太陽(yáng)光光子流密度是多少？就是沒(méi)秒沒(méi)平方厘米有多少個(gè)光子！

熱心網(wǎng)友：中微子地球演化說(shuō)是一種關(guān)于地球演化的科學(xué)假說(shuō)。 1996 年，由青年學(xué)者張國(guó)文提出。 地球演化的能源一直是一個(gè)懸而未解的問(wèn)題。板塊運(yùn)動(dòng)和我們所熟知的其他一些地球運(yùn)動(dòng)和現(xiàn)象，如地球磁場(chǎng)的形成和維持、錢德勒晃動(dòng)以及地球自轉(zhuǎn)的其他不均勻運(yùn)動(dòng)、地震和火山活動(dòng)、地球內(nèi)部的分層和熱運(yùn)動(dòng)、地?zé)崃鞯尼尫诺鹊哪芰縼?lái)源都沒(méi)有十分確切的答案。然而，在地球的形成和一系列演化過(guò)程中，能量的產(chǎn)生、遷移、轉(zhuǎn)化和消化起著決定性的作用?？梢哉f(shuō)，找到了地球演化的能量來(lái)源就等于解決了地球科學(xué)的主要問(wèn)題。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，地球演化的能源來(lái)源于太陽(yáng)中微子。 中微子（ neutrino ）是奧地利物理學(xué)家泡利（ W.Pauli ）預(yù)言的一種不帶電、靜止質(zhì)量極小或?yàn)榱愕闹行孕×Ｗ樱?1930 ）。 H.Bethe 和 R.Peierls 經(jīng)過(guò)估算得出中微子在原子核上浮獲的截面約為 10 的負(fù) 43 次方厘米 / 核子（ 1934 ）?？聹睾腿R因斯通過(guò)核反應(yīng)堆發(fā)出的反中微子與質(zhì)子碰撞證明了中微子的存在（ 1956 ），實(shí)驗(yàn)探測(cè)到的中微子的反應(yīng)截面與 H.Bethe 和 R.Peierls 的估算基本吻合。據(jù)此，物理學(xué)家認(rèn)為絕大多數(shù)中微子能夠輕而易舉地穿過(guò)地球以及其他任何行星和恒星。 太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)在不斷地產(chǎn)生大量中微子，向四周輻射。標(biāo)準(zhǔn)理論預(yù)言，在由四個(gè)質(zhì)子（ P ）轉(zhuǎn)變成一個(gè)氦原子核的過(guò)程中要釋放兩個(gè)中微子。據(jù)此可以推算，太陽(yáng)中微子抵達(dá)地球表面時(shí) , 每平方厘米每秒鐘約為 660 億個(gè)。 一年內(nèi)到達(dá)地球的太陽(yáng)中微子的能量為： 1790 萬(wàn)億億焦耳。這個(gè)能量是地球每年以火山、地震和地表熱流等形式消耗能量的 167 倍。所以，只要有百分之零點(diǎn)幾的中微子被地球吸收，就足以為地球的各種演化提供能量。 中微子地球演化說(shuō)認(rèn)為，太陽(yáng)中微子進(jìn)入地球后，將與地球物質(zhì)發(fā)生一系列復(fù)雜作用，歸納起來(lái)可能有如下幾種： 1. 康普頓散射 2. 中微子生電子效應(yīng) 3. 中微子韌致輻射 4. 中微子對(duì)湮滅生成光子 5. 中微子對(duì)湮滅生成電子對(duì) 6. 電子俘獲 快中微子或者說(shuō)高頻率的中微子反應(yīng)截面較?。ú灰着c物質(zhì)作用），當(dāng)中微子被減速，使其運(yùn)動(dòng)速度（或頻率）慢到與原子核內(nèi)的中微子相近時(shí)（此時(shí)中微子就變成了熱中微子），它便更容易參與反應(yīng)（弱相互作用）。 因此，太陽(yáng)中微子進(jìn)入地球，經(jīng)過(guò)一定物質(zhì)散射、減速，頻率變低或速度變慢的熱中微子，便與地球物質(zhì)反應(yīng)，提供地球演化的能量。 中微子地球演化說(shuō)不僅較好地解釋了板塊的運(yùn)動(dòng)、地磁的形成和磁極的漂移、 地球內(nèi)部圈層構(gòu)造 等一系列地球演化現(xiàn)象，而且還 能夠應(yīng)用到其他行星和衛(wèi)星，解釋一些我們認(rèn)為神秘的天體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。 關(guān)于板塊的動(dòng)力機(jī)制： 中微子地球演化說(shuō)認(rèn)為， 中微子的最大吸收處是外核，大量太陽(yáng)中微子在此處被源源不斷地吸收而釋放能量，結(jié)果外核成為整個(gè)地球的能量源泉。這個(gè)能量源泉也是大陸漂移的動(dòng)力來(lái)源。具體地講： 第一 , 少量來(lái)自太陽(yáng)的中微子在巖石圈的上地幔（ upper mantle ）被吸收，釋放一定的能量，使此處的物質(zhì)熔融，形成一個(gè)具有流動(dòng)性的軟流層。堅(jiān)硬的巖石板塊就“漂浮”在這個(gè)具有流動(dòng)性的軟流層上。軟流層的作用類似潤(rùn)滑劑，可以大大降低巖石板塊和整個(gè)地幔之間的摩擦力。這樣，當(dāng)有一個(gè)足夠的橫向（水平）力強(qiáng)加在巖石板塊上時(shí)，巖石板塊就能夠相對(duì)地幔發(fā)生移動(dòng)。 第二 , 大量太陽(yáng)中微子在地球外核被吸收，釋放出巨大的能量，結(jié)果地球內(nèi)部物質(zhì)達(dá)到極高溫度而膨脹。膨脹力撕裂地幔，高溫熔融物質(zhì)從裂縫向上流，在達(dá)到軟流層時(shí)，變?yōu)樗椒较蛄鲃?dòng)，并呈放射狀擴(kuò)散開(kāi)去。擴(kuò)散的流體在水平方向強(qiáng)加巖石板塊一個(gè)巨大的粘拖力，拉動(dòng)板塊移動(dòng)，從而使附著在巖石板塊上的大陸發(fā)生漂移。這一步與熱地幔柱模式相類似。 在大洋中脊，地球內(nèi)部熱物質(zhì)上涌，會(huì)填充到板塊移動(dòng)后所形成的裂縫間而形成新的洋殼。新洋殼與老洋殼板塊焊接在一起繼續(xù)漂移，在原來(lái)裂縫處又產(chǎn)生新的裂縫，地球內(nèi)部熱物質(zhì)又溢出再形成新的洋殼，新洋殼與老洋殼又一起漂移，于是又出現(xiàn)新的裂縫，如此反復(fù)，就形成了海底巖石年齡的條帶狀分布。 關(guān)于地球內(nèi)部圈層構(gòu)造： 中微子地球演化說(shuō)認(rèn)為，地球內(nèi)部的圈層結(jié)構(gòu)與其大氣圈層一樣起源于外部粒子（或射線）的作用。 研究表明，地球大氣的溫度、組成和電離程度等隨海拔高度而變化，呈現(xiàn)出明顯的圈層結(jié)構(gòu)。如果按大氣溫度隨高度的變化分，則可把大氣層分為對(duì)流層、平流層、中間層和熱層；如果按大氣的組成狀況分，則可把大氣層分為均質(zhì)層和非均質(zhì)層（在均質(zhì)層中還包含著一個(gè)臭氧層）；如果按大氣的電離程度分，則可將大氣層分為中性層和電離層。大氣的這種圈層結(jié)構(gòu)是由于各種宇宙射線和不同頻率的太陽(yáng)輻射，分別在不同的高度與大氣物質(zhì)作用的結(jié)果。例如高層大氣物質(zhì)吸收帶電的粒子，形成電離層（ ionosphere ）；在距地面 10-50 公里處，大氣吸收紫外線，形成臭氧層（ ozone layer ）；在靠近地表的底層，大氣吸收可見(jiàn)光和紅外線，形成對(duì)流層（ troposphere ）等等。當(dāng)然，大氣層的圈層構(gòu)造并不是一成不變的，而是隨著宇宙線和太陽(yáng)光的強(qiáng)弱而發(fā)生起伏變化。例如，經(jīng)過(guò)整整一個(gè)白天太陽(yáng)輻射的影響，電離層在黃昏時(shí)最強(qiáng)；在夜晚太陽(yáng)輻射消失，一些離子便與電子復(fù)合而使電離層變?nèi)酰晾杳麟婋x層最弱。因此，如果沒(méi)有宇宙射線和太陽(yáng)輻射的維持 , 大氣分子的熱運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致大氣層逐漸變成均勻體 , 大氣的圈層結(jié)構(gòu)就會(huì)完全消失。 同樣地，如果沒(méi)有外部輸入的能量的維持 , 地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)就不可能形成，并在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代保持相對(duì)穩(wěn)定。那么 , 是什么粒子或者宇宙射線能深入到地球內(nèi)部并且供給地球能量呢 ? 這個(gè)粒子就是太陽(yáng)中微子。 來(lái)自太陽(yáng)的快中微子進(jìn)入地球后 , 就被地球物質(zhì)散射、減速而消耗能量 , 慢慢地就變成頻率或速度與原子核中的中微子相近的慢（熱）中微子，最后被地球物質(zhì)吸收，并釋放能量。 由于太陽(yáng)中微子的速度 ( 能量 ) 不同 , 而且各種能量的太陽(yáng)中微子的分布也不均勻，即處于某種能量的中微子相對(duì)多一些，而處在另一種能量的中微子則要少一些，所以它們被減速、吸收的位置和形成的熱效應(yīng)也不一樣 , 于是就形成了地球內(nèi)部的圈層結(jié)構(gòu)。少量太陽(yáng)中微子能量較低，經(jīng)過(guò)巖石圈（ lithosphere ）減速就變成了慢（熱）中微子，并與巖石圈以下的物質(zhì)作用，釋放一定能量，使少量物質(zhì)熔融，形成軟流層（ asthenosphere ）。 多數(shù)快中微子必須經(jīng)過(guò)整個(gè)巖石圈和地幔才能被減速成慢（熱）中微子，在地表以下 2900 — 5050 公里處被吸收，釋放巨大能量，導(dǎo)致物質(zhì)熔融，形成液態(tài)外核。液態(tài)外核產(chǎn)生磁場(chǎng)，進(jìn)一步加劇中微子的減速和吸收，釋放更大的能量，這個(gè)能量又加劇了外核的熔融，這就是液態(tài)外核形成的根本原因。 5050公里以下，中微子不能到達(dá)，故那里物質(zhì)保持固態(tài)。 中微子地球演化說(shuō)的證據(jù)： 中微子之所以能夠被地球物質(zhì)吸收，其原因就在于它入射地球后，被地球物質(zhì)的原子和電子散射，消耗了能量。對(duì)于一般天體而言，它們的原子和電子同樣能散射中微子，消耗中微子的能量，因而中微子也應(yīng)該能夠被天體物質(zhì)吸收。 當(dāng)然，中微子被天體物質(zhì)大幅度吸收必須滿足一定的條件，那就是天體中必須有足夠的原子和電子散射中微子，使中微子減速變成易于被物質(zhì)吸收的慢中微子。要保證有足夠多的原子和電子，其一，天體的直徑（或體積）必須滿足一定的值；其二，天體的密度不能太小。如果天體的直徑太短，密度太小，那么當(dāng)中微子穿過(guò)天體時(shí)，與中微子作用的原子和電子的數(shù)量就不夠多，中微子的能量消耗就不足以使其變成易于被吸收的慢中微子。這時(shí)，中微子就會(huì)暢通無(wú)阻地穿過(guò)天體而不被吸收。如果天體的直徑和密度達(dá)到一定值，使得與中微子發(fā)生作用（散射）的原子和電子足夠多，那么中微子就可以被減速變成慢中微子，從而被天體物質(zhì)吸收。因此中微子被天體物質(zhì)吸收的條件是，天體的直徑和密度必須達(dá)到一定的值。這里我們可以用天體的直徑（ D ）與密度（ρ）的乘積（ D ρ）來(lái)表示，即天體能夠大幅度吸收中微子的條件是： D ρ≥ K 其中 K 為某一定值，也就是天體大幅度吸收中微子的臨界值。 對(duì)于地球來(lái)說(shuō)，我們已經(jīng)知道，其大幅度吸收中微子的地方在地表下 2900 — 5050km 的外核。也就是說(shuō)太陽(yáng)中微子在地球內(nèi)部的最小射程為 2900km ，即在地幔與外核的交界處，在地球內(nèi)部的最大射程為 5050km ，即在外核與內(nèi)核交界處。 如果我們暫時(shí)不考慮天體的密度，那么， 如果某一天體的直徑正好在 2900km —— 5050km 之間，那么可以預(yù)見(jiàn)，中微子從一側(cè)進(jìn)入天體，就會(huì)在天體另一側(cè)的表面與物質(zhì)發(fā)生作用，引起天體表面物質(zhì)熔融，從而在該天體的表面留下痕跡。 考查太陽(yáng)系各個(gè)天體，我們發(fā)現(xiàn)，水星、火星和月球等行星和衛(wèi)星的直徑正好處在這個(gè)范圍。而這些天體表面最顯著的特點(diǎn)就是都存在大量的環(huán)形山。這些環(huán)形山正是太陽(yáng)中微子的杰作。 當(dāng)太陽(yáng)中微子從月球的一面進(jìn)入月球，經(jīng)過(guò)月球內(nèi)部物質(zhì)的散射、減速，到達(dá)另一面時(shí)，就會(huì)被月球表面物質(zhì)吸收，并釋放熱量，致使月表物質(zhì)熔融。 熔融物質(zhì)向下滲透，引起表面物質(zhì)坍陷，于是就形成了所謂的環(huán)形山構(gòu)造。由于太陽(yáng)和月球的運(yùn)動(dòng)，中微子的輻射不可能在某一地點(diǎn)保持不變，當(dāng)太陽(yáng)和月球的位子發(fā)生變化厚后，原來(lái)發(fā)生熔融地方的中微子輻射就會(huì)減少，這時(shí)此處物質(zhì)對(duì)中微子的吸收便逐漸終止，熔融的物質(zhì)也開(kāi)始凝固。然而，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后，太陽(yáng)和月球又會(huì)回到原來(lái)的相對(duì)位置，于是太陽(yáng)中微子又在此處被物質(zhì)吸收放熱，導(dǎo)致物質(zhì)熔融，并再次引起表面物質(zhì)坍陷，如此反復(fù)多次，就在月球表面形成了許多同心環(huán)結(jié)構(gòu)。這種同心環(huán)結(jié)構(gòu)是火山噴發(fā)和撞擊作用所無(wú)法形成的。 當(dāng)然，環(huán)形山和月海的形成，決非一日之功，而是日積月累的結(jié)果，直到現(xiàn)在一些環(huán)形山也應(yīng)海在形成之中。環(huán)形山的形成過(guò)程是一個(gè)劇烈反應(yīng)和大面積物質(zhì)熔融的過(guò)程，在這個(gè)規(guī)模宏大的過(guò)程這中，必定會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，發(fā)出各種可見(jiàn)光。同時(shí)，物質(zhì)的熔融必然會(huì)導(dǎo)致大量氣體釋放，形成霧氣。由于這種物質(zhì)熔融和發(fā)光等現(xiàn)象是由太陽(yáng)中微子所引起的，當(dāng)太陽(yáng)和月球的相對(duì)位置發(fā)生變化后，這一現(xiàn)象即告終止，所以，物質(zhì)熔融和發(fā)光等現(xiàn)象都比較短暫。這就是月球發(fā)光等短暫現(xiàn)象的來(lái)源。不過(guò)，由于許多短暫現(xiàn)象十分微弱，人類不可能觀察到，只有極少數(shù)發(fā)出明亮光芒的事件才為人們所覺(jué)察。 中微子地球演化說(shuō)也許還有這樣或那樣的不足，但是與現(xiàn)存的所有地球科學(xué)理論相比，該理論是最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)潔的，她只用了一個(gè)小小的中微子，就把地球和行星以及衛(wèi)星上眾多的錯(cuò)綜復(fù)雜的看似毫不相干的現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)作出了自恰地統(tǒng)一的解釋。僅此一點(diǎn)，該理論也有其存在的價(jià)值。當(dāng)然，也許還有其他未知的粒子為地球演化的提供了能量，我們目前還不知道，但是不論怎樣，所有的粒子為地球提供能量的原理或機(jī)制則是基本相同的。

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