷的电子以每秒600公里速度绕着一个带有一个单位正电荷的质子（氢原子核）旋转的结构，它只有一个电子轨道。由于气态氢云球团在量子场的冷却收缩和压缩下不断收缩，当达内外压力平衡时成为稳定的原始恒星球。但此时内部温度尚低还不能发光。然而，较冷的原始恒星球仍然持续受到量子场中量子的连续光谱的微波辐射，尽管这是一种温度极低（约3K左右）的冷辐射。但是，由于大量的量子在撞击和穿透恒星体的持久过程中，不断化生热能，使得气态氢原子组成的恒星球内部温度持续上升，当温度达到1000万摄氏度以上时，因电子吸收了大量的热能而成为高能电子。我们也知道，在低能级轨道上运转的低能电子，在吸收了能量成为高能电子后，就会被激发而向外层高能量电子轨道上跃迁并绕转。但是，由于氢原子只有一个电子运转轨道。使高能电子没有外层高能级轨道可供跃迁。仍然被束缚在唯一的轨道上超高速旋转。这样，就会在电子和质子（氢原子核）之间产生强电磁效应而形成强大的电磁屏蔽层，受束缚的高能电子就会向四面八方辐射各种频率或波长的电磁波或光波，从而產生连续的光谱，使原始的恒星球变为发光的恒星。这一过程的时间很长，如太阳从原始恒星球变为能发出象现在强度的光整整花费8亿年。

每一个恒星（包括那些未演化为亮恒星的暗恒星）每时每刻都在向外辐射能量。而且，它们辐射了多少能量，量子场中的量子也对其进行连续不断的微波辐射（通过撞击和穿透过程）提供了相应的能量。从而使其始终保持辐射出去的能量和从量子场中量子微波辐射得到的能量相平衡。这就是称它们为恒星的真实含义。另一方面，由于每一个恒星不仅自转速度慢，而且公转轨道尺度又非常大，一般上亿年或若干亿年才能绕一周。如离银河系中心很近（距中心32500光年，一光年等于9.5X1012公里）的太阳，以每秒246万公里的速度绕银河中心旋转。每旋转一周需要2.5亿年。它使我们看上去好像是永远不动似的，这也是称它们为恒星（亘古不变之星）的另一缘由。

（1）恒星的辐射线是看不见的，可见光是空气粒子对其散射的结果。

所有的恒星（包括暗恒星）都在不断地向四周辐射连续光谱。但是在整个量子场宇宙（黑洞或隐形宇宙）或量子场中，我们根本看不到这些恒星及它们所发射的辐射线。因为量子场空间中没有空气这种物质粒子对辐射线起散射作用而显现可见光。同时量子宇宙或量子场空间因量子本身就是极冷（平均温度仅在3K左右）极黑的黑色线体光谱微粒子，整个宇宙太空本身就是一片漆黑的，根本看不到一丝亮光，是一个名符其实的大黑洞。所有恒星或类恒星及一切星体和物体都被隐藏在这一个大黑洞中，它们即使发出极强的辐射波或光波，在宇宙太空中我们也因无散射作用而看不见它们。也可以这样讲，在宇宙中所有的物体都是在黑洞之中的黑暗物体。那么我们在地球上又怎么会能够用肉眼看到宇宙中发光的恒星呢？这是因为在我们的地球上空有一层很稠密的大气层。而宇宙太空中所有恒星（都是些巨大的太阳）或能发热的星体，所辐射出的辐射线又是一种有一定频率或波长的电磁波或光波。这些辐射线一进入大气层后，经空气中的气体和尘埃微粒子的散射作用，从而将可见光谱显现出来，成为使我们能看得见的色光或白色光。因为白色光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫这七种色光组成。我们见到的光的实质是辐射线中的电磁微粒子与空气或尘埃微粒子相互碰撞产生电磁效应的结果。

（2）宇宙射线的成因

由于恒星（尤其是大恒星）它们的温度都非常高，同时氢原子仅有一个电子轨道，而且只有一个电子在轨道上运转。有的电子因吸收了足够多的能量而摆脱了量子场力或氢核（质子）与电子之间的电磁力的束缚而成为自由电子和自由质子。并向四面八方的宇宙空间抛射出去。这就是大恒星除向四面八方辐射连续光谱（包括可见和不可见的光谱）外，还辐射β射线（电子流）和宇宙射线（质子流）的原因，恒星风（太阳风）就是由带有电荷的电子、质子等粒子组成的。它们可直吹到恒星之光所能达到的最边缘。并与宇宙量子场融于一体。

（3）恒星发光的强度与质量大小的关系。

恒星发光的强度常用光度表示。所谓恒星的光度，就是指它每秒钟发射的总辐射能量。不同恒星的发光强度差别很大，有的很强，有的很弱，如距地球850光年，直径为太阳直径77倍的蓝色亮星参宿七（猎户座β星），它的光度是太阳光度的2.3万倍。又如距地球1740光年，直径为太阳106倍的天津四（天鹅座α星）,它的光度是太阳光度的11万倍。而距太阳最近（4.2光年）的比邻星的光度则只有太阳光度的2.5万分之一。

恒星发光的强弱主要与它们的温度高低有关，温度高光度强，温度低光度弱。但是，恒星或类恒星的温度的高低又直接与它们的质量大小有关。就一般而言，质量大温度高，质量小温度低。在一般情况下，恒星质量为太阳质量（1.989X1033千克）的百分之几至100倍，或者为地球质量（6.1X1024千克或61万亿亿吨）的2万至400万倍（太阳质量是地球质量的32610万倍）。如仙王座的VV星的质量是太阳质量的60倍。现已知的最大恒星HD93250星的质量是太阳质量的120倍。若质量过大就会因为中心温度过高，就会造成该恒星因中心温度极高而产生内压大于量子场力所作用的压力而突然高速膨胀，当外围大部分气态氢原子被膨胀到一定尺度达内外压力重新平衡时，就会形成一个巨大的绕中心旋转的环状星云，而内部的气态氢原子又因中心膨胀时形成的真空，又在量子场力的作用下瞬间向中心压缩和冷却，并将氢原子的电子压入原子核（质子）内而成为中子，即在中心形成一个密度非常高的中子星，其密度一般可达每立方厘米几亿至几百亿吨。由于直径小密度大，量子在撞击穿越它的过程中转化为热，给它提供了巨大的能量，中心温度可达60亿K。然而表面温度却非常的低，约在3K左右。其热能在中子星内部转化为中微子及比χ射线和γ射线还要强的高能量的光量子向四面八方辐射能量，从而达其能量平衡。辐射出星体之外的中微子和极高能量的光量子与圆环状行星云撞击而使星云呈现五颜六色的彩色光芒。使我们看到它就象一个巨大的车轮状彩色光环。有的甚至形成行星状恒星绕着中子星旋转。而与星云相撞击发光后的中微子和高能光量子随即转化为极冷而黑的量子。有的因温度稍低一些，其膨胀压力不能在中心形成真空。在膨胀过程中，当内外压力平衡时，所抛射出去的气态氢原子形成的星云，又被量子场力切割包围形成大小不一的氢气星云团，又成为有利于形成恒星的区域。而中心区域则成为一个没有实体物质的大黑洞（为量子场的一部分）。而有的则仅膨胀为相对密度较小，但表温高，能发出蓝色光的蓝色超巨星，或膨胀为密度极度小，表温很低，形成只能发射红色光谱的超级红巨星。如密度为太阳300万分之一的大火星。

反之，若质量很小，其中心不能形成足够的高温。就不能形成恒星。

（4）恒星表面的温度及光度颜色分类

在晴朗的夜空，星光点点繁星满天，闪烁之光有明有暗。我们用肉眼看得见的星星，除太阳系的五大行星（金、木、水、火、土）外，其它所有闪闪发光的星星都是由炽热氢气构成的恒星。稍稍细看就会发现，它们的颜色各不相同。有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等五颜六色。因颜色是由温度决定的，不同的颜色就表示有不同的温度，并发射出与温度相对应的辐射线或光波。恒星表面温度越高，辐射的波长就越短。温度越低，辐射的波长就越长。

按其表面温度的高低不同，可将恒星的光度分为以下各种温度段或光波段的恒星。

恒星光度等级分类表

等星

名称

温度（K）波长

（毫微米）

说明

超紫外

巨星

1亿－10亿0.2埃以下1埃等于10-8厘米

以辐射Υ射线为主，为不可见光

超紫

外星

5000万—1亿0.2—100埃 

以辐射X射线为主，为不可见光

紫外星5万—10万100—300埃以辐射紫外线为主，为不可见光

紫色星4万—5万400—420以紫色光为主，为可见光

蓝色星3万—4万430—450以蓝色光为主，为可见光

蓝白星2万—3万460—480以蓝及白色光为主，为可见光

白色星7500—2万490—520以白色光为主，为可见光

黄白星6000—7500530—560以黄色及白色光为主，为可见光

黄色星5000—6000570—590以黄色光为主，为可见光

红橙星3500—5000600—650以红色及橙色光为主，为可见光

红色星2500—3500660—720以红色光为主，为可见光

浅红星1000—2500730—780以浅红色光为主，为可见光

红外星50—1000790以上以红外光为主，为不可见光

微波星5—50370以下以微波辐射为主，为不可见光

在天空中凡光度大、温度高者，均发出蓝色的光芒。这样的恒星又称为蓝巨星或热巨星。光度大，但温度低发出红色光芒的恒星，又称为红巨星或冷巨星。如：猎户座β星（参宿七）就是一颗表面温度在30000K以上，亮度为0.08等的蓝色超巨星，距地球850光年。直径为太阳直径的77倍。

大犬座α星（天狼星）距地球8.5光年，直径为太阳的1.6倍，是一颗表面温度为20000K以上，亮度为-1.46等最亮的青白色恒星。

天琴座α星（织女星）距地球26.3光年，直径为太阳的2.8倍，也是一颗表面温度20000K以上，亮度为0等的青白色恒星。其质量为太阳的2.4倍。而亮度则为太阳亮度的60倍。

天鹅座α星（天津四）距地球1740光年，直径为太阳的106倍，是一颗表面温度10000K以上，亮度为1等的白色星。其质量为太阳的22倍。而亮度则为太阳亮度的11万倍。

天鹰座α星（牛郞星）距地球16光年，是一颗表面温度8500K，亮度为0.8等的青白色恒星。其质量为太阳的1.6倍。亮度则为太阳亮度的10.5倍。

太阳距地球1.5亿公里，是一颗表面温度为6000K的黄色恒星。因离我们最近，故看上去是一颗最大、最亮的白色星。直径1400万公里。

猎户座α星（参宿四）距地球600光年，是一颗表面温度3000K，亮度为0.3-1.4等的变光星，是一颗红巨星。其直径为太阳直径的900倍。

天蝎座α星（心宿二，又命大火星）距地球410光年，是一颗表面温度3000K以上，亮度为0.9等的火红色巨星。其质量为太阳的25倍，但体积庞大，能容下2亿6000颗太阳，其密度仅为太阳的300万分之一。直径为太阳的600倍。

小熊星座α星（北极星）是一颗2等亮星

北斗七星中有6颗2等亮星，1颗为3等亮星。

（5）质量小表面温度低的恒星的特征

对那些质量小，体积小，直径一般和地球直径差不多的恒星。由于受到量子力场冷却的结果。表面温度很低，其光度非常弱。据其光度的差异，将它们称为白矮星、红矮星、禢矮星、黑矮星。

A，红矮星的特征

红矮星，它是质量一般不超过太阳质量50%的恒星。其数量非常庞大。由于直径或体积小，在量子场冷却下其表面温度很低，约1000K左右。因量子撞击穿越过程中转化提供的热能少，电子吸收的能量很有限，故产生的电磁效应很弱，只能辐射很弱的红色或淡红色光以保持能量的平衡。

B，褐矮星的特征

褐矮星，它是一种“不称职”的恒星，其数量也非常庞大，其质量一般只有太阳质量的20%左右。在量子场的冷却下表面温度比红矮星更低。一般表面温度仅在500K左右，量子在撞击穿越过程中转化提供的热能更少，电子吸收的能量更加有限。故产生的电磁效应更弱，所以只能免强辐射极度微弱而暗淡的微红色褐色光。一般都为独立形成，甚至形成褐矮星群，也有少数为较大质量的原始恒星球在自旋转时沿外缘切线甩出的氢气形成，因而围绕着该恒星旋转。

C，黑矮星的特征

黑矮星，它的质量更小，一般仅为太阳质量的百分之几。由于在量子场的冷却和压缩形成，温度非常低，其表面温度仅10K左右。量子在撞击穿越过程中所转化提供的热能仅能保持其热平衡，故电子不能吸收到多余的能量，因而无电磁效应，故黑而无光。黑矮星密度较大，一般每立方厘米可达1吨左右。

D，白矮星的特征

白矮星，它的质量比黑矮星还小，一般仅为太阳质量的千分之几。表面温度仅3K左右，量子在撞击和穿越过程中所转化提供的热量还远远不足以弥補其致冷的效果。由于电子被冷却而成为低能级别的电子，而且，又因氢原子只有唯一的一个电子轨道，没有更低能级轨道供跃迁，仍然被束缚在原能级轨道上作低速运转。而带电粒子（电子）在作减速后的低速运动时，也会产生电磁效应，不过这时的电磁效应不是热电磁效应，而是冷电磁效应或者说是冷电子与冷质子之间产生的电磁效应。电子的能量越低，其冷电磁效应就越强。所产生的辐射，也不是热辐射，而是冷辐射。它所辐射的光也是与黑光量子相反的白色冷光，故称之为白矮星。当冷电磁效应强时，还发射出由具有高结构能量的冷光量子束构成的冷χ射线和冷γ射线。当电子温度极度低而产生的冷电磁效应极度强时，极度低温的电子和质子甚至能摆脱量子场力（或冷电子与冷质子之间的电磁力）的束缚，而辐射冷β射线（冷电子流）和冷宇宙射线（冷质子流）。

白矮星因受量子场的极度冷却和压缩，故密度很高，大质量的白矮星的密度每立方厘米可达几十至几百吨。倘若电子的绕核旋转的速度降至0，即电子被量子场力压入氢原子核（质子），即会成为一颗密度最低的中子星。但是决不能将白矮星和中子星混为一谈，因为白矮星不会成为中子星。

（6）氦星的特征

氦星是由气态的氦原子组成的，由于氦原子的结构非常稳定，被称为惰性元素。氦星主要分布于宇宙核（恒星系组合构成）的外围，是宇宙核球的外壳。一般温度较低，不能产生电磁效应，故质量一般大于太阳质量的氦星都不发光。但是，有一些质量为太阳质量几十倍或更大的氦星，由于量子场的冷却和压缩作用力度大，故质量密度也较大，每立方厘米可达几吨。在量子撞击和穿越过程中，所转化的能量也会使中心温度升高至上亿K，表面温度达到上万K 。当电子吸收足够能量后，也会成为高能电子，而且氦原子也仅有两个电子在唯一的一个电子轨道上，没有高能轨道供跃迁。从而被束缚在原轨道上高速运转。并在电子和氦核之间产生电磁效应而向外辐射粉红色的强光，（粉红色的光是氦气的特性）但氦元素不是构成恒星的元素，故这种能发射粉红色光芒的氦星也不能称之为恒星，只能称为由氦元素构成的类恒星体。而且，氦星就是氦星，不能与由氢元素构成的白矮星混为一谈。有的电子获得高能后，也会摆脱量子场力或氦核电磁力的束缚而向外辐射β射线（电子流）和宇宙射线（氦核粒子流）这也是宇宙中有β射线和氦核粒子流的原因之一。

7、恒星辐射的光波段的范围及所谓的“红移”现象，

由于宇宙中各层次中的星体或星系都是由极限值高温的气态中子和气态的氢原子在膨胀过程中随温度不断降低而逐渐化生形成的。因此，由宇宙中心至宇宙盘边缘所形成的各层次中的星体或星系的温度由高到低依次降低而各不相同。它们分别在距中心一定距离的轨道上绕宇宙中心运转。恒星或恒星系越趋近于中心，它们的形成温度就越高光色越蓝。越趋远于中心，它们的形成温度就越低光色越红。而它们所发出的热辐射的波长又是由温度决定的，温度升高而波长变短，辐射的强度或光度也随温度的升高而迅速增强，并发射出高能辐射线，如在银河系中到处都是紫外线$χ射线和γ射线。而温度降低，则波长变长，辐射强度或光度也随温度的降低而下降。恒星热辐射波长的范围很宽。我们见到的白色光就是紫、蓝、青、绿、黄、橙、红七种波长的单色光组成。各种单色光的颜色即是不同波长的可见色光在眼中产生的不同颜色的视觉。

恒星的热辐射除了发射7种经空气散射而成可见的单色光或白色光外，还发射多种不同波长的用肉眼看不见的射线或叫不可见光。如波长比可见红光波长还长的红外线、无线电波。也有比可见紫色光波还短的紫外线、χ射线、γ射线。当恒星表面温度达1亿K以上时，热辐射波长就短到了主要发射χ射线的波段。当恒星表面温度升到10亿K 以上时，热辐射的波长就短到了主要以发射γ射线的波短。当恒星表面温度下降到1000K以下时，热辐射的波长就长到了以发射红外线为主的波段。

高温光源所发的光色随温度的逐渐降低，其可见光色由蓝向红而变的现象，称为“红移”。反之有低温光源所发的光色随温度的逐渐升高，其可见光由红向蓝而变的现象，称为“蓝移”。其实各种色光量子都是量子在不同温度下的不同显现状态，仅是温度效应的结果。有色光的“红移”或“蓝移”仅在有大气层存在的星球（如地球）上存在，而在宇宙太空中就不存在这种现象，因为所有恒星的能量传递都是不需要中间介质而不损耗能量的直线式热辐射。而且宇宙空间基本上为3K恒温，因此，在宇宙中任何区域的恒星所发射的辐射波经地球上空的空气粒子散射后所见到的可见色光，正像我们见到的太阳光一样，都是该恒星或恒星系的本色光，所以可以利用所见到的星光去发现恒星的位置或运动轨道。

空气对辐射波的散射作用主要在近地球的大气层内，距地球越远因气体越稀薄而散射作用就越弱。离我们最近的恒星（太阳）的光，也是由7色光组成。但在高空中呈不可见的热辐射线。进入地球大气层后，遇到空气中的气体和尘埃微粒子时产生散射。光的波长越短、越易被散射。空气密度越大，散射效果越强。由于空气的密度随海拔高度的增加而降低，在8公里以下的低空，波长较短的蓝色光被大量散射出来，使天空呈现蓝色。随着高度的增加，空气越来越稀薄，大气对阳光的散射作用越来越弱，故天空往上越来越暗，8-10公里为青色，10-13公里为暗青色，13-20公里为暗紫色，20公里以上，几乎没有空气，因此没有散射作用，整个天空一片漆黑，即融入量子场大黑洞。

另外，还有一种所谓的“红移”现象，与上述的“红移”或“蓝移”的概念都不同，即看到遥远星体或星系发射着的红光，在绕中心旋转的轨道上随星体或星系同步运动的“红移”（红光位置位移）。它们实际上是在宇宙核球的外核球层或核球壳层轨道上，因温度低而发红光的恒星或氦星在绕宇宙中心旋转时星体和星光同步位移而已。它们根本不是什么宇宙盘边缘上的星体或星系。因为在氦星或氦星系以外的星体或星系因本身形成时的温度很低，而且又处于量子场黑洞之中，都是些仅发射不可见红外光或微波辐射的星体或星系，而且这种“红移”和宇宙膨胀（实际上宇宙没有继续膨胀）是牛马不相及的两件事。说什么“红移”越大，宇宙膨胀越快。其实宇宙整体旋转运动的角速度是相同的。距中心越远之轨道上发射着红光绕中心旋转的星体或星系的速度当然更快。但它不是在往外飞，而是在自己的轨道上绕宇宙中心旋转。宇宙及宇宙中各星系每绕宇宙中心旋转一周的时间为6.3X1013光年（即是63万亿年），而宇宙自创生或各星系在距宇宙中心一定距离的轨道位置处形成至今仅为200亿年。也就是说，各星系目前正在各自绕宇宙中心旋转的椭圆形轨道上，处于由距中心最近点向最远点运动之中，还差157300亿年才能达最远点。所以，我们在地球上向宇宙太空四周的任何方向上用天文望远镜观察，都会发现所有星系都在离开我们向远方飞奔而去，而且距地球越远的星系飞离我们的速度越快。当时间达157300亿年（宇宙绕中心旋转一周的四分之一周期时间）时，所有星系都将同时运行到距宇宙中心的最远点位置，观察者将观察到所有星系都将转而向着地球方向飞来，而且距地球越远的星系向我们飞奔而来的速度越快。即使是在近圆形或圆形轨道上绕宇宙中心旋转的星系，尽管其轨道至宇宙中心的距离变化很小或不变，也仍然存在着离开中心向远方飞去和向中心飞来的现象。到那一时刻，可千万别“天下本无事、庸人自忧之”地认为是宇宙大坍塌或是宇宙末日到来而惊惶失措，这仍是各星系绕宇宙中心周而复始旋转运动的正常状态。宇宙中各层次中的星体或星系在各自的轨道上绕中心旋转运动的情况，就像身穿紫、蓝、绿、黄、红等五颜六色运动服的田径运动员，在一个有很多跑道的运动场上在各自的椭圆形的跑道上赛跑一样。(如图十)。若一人站在赛场中心（如人在地球上观测星体）位置，当赛跑开始后，他就会发现，运动员在离他最近点A1或A2后，是在向远处飞跑，当跑到最远点B1或B2后，又是向着他飞跑而来。我们绝不会将什么“紫、蓝、绿、黄、红的色彩位移和不存在的赛场膨胀或缩小相连系起来，所以将发着红光在遥远轨道上飞速绕中心旋转的星体或星系的运动（“红移”），说成是宇宙在继续膨胀的结论是错误的。