銀河系中心發(fā)現(xiàn)強大的徑向磁場課件

銀河系中心黑洞模型失效

和磁單極存在

的天文觀測證據(jù)

彭秋和(qhpeng@)

(南京大學(xué)天文系)，銀河系中心黑洞模型失效

和磁單極存在

的天文觀測證據(jù)

向流行觀念挑戰(zhàn)當前國際上最為流行的兩個觀念:宇宙加速膨脹---宇宙暗能量觀念(因此,三位天體物理學(xué)家獲得2011年度諾貝爾物理學(xué)獎金)2)類星體與活動星系核(包括銀河系中心天體)的黑洞模型(幾乎國際公認，流行了近半個世紀)挑戰(zhàn):1)挑戰(zhàn)宇宙加速膨脹a)Peng

etal.,2014,“ErrorAnalysisofIaSupernovaandQueryonCosmicDarkEnergy”,J.Astrophys.Astr.(2014)35,253-256(IndianAcademyofSciences)b)arXiv:1506.01354</abs/1506.01354>[pdf],Nielsenetal.,

“MarginalevidenceforcosmicaccelerationfromTypeIasupernovae”“Wefind,rathersurprisingly,thatthedataarestillquiteconsistentwithaconstantrateofexpansion”.2)挑戰(zhàn)星系核的黑洞模型:Mytalk,anda)<Nature>,,2014,Vol.510,126(76個射電噪星系存在強大徑向磁場問題)b)

Selletal.,2014,Apr.arXiv:1404.0677[astro=ph.GA]2Apr.2014(OnJets)c)JangL.,etal.,“Dust-freequasarsintheearlyUniverse”,<Nature>,Vol.464,Issue7287,pp.380-383(2010)

向流行觀念挑戰(zhàn)當前國際上最為流行的兩個觀念:宇宙中的黑洞及其探測類星體與活動星系核(包括位于銀河系中心的天體)“黑洞模型”己經(jīng)流行了將近半個世紀(Lindenbell,Rees,Blandford等人)。國際公認的流行觀念:活動星系核心可能存在大質(zhì)量黑洞(M~(106-1010)M⊙),某些密近雙星中可能存在恒星級質(zhì)量黑洞(M(5-100)M⊙),黑洞對其外面物質(zhì)具有極強的引力作用。天文學(xué)家探測黑洞方法：星系中心或密近雙星系統(tǒng)中的黑洞附近物質(zhì)形成吸積盤和噴流。物質(zhì)掉入黑洞附近時，引力勢能動能(粒子碰撞)熱能X射線輻射或引力勢能動能(在磁場中)同步輻射雖然黑洞本身是暗黑而無法直接觀測的,但是天文學(xué)家通過對黑洞附近吸積盤的輻射性質(zhì)的研究來探討黑洞的存在與它的性質(zhì)(質(zhì)量、轉(zhuǎn)動性質(zhì))

宇宙中的黑洞及其探測類星體與活動星系核(包括位于銀河系中心的類星體與活動星系核“黑洞模型”的主要天文觀測證據(jù)動力學(xué)證據(jù)：在距離銀河系中心距離0.1-0.5pc的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)一些恒星。通過對這些恒星圍繞銀河系中心運動的精確觀測與分析，確定了位于銀心的中心天體的質(zhì)量約為4.6106m⊙

按照現(xiàn)有的恒星演化理論，如此超巨質(zhì)量的“恒星”非常迅速地演化成為黑洞。因此，上述在銀心附近恒星運動的觀測與分析結(jié)果被公認為銀河系中心天體“黑洞模型”最強的觀測事實。（我們的模型中天體外的引力性質(zhì)幾乎完全類同于黑洞模型）。2.銀心中心區(qū)域輻射的觀測。在銀心中心區(qū)域()探測到大量輻射,波段從射電直到近紅外，以及x-射線豐富的輻射(因銀心方向大量塵埃消光，無法直接探測光學(xué)波段的輻射)。按照黑洞模型,這些輻射被“公認”為是由于外圍吸積盤物質(zhì)被黑洞吸積到黑洞附近,由掉落物質(zhì)的引力勢能轉(zhuǎn)化為輻射能而發(fā)光。在這些報道有關(guān)的觀測文章中，這些輻射一律被認為是黑洞存在的有力證據(jù)（強磁場將吸積盤物質(zhì)流阻擋在外）

類星體與活動星系核“黑洞模型”的主要天文觀測證據(jù)動力學(xué)證據(jù)：I.新近的天文觀測---

發(fā)現(xiàn)了銀河系中心反常強的徑向磁場。(<Nature>,2013,151,391)這篇文章報導(dǎo)了對緊密靠近銀心區(qū)域新近發(fā)現(xiàn)的脈沖星(PSRJ1745-2900，它是一顆周期為3.76s的磁星、發(fā)現(xiàn)時它呈現(xiàn)明亮的X-ray閃耀)的多波段射電測量。顯示了脈沖星的反常大的Faraday旋轉(zhuǎn)(在外磁場下,射電輻射的偏振面的旋轉(zhuǎn))，它表明在中心黑洞附近存在著在動力學(xué)上重要的磁場。經(jīng)過詳細的分析后，本文主要的觀測與分析的結(jié)果是:在處,銀心向外的徑向磁場的下限為:銀河系空間的星際磁場通常是沿著銀河系旋臂方向，磁場強度平均約為(10-6G)

I.新近的天文觀測---

發(fā)現(xiàn)了銀河系中心反常強的徑向磁銀心附近如此強大磁場的直接物理后果:―現(xiàn)有流行的銀河系中心黑洞模型失效。關(guān)鍵原因:黑洞本身并不發(fā)光，黑洞模型是依賴外圍吸積盤物質(zhì)被黑洞吸積到黑洞附近,由掉落物質(zhì)的引力勢能轉(zhuǎn)化為輻射能而發(fā)光。根據(jù)(磁流力學(xué)中的)“磁凍結(jié)”效應(yīng):當磁場足夠強大，磁能密度大于等離子體吸積盤氣體(及塵埃)的動能密度時，等離子體的吸積盤將被磁場阻擋在離銀心相當遠的距離以外。即等離子體吸積盤的氣體(及塵埃)物質(zhì)流將無法進入銀心的內(nèi)區(qū)。對于4.6106m⊙的黑洞而言，黑洞的史瓦西半徑為因此，近年來在銀河系中心天體緊鄰區(qū)域內(nèi)發(fā)射的輻射不可能是通過吸積的氣體(及塵埃)發(fā)射的。―黑洞模型失效

銀心附近如此強大磁場的直接物理后果:―現(xiàn)有流行的銀河系定量估計

定量估計

DetectedradiationemittedfromtheGC

Detectedradiationemitted兩大科學(xué)疑難問題銀河系中心的黑洞模型失效。由于在銀心外面0.12pc處發(fā)現(xiàn)非常強的徑向磁場,磁場強度超過了Alfven臨界值,它將阻止(等離子體)吸積盤物質(zhì)接近銀心。天文學(xué)家近年來在銀心附近區(qū)域內(nèi)探測到大量豐富的從射電到近紅外輻射的熱輻射和非熱輻射、X-射線輻射

(Falke&Marko,2013)。這些輻射的源泉是什么？這是迄今的傳統(tǒng)物理學(xué)無法解釋的科學(xué)疑難問題。(第一個矛盾)2.重大疑惑：在距離銀河系中心r=0.12pc處反常強大的徑向磁場

(B>8mG)的源泉是什么？物理學(xué)中有關(guān)產(chǎn)生磁場的現(xiàn)有己知理論都不可能產(chǎn)生如此強大的磁場，更不可能是強大的徑向磁場。這是迄今的傳統(tǒng)物理學(xué)無法解釋的第二個科學(xué)疑難問題。

(第二個矛盾)兩大科學(xué)疑難問題銀河系中心的黑洞模型失效。星際磁場的產(chǎn)生機制:

湍流發(fā)電機原理(Parker),1953)Thekeyideaoftheɑ-turbulencedynamomechanism:theinducedelectro-dynamicpotentialofturbulence

isparalleltomagneticfield.“AtoroidalmagneticfieldAtoroidalelectro-dynamicpotentialAtoroidalcurrentApoloidalmagneticfield

ApoloidalelectrodynamicpotentialApoloidalcurrentAtoroidalmagneticfield.”:thecurloftheturbulentvelocityofthefluid,anditis

approximatelyequivalenttothelarge-scalevortexrotationalangularvelocity.σistheelectricalconductivityofthefluidandtisthetypicaltimescaleoftheturbulence.星際磁場的產(chǎn)生機制:

湍流發(fā)電機原理(Parker),19ɑ-湍流發(fā)電機產(chǎn)生的磁場

ɑ-湍流發(fā)電機產(chǎn)生的磁場

有關(guān)數(shù)據(jù)(太陽內(nèi)最大磁場:)

有關(guān)數(shù)據(jù)(太陽內(nèi)最大磁場:)

星際磁場的產(chǎn)生迄今,觀測到的較為致密星云的最強磁場是正在坍縮的星云W51e2核心附近的磁場,(),(Kochetal.2012)星云密度,由此估算如果按照(Qiuetal.,ApJLetters,2014,794,L18)對正在坍縮形成大質(zhì)量恒星的大質(zhì)量氫分子云G240.31+0.07的觀測,磁場約為,對應(yīng)粒子數(shù)密度約為,由此估算.

二者相差20倍。這同近年來人們對于-湍流發(fā)電機理論中系數(shù)值的不確定性可達1-2個數(shù)量級的討論(Charbonneau2010)相符合。我們可以采取在離銀心0.12pc處,,由此估算通過-湍流發(fā)電機機制產(chǎn)生的磁場為,比觀測的下限(8mG)至少低倍結(jié)論：銀心附近0.12pc處發(fā)現(xiàn)反常強的磁場下限(8mG)是不可能通過-湍流發(fā)電機機制產(chǎn)生的。

星際磁場的產(chǎn)生迄今,觀測到的較為致密星云的最強磁場是正在坍縮兩大矛盾可能導(dǎo)致的科學(xué)意義1.在銀心附近測定的如此強大的磁場是無法通過人們熟知的物來解釋。例如，按照迄今最為有效的α-湍流發(fā)電機機制,如此強大的磁場是不可能通過導(dǎo)電的等離子星際氣體云產(chǎn)生的(相差4個數(shù)量級)2.按照磁流力學(xué)，星際等離子體氣體流是同磁力線凍結(jié)在一起的因此銀心附近如此強大磁場必然將銀心外圍吸積盤的物質(zhì)流阻擋在遠離銀心r>0.1pc()以外。而近年來人們觀測到來自銀河系中心附近區(qū)域內(nèi)的輻射不可能由銀心外圍吸積盤的物質(zhì)流發(fā)射的。這表明現(xiàn)有流行的銀河系中心黑洞模型是無效的。這是對現(xiàn)代物理學(xué)和天體物理學(xué)的嚴峻挑戰(zhàn)。這些天文觀測結(jié)果似乎表明：必須尋找新的有效模型。我們在十多年前提出來的<含磁單極超巨質(zhì)量的活動星系核模型>文章(2001ApJL,551,L23-L26)中的預(yù)言(而且是定量的預(yù)言)相吻合。這是目前給出定量預(yù)言的唯一模型。

兩大矛盾可能導(dǎo)致的科學(xué)意義1.在銀心附近測定的如此強大的磁<含磁單極活動星系核模型>

及其預(yù)言

Qiu-HePengandChi-KangChou,

2001,ApJL.,551,L23-L26

<High-EnergyRadiationfromaModel

ofQuasars,ActiveGalacticNuclei,

andtheGalacticCenter

withMagneticMonopoles><含磁單極活動星系核模型>

及其預(yù)言

Qiu-HePen磁單極背景

磁單極背景

探討“含磁單極天體”的動機1982

年,Cabrela實驗:聲稱探測到“磁單極事件”實驗本身似乎無可挑剔，但沒有重復(fù)探測到，無法肯定。1983年國際會議重點討論“磁單極問題”。我探討“含磁單極天體”的動機―：

“如果粒子物理學(xué)大統(tǒng)一理論預(yù)言的磁單極及其RC效應(yīng)是可靠的,那末它們會對天體物理學(xué)帶來什么樣影響?”探討“含磁單極天體”的動機1982年,Cabrela宇宙早期原始等離子體云內(nèi)的磁單極

宇宙早期原始等離子體云內(nèi)的磁單極

各類天體內(nèi)部可能的磁單極含量

各類天體內(nèi)部可能的磁單極含量

天體俘獲的磁單極數(shù)量天體也可能通過俘獲太空中運動的磁單極來積累。對于太陽、通常恒星、行星而言，它們內(nèi)部所含有的磁單極數(shù)量主要靠俘獲而來，但其含量仍遠低于牛頓飽和值。由于磁單極的超重而沉積在天體核心區(qū)域。試圖在這些天體表面來尋找磁單極幾乎都是徒勞的。類星體、星系核俘獲太空中運動的磁單極的數(shù)量遠遠低于這些天體形成時原始保留的磁單極。(彭秋和、李宗云、王德焴,1985,<中國科學(xué),A>,465-474)地球上截獲的在空間飛行的磁單極數(shù)量(流量)估計如下:地球形成后俘獲從空間飛行的磁單極總數(shù)量估計為:天體俘獲的磁單極數(shù)量天體也可能通過俘獲太空中運動的磁單極來積我們模型的主要思路

1)我們利用粒子物理學(xué)中的Rubakov-Callan效應(yīng)(RC效應(yīng)):磁單極催化核子衰變?yōu)檩p子(重子數(shù)不守恒))作為類星體、活動星系核的主要能源。替代黑洞模型(周圍的吸積流模型只是作為次要能源)2)星系核心的超巨質(zhì)量天體在其周圍附近區(qū)域的引力效應(yīng)類似于黑洞。但是，含有足夠數(shù)量磁單極的超巨質(zhì)量天體既無黑洞視界面、也無中心奇異性。這是由于磁單極催化核子衰變反應(yīng)的速率正比于物質(zhì)密度,衰變的輕子與光子向外發(fā)射，因此中心密度不可能趨向無窮大。結(jié)合粒子物理學(xué)中的RC效應(yīng),避免了經(jīng)典廣義相對論的黑洞理論呈現(xiàn)的中心奇異性問題。使自然界物理理論變得完全自洽與相當和諧。我們模型的主要思路1)我們利用粒子物理學(xué)中的Rubako(關(guān)于銀心我們模型)主要預(yù)言：

(關(guān)于銀心我們模型)主要預(yù)言：

極端超高能宇宙線的源泉

極端超高能宇宙線的源泉

銀心附近的輻射的來源

銀心附近的輻射的來源

我們模型的引力性質(zhì)只要Nature(2013年)那篇文章測量的銀心方向0.12pc處的磁場(下限)是可靠的，根據(jù)迄今

最有效的Alphe-湍流發(fā)電機理論,在銀河系中心附近是不可能產(chǎn)生如此強大的磁場。幾乎唯一可能的候選者是我們的"含磁單極

的超巨質(zhì)量天體(非黑洞)的星系核模型"。

我們的"含磁單極的超巨質(zhì)量天體(非黑洞)的星系核模型"中天體外的引力性質(zhì)(包括引力紅移等)幾乎完全類同于黑洞模型。由于我們的模型中，絕大部分物也都集中核心區(qū)域內(nèi),所以，即使在(1.1-1.2)倍史瓦西半徑處的引力性質(zhì)大致相同。但是在黑洞視界面(史瓦西半徑)鄰近，二者的行為完全不同。我們模型并不排除外圍物質(zhì)的吸積盤，只是說外圍物質(zhì)的吸積盤不是星系核(及類星體)光度(能源)的主要來源。它們光度(能源)的主要來源是):磁單、極催化核子的衰變(RC效應(yīng))過程。我們模型的引力性質(zhì)只要Nature(2013年)那篇文章測量結(jié)論2013年Nature文章中的觀測結(jié)果顯示了銀心附近很強的徑向磁場，它可能具有兩個重大意義:

1)銀河系中心的黑洞模型是非物理的。

2)它可能是(粒子物理學(xué)預(yù)言的)磁單極存在的強烈天文觀測證據(jù)。

3)我們的<含磁單極活動星系核模型>就有可能是(目前己經(jīng)提出的唯一的)一種合理模型。**************************************************

物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。天文學(xué)是以天文觀測與發(fā)現(xiàn)為主導(dǎo)的學(xué)科。天文現(xiàn)象的探索是以物理理論為指導(dǎo)。物理理論必須經(jīng)得住天文觀測的檢驗。

―實踐是檢驗真理的唯一標準--。結(jié)論2013年Nature文章中的觀測結(jié)果顯示了銀心附近很強兩個致密天體碰撞與并合過程中引力波的研究。當前國際上引力波天文學(xué)的研究正處于熱火階段?？臻g探測的國際高頻引力波探測計劃LISA項目(探測當兩個活動星系核(被認為是超大質(zhì)量黑洞)碰撞并合過程產(chǎn)生的引力波)正在計劃之中，而由兩個質(zhì)量較小的致密天體（黑洞、引力波探測項目已開始獲得一些探測數(shù)據(jù)，估計在2017年就中子星、白矮星）碰撞并合過程中產(chǎn)生引力波的地面AdvancedLIGO可以進行有效的數(shù)據(jù)分析。如果這兩個相互碰撞的致密天體含有一定數(shù)量的磁單極，在碰撞過程中它們產(chǎn)生的引力波波形將不同于不含磁單極的情形。一旦AdvancedLIGO釋放探測的數(shù)據(jù)后，可以來判斷哪種模型正確。這是檢驗磁單極模型或黑洞模型的另一種獨立方法。一這項研究將是很有意義的。兩個致密天體碰撞與并合過程中引力波的研究。當前國際上引力波天謝謝。謝謝。銀河系中心黑洞模型失效

和磁單極存在

的天文觀測證據(jù)

彭秋和(qhpeng@)

(南京大學(xué)天文系)，銀河系中心黑洞模型失效

和磁單極存在

的天文觀測證據(jù)

向流行觀念挑戰(zhàn)當前國際上最為流行的兩個觀念:宇宙加速膨脹---宇宙暗能量觀念(因此,三位天體物理學(xué)家獲得2011年度諾貝爾物理學(xué)獎金)2)類星體與活動星系核(包括銀河系中心天體)的黑洞模型(幾乎國際公認，流行了近半個世紀)挑戰(zhàn):1)挑戰(zhàn)宇宙加速膨脹a)Peng

etal.,2014,“ErrorAnalysisofIaSupernovaandQueryonCosmicDarkEnergy”,J.Astrophys.Astr.(2014)35,253-256(IndianAcademyofSciences)b)arXiv:1506.01354</abs/1506.01354>[pdf],Nielsenetal.,

“MarginalevidenceforcosmicaccelerationfromTypeIasupernovae”“Wefind,rathersurprisingly,thatthedataarestillquiteconsistentwithaconstantrateofexpansion”.2)挑戰(zhàn)星系核的黑洞模型:Mytalk,anda)<Nature>,,2014,Vol.510,126(76個射電噪星系存在強大徑向磁場問題)b)

Selletal.,2014,Apr.arXiv:1404.0677[astro=ph.GA]2Apr.2014(OnJets)c)JangL.,etal.,“Dust-freequasarsintheearlyUniverse”,<Nature>,Vol.464,Issue7287,pp.380-383(2010)

向流行觀念挑戰(zhàn)當前國際上最為流行的兩個觀念:宇宙中的黑洞及其探測類星體與活動星系核(包括位于銀河系中心的天體)“黑洞模型”己經(jīng)流行了將近半個世紀(Lindenbell,Rees,Blandford等人)。國際公認的流行觀念:活動星系核心可能存在大質(zhì)量黑洞(M~(106-1010)M⊙),某些密近雙星中可能存在恒星級質(zhì)量黑洞(M(5-100)M⊙),黑洞對其外面物質(zhì)具有極強的引力作用。天文學(xué)家探測黑洞方法：星系中心或密近雙星系統(tǒng)中的黑洞附近物質(zhì)形成吸積盤和噴流。物質(zhì)掉入黑洞附近時，引力勢能動能(粒子碰撞)熱能X射線輻射或引力勢能動能(在磁場中)同步輻射雖然黑洞本身是暗黑而無法直接觀測的,但是天文學(xué)家通過對黑洞附近吸積盤的輻射性質(zhì)的研究來探討黑洞的存在與它的性質(zhì)(質(zhì)量、轉(zhuǎn)動性質(zhì))

宇宙中的黑洞及其探測類星體與活動星系核(包括位于銀河系中心的類星體與活動星系核“黑洞模型”的主要天文觀測證據(jù)動力學(xué)證據(jù)：在距離銀河系中心距離0.1-0.5pc的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)一些恒星。通過對這些恒星圍繞銀河系中心運動的精確觀測與分析，確定了位于銀心的中心天體的質(zhì)量約為4.6106m⊙

按照現(xiàn)有的恒星演化理論，如此超巨質(zhì)量的“恒星”非常迅速地演化成為黑洞。因此，上述在銀心附近恒星運動的觀測與分析結(jié)果被公認為銀河系中心天體“黑洞模型”最強的觀測事實。（我們的模型中天體外的引力性質(zhì)幾乎完全類同于黑洞模型）。2.銀心中心區(qū)域輻射的觀測。在銀心中心區(qū)域()探測到大量輻射,波段從射電直到近紅外，以及x-射線豐富的輻射(因銀心方向大量塵埃消光，無法直接探測光學(xué)波段的輻射)。按照黑洞模型,這些輻射被“公認”為是由于外圍吸積盤物質(zhì)被黑洞吸積到黑洞附近,由掉落物質(zhì)的引力勢能轉(zhuǎn)化為輻射能而發(fā)光。在這些報道有關(guān)的觀測文章中，這些輻射一律被認為是黑洞存在的有力證據(jù)（強磁場將吸積盤物質(zhì)流阻擋在外）

類星體與活動星系核“黑洞模型”的主要天文觀測證據(jù)動力學(xué)證據(jù)：I.新近的天文觀測---

發(fā)現(xiàn)了銀河系中心反常強的徑向磁場。(<Nature>,2013,151,391)這篇文章報導(dǎo)了對緊密靠近銀心區(qū)域新近發(fā)現(xiàn)的脈沖星(PSRJ1745-2900，它是一顆周期為3.76s的磁星、發(fā)現(xiàn)時它呈現(xiàn)明亮的X-ray閃耀)的多波段射電測量。顯示了脈沖星的反常大的Faraday旋轉(zhuǎn)(在外磁場下,射電輻射的偏振面的旋轉(zhuǎn))，它表明在中心黑洞附近存在著在動力學(xué)上重要的磁場。經(jīng)過詳細的分析后，本文主要的觀測與分析的結(jié)果是:在處,銀心向外的徑向磁場的下限為:銀河系空間的星際磁場通常是沿著銀河系旋臂方向，磁場強度平均約為(10-6G)

I.新近的天文觀測---

發(fā)現(xiàn)了銀河系中心反常強的徑向磁銀心附近如此強大磁場的直接物理后果:―現(xiàn)有流行的銀河系中心黑洞模型失效。關(guān)鍵原因:黑洞本身并不發(fā)光，黑洞模型是依賴外圍吸積盤物質(zhì)被黑洞吸積到黑洞附近,由掉落物質(zhì)的引力勢能轉(zhuǎn)化為輻射能而發(fā)光。根據(jù)(磁流力學(xué)中的)“磁凍結(jié)”效應(yīng):當磁場足夠強大，磁能密度大于等離子體吸積盤氣體(及塵埃)的動能密度時，等離子體的吸積盤將被磁場阻擋在離銀心相當遠的距離以外。即等離子體吸積盤的氣體(及塵埃)物質(zhì)流將無法進入銀心的內(nèi)區(qū)。對于4.6106m⊙的黑洞而言，黑洞的史瓦西半徑為因此，近年來在銀河系中心天體緊鄰區(qū)域內(nèi)發(fā)射的輻射不可能是通過吸積的氣體(及塵埃)發(fā)射的。―黑洞模型失效

銀心附近如此強大磁場的直接物理后果:―現(xiàn)有流行的銀河系定量估計

定量估計

DetectedradiationemittedfromtheGC

Detectedradiationemitted兩大科學(xué)疑難問題銀河系中心的黑洞模型失效。由于在銀心外面0.12pc處發(fā)現(xiàn)非常強的徑向磁場,磁場強度超過了Alfven臨界值,它將阻止(等離子體)吸積盤物質(zhì)接近銀心。天文學(xué)家近年來在銀心附近區(qū)域內(nèi)探測到大量豐富的從射電到近紅外輻射的熱輻射和非熱輻射、X-射線輻射

(Falke&Marko,2013)。這些輻射的源泉是什么？這是迄今的傳統(tǒng)物理學(xué)無法解釋的科學(xué)疑難問題。(第一個矛盾)2.重大疑惑：在距離銀河系中心r=0.12pc處反常強大的徑向磁場

(B>8mG)的源泉是什么？物理學(xué)中有關(guān)產(chǎn)生磁場的現(xiàn)有己知理論都不可能產(chǎn)生如此強大的磁場，更不可能是強大的徑向磁場。這是迄今的傳統(tǒng)物理學(xué)無法解釋的第二個科學(xué)疑難問題。

(第二個矛盾)兩大科學(xué)疑難問題銀河系中心的黑洞模型失效。星際磁場的產(chǎn)生機制:

湍流發(fā)電機原理(Parker),1953)Thekeyideaoftheɑ-turbulencedynamomechanism:theinducedelectro-dynamicpotentialofturbulence

isparalleltomagneticfield.“AtoroidalmagneticfieldAtoroidalelectro-dynamicpotentialAtoroidalcurrentApoloidalmagneticfield

ApoloidalelectrodynamicpotentialApoloidalcurrentAtoroidalmagneticfield.”:thecurloftheturbulentvelocityofthefluid,anditis

approximatelyequivalenttothelarge-scalevortexrotationalangularvelocity.σistheelectricalconductivityofthefluidandtisthetypicaltimescaleoftheturbulence.星際磁場的產(chǎn)生機制:

湍流發(fā)電機原理(Parker),19ɑ-湍流發(fā)電機產(chǎn)生的磁場

ɑ-湍流發(fā)電機產(chǎn)生的磁場

有關(guān)數(shù)據(jù)(太陽內(nèi)最大磁場:)

有關(guān)數(shù)據(jù)(太陽內(nèi)最大磁場:)

星際磁場的產(chǎn)生迄今,觀測到的較為致密星云的最強磁場是正在坍縮的星云W51e2核心附近的磁場,(),(Kochetal.2012)星云密度,由此估算如果按照(Qiuetal.,ApJLetters,2014,794,L18)對正在坍縮形成大質(zhì)量恒星的大質(zhì)量氫分子云G240.31+0.07的觀測,磁場約為,對應(yīng)粒子數(shù)密度約為,由此估算.

二者相差20倍。這同近年來人們對于-湍流發(fā)電機理論中系數(shù)值的不確定性可達1-2個數(shù)量級的討論(Charbonneau2010)相符合。我們可以采取在離銀心0.12pc處,,由此估算通過-湍流發(fā)電機機制產(chǎn)生的磁場為,比觀測的下限(8mG)至少低倍結(jié)論：銀心附近0.12pc處發(fā)現(xiàn)反常強的磁場下限(8mG)是不可能通過-湍流發(fā)電機機制產(chǎn)生的。

星際磁場的產(chǎn)生迄今,觀測到的較為致密星云的最強磁場是正在坍縮兩大矛盾可能導(dǎo)致的科學(xué)意義1.在銀心附近測定的如此強大的磁場是無法通過人們熟知的物來解釋。例如，按照迄今最為有效的α-湍流發(fā)電機機制,如此強大的磁場是不可能通過導(dǎo)電的等離子星際氣體云產(chǎn)生的(相差4個數(shù)量級)2.按照磁流力學(xué)，星際等離子體氣體流是同磁力線凍結(jié)在一起的因此銀心附近如此強大磁場必然將銀心外圍吸積盤的物質(zhì)流阻擋在遠離銀心r>0.1pc()以外。而近年來人們觀測到來自銀河系中心附近區(qū)域內(nèi)的輻射不可能由銀心外圍吸積盤的物質(zhì)流發(fā)射的。這表明現(xiàn)有流行的銀河系中心黑洞模型是無效的。這是對現(xiàn)代物理學(xué)和天體物理學(xué)的嚴峻挑戰(zhàn)。這些天文觀測結(jié)果似乎表明：必須尋找新的有效模型。我們在十多年前提出來的<含磁單極超巨質(zhì)量的活動星系核模型>文章(2001ApJL,551,L23-L26)中的預(yù)言(而且是定量的預(yù)言)相吻合。這是目前給出定量預(yù)言的唯一模型。

兩大矛盾可能導(dǎo)致的科學(xué)意義1.在銀心附近測定的如此強大的磁<含磁單極活動星系核模型>

及其預(yù)言

Qiu-HePengandChi-KangChou,

2001,ApJL.,551,L23-L26

<High-EnergyRadiationfromaModel

ofQuasars,ActiveGalacticNuclei,

andtheGalacticCenter

withMagneticMonopoles><含磁單極活動星系核模型>

及其預(yù)言

Qiu-HePen磁單極背景

磁單極背景

探討“含磁單極天體”的動機1982

年,Cabrela實驗:聲稱探測到“磁單極事件”實驗本身似乎無可挑剔，但沒有重復(fù)探測到，無法肯定。1983年國際會議重點討論“磁單極問題”。我探討“含磁單極天體”的動機―：

“如果粒子物理學(xué)大統(tǒng)一理論預(yù)言的磁單極及其RC效應(yīng)是可靠的,那末它們會對天體物理學(xué)帶來什么樣影響?”探討“含磁單極天體”的動機1982年,Cabrela宇宙早期原始等離子體云內(nèi)的磁單極

宇宙早期原始等離子體云內(nèi)的磁單極

各類天體內(nèi)部可能的磁單極含量

各類天體內(nèi)部可能的磁單極含量

天體俘獲的磁單極數(shù)量天體也可能通過俘獲太空中運動的磁單極來積累。對于太陽、通常恒星、行星而言，它們內(nèi)部所含有的磁單極數(shù)量主要靠俘獲而來，但其含量仍遠低于牛頓飽和值。由于磁單極的超重而沉積在天體核心區(qū)域。試圖在這些天體表面來尋找磁單極幾乎都是徒勞的。類星體、星系核俘獲太空中運動的磁單極的數(shù)量遠遠低于這些天體形成時原始保留的磁單極。(彭秋和、李宗云、王德焴,1985,<中國科學(xué),A>,465-474)地球上截獲的在空間飛行的磁單極數(shù)量(流量)估計如下:地球形成后俘獲從空間飛行的磁單極總數(shù)量估計為:天體俘獲的磁單極數(shù)量天體也可能通過俘獲太空中運動的磁單極來積我們模型的主要思路

1)我們利用粒子物理學(xué)中的Rubakov-Callan效應(yīng)(RC效應(yīng)):磁單極催化核子衰變?yōu)檩p子(重子數(shù)不守恒))作為類星體、活動星系核的主要能源。替代黑洞模型(周圍的吸積流模型只是作為次要能源)2)星系核心的超巨質(zhì)量天體在