关于宇宙暗物质主要形态之黑洞-夸克星的新证据分析
张海鹏1， 张 力2， 罗延安3， 范祖辉4， 张鹏杰5， 黄明球6， 常丽君7， 孟庆义8,9， 张丹参2，胡扬洋10，李新兵1
【摘 要】 通过分析新近证据，进一步探讨宇宙暗物质等问题，分析认为：(1)宇宙紫外辐射超出已知辐射源4倍的发现，可能就是源于我国的、2013年初预言的约在可见光附近波段的宇宙背景辐射；彭罗斯等2010年发现的CMB偏振环等新证据，较有力地支持原始夸克星碰撞、重组的宇宙演化及起源模型；黑洞(暗星)-夸克星可能是宇宙暗物质的主要形态，应足以解释暗物质与可见物质的比例.以上均应深入研究；(2)76个黑洞的强大磁场的发现，客观上有力地支持了星系中心超大质量黑洞等的携1/3正负电子电荷的最基本的正、负夸克构型；(3)质能守恒定律的经典物理学意义所推论的最基本夸克的空心圈环结构，为圈量子引力奠定了较坚实的粒子物理学基础；(4)结合高频引力波产生机理(激光约束核聚变等)及探测机理，应对中微子与高频引力波(引力子)进行会师研究. 【期刊名称】山西师范大学学报（自然科学版） 【年(卷),期】2015(029)002 【总页数】6
【关键词】 黑洞； 暗星； 夸克星； 圈量子引力； 引力波，高频； 中微子； 左旋； 暗物质
暗物质问题的重要性，在于其占宇宙物质的80%以上，是万有引力源的主要部分.新近证据(观测等研究)进一步向来自中国的、不同于西方学院派的暗物质观点聚焦.概述如下：
1 可能的“宇宙紫外背景辐射”之发现：有力地支持原始夸克星模
型
针对宇宙早期星体形成的疑难(期待“暗物质晕”提供的条件)，本文提出宇宙诞生之际(暴涨末期)，最基本的正负夸克(带相当于±1/3电子的电荷)在长程力电磁作用等作用下以类似于金刚石的正四面体空间点阵聚合(聚变而合)形成原始夸克星，并预言了其极高频的光子背景辐射(和中微子辐射)——约在可见光波段附近(在宇宙膨胀中波长被拉长)而与现代恒星的辐射很难区分[1].
2014年发表在《天体物理学杂志快报》的由美国多所高校组成的天文研究组对哈勃太空望远镜观测的宇宙初始光谱进行分析，通过与超级计算机模拟计算的结果比较发现：紫外光总量超出熟知的恒星源与类星体源紫外线的4倍之多[2]. “星系间的氢气是我们自以为最了解的宇宙成分[2]”，“模型与早期宇宙的数据吻合得非常漂亮[2]”，因此计算模拟的模型是非常可靠的！该文最终的结论是：超出4倍的紫外光——来自我们尚不知道的新光源；“我们对目前宇宙的认知并不正确！[2]”
在该文中，作者也讨论到可能来自“神秘的暗物质粒子”[指弱相互作用大质量粒子(WIMP)]的衰变[3].在超弦-超对称范畴的“新物理”假说中，WIMP能衰变成包括伽马光子、次级粒子(可见物质)——国际上间接地探测暗物质思路的依据即在于此[5～8].暗物质约占宇宙物质80%以上，那么不妨假设一下，此为恒星源与类星体源的4倍之多的紫外光子.如果作为暗物质粒子的衰变之结果，那么，剩余的暗物质总量还有多少？而可见物质将多少倍地增加？！
关于WIMP，截止2013年世界上最先进的暗物质搜寻器LUX因实验无果，2013年10月30日(文献[1]之后)已宣布暂时排除WIMP作为暗物质候选者的可能[10].2014年我国上海交大等高校的精确度极高的实验进一步否定之[11]，
而已知的弱相互作用大质量中间玻色子都是寿命极短的粒子(恐怕很难形成稳定的暗物质)[1，12]……
暗物质问题的重要性，在于其是万有引力源的80%以上.据普朗克卫星的最后结果，暗物质占宇宙总质能的26.8%，可见物质占4.9%(其余的为暗能量)[13]；结合威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)2008年公布的宇宙早期数据[14]可知，在漫漫的宇宙演化路中，暗物质与可见的重子物质的比例始终保持在5～5.5∶1左右，这强烈提示什么——本身就是引人深思的问题.这很有可能就是星系中心的超大质量黑洞(超大质量暗星)等暗星与星系其他物质(可见物质)之间的比例[1].2013年初，基于太阳在太阳系所占高比例的初步推测和银河系中心存在超大质量暗星(黑洞)的事实，提出暗星(黑洞)的总质量——应足以解释暗物质在宇宙物质中的高比例(而此前尚未见文献论证过这一点)[1]；现已从文献中发现，银河系中心超大质量黑洞约为太阳质量的1 000亿～1 200亿倍(文献[15]：包括中科院国家天文台和德国马普天文所的结果)；而大星系的中心都存在超大质量黑洞，质量从上百万到数十亿倍太阳不等[16]！我国张双南教授亦认为超大质量黑洞(暗星)在宇宙天体的演化中司极其重要的作用(“黑洞探针”计划旨在研究黑洞的物理学性质，超大质量黑洞在星系、宇宙大尺度结构的演化中的作用)[7]，而这也并不排除其他的(非主体)暗物质形态.
作为宇观级超巨黑洞，原始夸克星(应大致超出可见物质4倍多)直接辐射极高频的光子[1](而不是间接的衰变)可以较好地解释前述4倍紫外光的未知之源.换言之，紫外光的大约五分之四，很可能就是笔者已预言的、现不妨称之为“宇宙紫外背景辐射”范畴的光子[比宇宙微波背景辐射(CMB)更古老的光].光谱是波长和温度的函数[伽莫夫在当时的哈勃常数下按10亿K(宇宙约“3分钟”时
的等离子体温度[17])计算而得的5 K的宇宙大爆炸余温；最后发现应为2.7 K[18]，由此推测“宇宙紫外背景辐射”当时由原始夸克星发出(波长约为0.1飞米[1])时约在1千亿K～10万亿K，进一步研究(包括我国的“X射线紫外全天监视器”等“宇宙灯塔”计划[7])必将扩展对极早期宇宙的认识(结合宇宙中微子背景辐射及其温度[17]的研究亦很重要).
氢的再电离之源问题，是宇宙演化甚至起源极其重要的问题[20].在宇宙大致138亿年的持续膨胀中，原始夸克星发出的极其高频的光子的波长被拉长(公式见文献[20]第244页)而很可能是氢被再电离的主要源.根据对WMAP 探测的CMB大尺度的偏振信号的分析，已发现宇宙氢气的开始重新电离的时间——离现在并不远[20](同样与今日之“宇宙紫外背景辐射”相符)！诚如此，则美国佐治亚理工学院等提出的小星系在再电离中起主要作用[21]未必成立…… 原始大质量恒星可能仅仅是原始夸克星及超大质量黑洞(暗星-夸克星)范畴的巨大天体碰撞的碎块而已；而碎片则“气化”成为氢元素之源，进而为“现代恒星”之源[1，12].极早期宇宙中作为强子物质基态的奇异夸克物质(几乎等量的u,d,s轻夸克组成的大块夸克物质)模型[22]，客观上也是支持笔者提出的宇宙极早期演化模型的理论依据；其中的“重子蒸发过程(当重子数小于下限时)[22]”则类同于原始夸克星碰撞产生的碎片的“气化”(现代恒星的来源).英国《自然》杂志2013年4月18日(文献[1]之后)报道发现的宇宙早期极端星爆形成了星系的恒星，进一步佐证之.
宇宙的持续性膨胀——总体上是逐渐降温的低熵化取向(因此从最基本夸克，夸克、重子、分子、有机分子、生命直至我们人类[1]：最近, Cassini宇宙飞船上的VIMS光谱仪探测到土卫六大气层中的多环芳香烃分子[23])，而大质量恒星
则通过超新星爆发而形成恒星级黑洞(暗星-夸克星)、中子星等更像宇宙局部重新高熵化的有限的逆转(符合辩证运动理念)[1].在宇宙尺度上即是由大尺度向小尺度，然后再向中尺度返还[1].上述模型与氦等轻元素丰度(可见物质部分)、CMB的2.7 K余温等大爆炸宇宙学的主要证据并不矛盾[1,12].
而“暗物质晕”假说，从思路上似为1960年代恒星( “现代恒星[1]”)理论极大成功[24]背景下的某种推延.在宇宙大尺度演化中，冷暗物质模型与观测远不相符(具体见文献[25]；注：在这个最近的暗物质国内综述中，以往文献认为的黑洞等作为暗物质候选者数量远为不够的说法没有出现；仅提及星系中心黑洞作为暗物质不能解释星系暗物质晕)；我国夏俊卿教授已在普朗克卫星的CMB数据中发现了反常现象，特别是CMB温度涨落在大尺度上明显存在着功率谱缺失——提示标准宇宙学模型背后还隐藏着更深层次的物理[13].
重述一下前述美国多所高校天文研究组在《天体物理学杂志快报》原文的最后结论：“我们对目前宇宙的认知并不正确 [2]……”
2 原始夸克星碰撞、重组的证据
2.1 “144亿年”的最古老恒星最有可能与宇宙同时诞生
文献[1]已列出了早期恒星形成等不少难以解释的问题，而且已发现红移超过8的伽马暴(此意味着宇宙诞生后的很短时间内的大质量恒星的诞生)[7].不仅如此，2014年天文学家新确定了年龄144亿年的古老恒星[26]，竟然超出了普遍接受的宇宙年龄(137亿年～138.1亿年).这在WMAP 所标志、开辟的所谓精确宇宙学时代(不可能精确到38万年[1]；另有模拟计算结果为：水在1 500万年形成[27])，不能不令人尴尬.究其原因，可能是文献[28]中詹姆斯·弗兰森提出的光速受引力场影响(此与无引力场的真空光速不变并不矛盾；2012年，笔者在
关于宇宙暗物质主要形态之黑洞-夸克星的新证据分析
