景詩之穎

“中子星上主要是不帶電的中子，為什麼其磁場那麼強？”相較於普通天體來說，中子星的磁場強度是非常高的，這主要和中子星自身含有巨大的質量和能量有關，但是對於中子星磁場的產生原因，目前尚無定論。

中子星

中子星是繼黑洞和夸克星（理論上存在的一種緻密星體）之後密度第三大天體，形成中子星的恆星質量通常在8-30倍太陽質量之間，當這些中等質量的恆星處於演化末期時，其內部的核聚變反應將以鐵元素來進行，但是鐵元素聚變反應釋放出的能量小於其聚變所吸收的能量，因此恆星內部的輻射壓將不足以抵達自身重力引起的坍縮效應，整個恆星的物質將快速的向核心處跌落，落向核心處的物質由於“反彈效應”又會快速的向外衝出，從而形成猛烈的超新星爆炸。

當整個恆星坍縮形成的壓力作用到恆星內核處時，內核物質會處於極端高壓狀態，粒子在高壓作用下被“壓碎”成中子、質子和電子，而電子和質子又被“壓在一起”形成中子，此時整個核心向內的引力和向外的中子簡併壓處於平衡狀態，中子星也就誕生了。科學家估計中子星的質量在1.35倍太陽質量到2.1倍太陽質量之間，如此高的質量被壓縮在一個半徑為十到二十公里範圍的球形區域內，因此中子星的密度也非常大，據估計每立方厘米中子星物質質量高達二十億噸。除此之外中子星還繼承了一部分恆星的角動量，由於中子星半徑更小所以其轉速也是非常快，據估計中子星表面最大的線速度可達光速的百分之七十。

現有理論模型認為，雖然這種緻密星體被稱為中子星，但是整個星體的構成物質並非全部都是中子，整個中子星外到內由於壓力的增加，物質會呈現不同的狀態與結構。通常認為中子星的最外層可能會有一個十米多厚的“大氣層”，在中子星極端的溫度與引力作用下，這部分以氦粒子為主的“大氣層”將處於等離子態，並不時的通過核聚變反應釋放出大量的能量。中子星的外殼處於薄而堅固的狀態，通常認為其主要成分是鐵，在極端的重力作用下，整個中子星表面的起伏落差不超過兩釐米。隨著深入核心，物質的密度也在逐漸增加，中子也會越來越密集，從而形成一種由中子、質子、電子混合成的超流體物質。而中子星的核心是什麼狀態，科學家並沒有明確的結論，可能是“夸克湯”或者固體中子晶格等。

中子星的磁場

天文學家於1967年發現了首顆中子星，雖然距今已有五十多年，但是對於中子星結構、性質依然充滿疑惑，當然這也包括中子星的磁場。中子星的磁場強度比地球磁場要高出上萬億倍，雖然關於中子星磁場的成因並不清楚，但是科學家在現有理論基礎上也提出了一些可能的原因，比如和其相關的中子磁矩和“電磁轉化（天體發電機理論）”等。

在談論磁場的成因時，往往離不開電場的因素。電磁理論告訴我們，電與磁就像是物質的一體兩面，交變的電場可以產生磁場，而交變的磁場也可以產生電場，同樣在微觀世界也會產生這種作用。電流可以認為是電荷的移動，因此帶有電荷的微觀粒子本身也是可以產生磁場的，以電子為例，電子攜帶負電荷且圍繞原子核運動，因此其具有相應的軌道磁矩，同時它的自旋運動也會產生自旋磁矩，當然按照理論力學來說，這兩種磁矩也都是量子化的。

對於中子星磁場的成因，也有理論參考恆星的磁場形成機制進行過分析。通常認為恆星的磁場源自其內部的等離子體運動，這些等離子體由於對流作用以及恆星的自轉作用會產生自感電流和自發磁場，我們地球的磁場也有相似的成因，而同樣的作用也可能發生在中子星上。首先從結構上來說，中子星也是含有等離子物質的，而且其自轉週期往往在數毫秒內，因此在這些條件的作用下中子星也是有可能激發出極高的感應磁場。

綜合以上兩點，對於本題來說，不論中子星的磁場是何種原因形成，之所以其磁場強度如此之大，肯定和中子星自身的質量、密度、引力、自轉週期等因素有關，也就是說中子星的高強度磁場，是由中子星自身的條件所決定的。

總結

綜上所述，雖然中子星由大量中子組成，但是中子本身也是有磁矩的，不過對於中子星磁場的形成原因，科學家並沒有清晰的答案。中子星作為一種緻密性，其自身的結構、質量、密度、引力、自轉週期等都超乎尋常天體，這也是其磁場強度如此之大的原因。

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漫步的小豆子

中子星的中子雖總體不帶電，但是和電子一樣有1/2自旋。按夸克理論也是由3個帶電荷的夸克組成，這些粒子轉動就產生磁場 。還有就是中子星自轉速度極快，在量子力學中，自旋是粒子所具有的內在性質，其運算規則類似於經典力學的角動量，並因此產生一個磁場。（透過熾熱內核物質的對流所產生的，情形就如一臺發動機。如果在對流現象發生期間同時擁有高自轉速度（週期約10毫秒左右），其產生的電流足以傳遍整顆天體，便足夠把其自轉動能轉為其磁場。相反，如果天體的自轉速度較慢，其內核物質的對流所產生的電流不足以傳遍整顆天體，只在局部區域流動。）

備註：中子星另一個重要特徵是存在強度極高的磁場，超過10的12次方高斯，它使表層的鐵聚合成長長的鐵原子鏈：每個原子都被壓縮並沿磁場被拉長，而且首尾相接，形成從表面向外伸出的“須狀物”。在表面以下，由於壓力太高，單個原子不能存在。它使中子星沿著磁極方向發射束狀無線電波（射電波）。中子星自轉非常快，能達到每秒幾百轉。中子星的磁極與兩極通常不吻合，所以如果中子星的磁極恰好朝向地球，那麼隨著自轉，中子星發出的射電波束就會象一座旋轉的燈塔那樣一次次掃過地球，形成射電脈衝。人們又稱這樣的天體為“脈衝星”。（以脈衝為固定燈塔，對未來宇宙航行確定位置具有重大意義，我國天眼就是找這些玩意兒[摳鼻]）

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這涉及若干動力學原理，以下抽絲剝繭，逐一道來，似乎也是順理成章。本文只是提供粒子動力學的全新視角，僅供參考，若有附議，不勝欣慰。

1 萬有的：運動↔極性↔荷性↔引力

萬物皆動，萬象皆變。靜止與恆常，都是相對的，即相對於參照系而言。

這是辯證唯物主義的基本原理，既適合自然科學，也適合人文科學與思維科學。

1.1 為什麼物質總在運動？

其1，是因為物質要保持獨立存在，就得佔據空間並有活動空間，擠在一起就失去了自我。

其2，物質在自己的空間活動，總要受到其它物質的影響，因此，物質在空間的運動是不均衡的，軌跡的偏轉與漂移是必然的。

其3，偏轉迫使物質至少做不規則的翻滾，粒子越小，翻滾越快，越像自轉，南北極負壓差越大，極性就越大。

其4，電子是自轉最快的最小粒子。電子以光速自旋的向心力叫

這是第一推動力（First Cause），是被苦苦追求的大統一力（Grand United Force）。

1.2 為什麼萬物皆有極性？

其1，電子與電荷，二者異名同指。電子力F₀=m₀c²/r₀與電荷e=1.6×10⁻¹⁹C是等當的。

可證明：電子是構造萬象的基元粒子。實體質量=n個電子質量，即：m=nm₀。例如，質子=1836m₀，中子=1840m₀

其2，電荷的本質，是電子南北極性，電子的電子力與電荷與磁荷與自旋磁矩，是電子固有的可等效代換的動力學測度。

其3，萬物皆有的極性、荷性、引力、磁性、磁矩，只是所有電子因同斥異吸疊加的弱化效應。粒子的中性是不存在的，只是弱化效應導致的弱荷性或弱引力，而已。

其4，所有物質的電荷性、磁荷性、南北極性，一律簡化為“荷性”。萬物皆有荷。例如，分子荷、原子荷、質子荷、中子荷、電子荷、光子荷、地球荷（地磁場）。

中性粒子是不存在的，原子、中子、中微子、光子，都不是中性的，只是它們的荷密度遠小於電子荷密度，而已。

例如，根據電子湮滅反應方程，光子最小半徑λ/2π=0.77pm是電子半徑2.82fm的273倍，荷密度縮小273³=2000萬倍。

例如，萬有引力是電子力矩陣疊加的弱化效應：F=Gm₁m₂/R²=ξ(m₁c²/R)(m₂c²/R)，其中，弱化係數ξ=G/c⁴=8.2×10⁻⁴⁵。

2 為什麼要命名為中子星？

中子星的命名主要依據原子結構原則、電荷守恆定律、萬有引力定律。

2.1 電荷守恆定律

電荷守恆，是指封閉體系內部不管發生什麼變化，其原有的電荷總量保持不變。

原子作為一個封閉體系，電荷總量保持不變。原子的電荷平衡關係是：

①原子(a⁰)→電子(e⁻)+質子(p⁺)+中子(n⁰)

原子荷=0，是因為電子荷抵消了質子荷。

②中子(n⁰)→質子(p⁺)+電子(e⁻)+中微子(ν⁰)

中子荷=0，是因為質子荷抵消了電子荷。

2.2 萬有引力定律

F=GMm/R²可理解為，類地岩石天體內空間的收斂力(F)與自身質量(M)成正比，與場半徑平方(R²)成反比。

附註：由於地球是岩石型天體，地球是整體自轉，而

大質量天體至少會不斷吸積附近的宇宙塵埃、流星雨、小行星。隨著吸積量的不斷累積，天體質量會變得越來越大。

直到原子內空間核外電子的抗簡併壓無法支撐，電子塌陷到原子核，與質子結合為中子。此時，原有的分子態與原子態不復存在，天體內部只有中子態。

中子態，本質上是原子態的電磁力(F₁)演化化為中子態的電磁力(F₂)：

F₁=ke²/r₁²→F₂=1.5ke²/r₂²

F₂/F₁=1.5(r₁/r₂)²（r₁=0.131nm）

=1.5×(0.13/0.094)²

=1.5×13.8²=286

同時，萬有引力擴大了286倍，質量吸積了286倍，則原子態變中子態。

假設地球是原子星，原子核的間距R=0.13納米，當地球吸積到286倍地球質量，就成了中子星

M₀=286×6×10²⁴=1.72×10²⁷kg

有人說，中子星的最小質量與太陽相仿。這不靠譜，這與萬有引力定律不協調。

3 中子星本該叫電子星，為什麼？

粒子物理學有一個很大的困惑：核子質量嚴重虧損，簡稱“質虧災難”❗❗❗，而標準粒子模型，似乎“牛頭不對馬嘴”。

3.1 質子理論模型

質子(p)→夸克環(uud)+繆子(μ)+膠子(g)

為簡化與對照，筆者用兩種質量單位：

① 兆電子伏特：M[eV/c²]，簡稱M

② 電子質量：m₀[=0.511M]，簡稱m₀

質子的質量方程，寫成兩個等效方程：

p(938M)→uud(9.6M)+μ(106M)+g(0)

p(1836m₀)→uud(18m₀)+μ(207m₀)+g(0)

質量虧損1-225/1836=88%❗❗❗

而牛轟轟的希格斯機制也不能自圓其說。難怪楊振寧先生勸大家不要涉足高能物理。顯然，夸克環模型、膠子與繆子的粒子模型至少不能自圓其說。

筆者根據核反應方程與電磁力方程（庫侖定律），提出全新的質子構造模型：

質子(p)=核內電子(e⁺)+場介質(m')...(1)

根據原子核β衰變以光速釋放β電子的基本事實，假設：質子是由1個高能電子(e⁺)以光速震盪的漩渦球，即質子的本質是電子。

電子光速旋進急劇擾動了質子內空間，產生電子音爆，吸納外空間的場介質，激發光子波長最短，場密度也到最大，質子內空間就有了場質量：m'=1835m₀，這是電子造質機制（無中生有）。

p(1836m₀)→e⁺(m₀)+m'(1835m₀)...(2)

其2：場質量的解析式

場質量=場密度×場體積：m'=ρ'V'..(3)

場密度：ρ'=m₀/(4π/3)r'³...(4)

光子半徑：r'=λ/2π...(5)

光子體積：V'=(4π/3)(λ/2π)³...(6)

質子體積：V=(4π/3)r³..(7)

其3：音爆製造的場質量

根據(3)~(7)，不難導出

場質量方程：m'=m₀r³/r'³...(8)

其4：推導電子軌道半徑

根據方程(1)有：m₀r³/r'³=1835m₀...(9)

導出軌道半徑：r=r'·³√1835=9.4pm

其中光子半徑：r'=λ/2π=0.77pm

3.2 中子的理論模型

中子(n)→正負電子(e⁻)+場介質(m')...(10)

n(1840m₀)=e⁺⁻(2m₀)+m'(1838m₀)...(11)

由於正負電子之間的同斥異吸弱化效應，有所謂的電弱力，即核內電荷之間的電磁力：

F=1.5ke²/R²=ξ(m₀c²/R)²...(12)

弱化係數：ξ=1.5ke²/(m₀c²)²=5.1×10⁻²

可見，電弱力大約是強力的5%。電磁力大約是強力的3%。

在中子模型中，由於弱力作用，正電子軌道半徑大大縮短，在核心地位以光速震盪，負電子以光速環繞運動。

正電子音爆質量：m'⁺=m₀r³/r'³=3m₀

正電子軌道半徑：r⁺=r'·³√3=1.1pm

負電子音爆質量：m'⁻=m₀r³/r'³=1835m₀

負電子軌道半徑：r⁻=r'·³√1835=9.4pm

4 中子星的最小半徑

4.1 中子星的最小質量

按第2章設中子星的最小質量

M₀=1.72×10²⁷kg。

4.2 中子星的最大密度

中子態密度≈中子星密度

中子密度=中子質量÷中子體積，即

ρ=1840m₀/4.2r³（r=9.4×10⁻¹²m）

=1840×9.11×10⁻³¹÷(4.2×9.4³×10⁻³⁶)

=4.8×10⁵kg/m³≈500噸/米³

密度是鋼鐵7.8噸/米³的64倍，是太陽密度1.4噸/米³的360倍。有人覺得這個數字偏低了，我不以為然。

在中子星的中心區域，中子態相當於超高溫等離子體的熔融態，電子皆以光速震盪，有超強抗簡併壓能力，必須有足夠震盪空間。

在中子星的邊緣區域則不然，否則就會出現超新星大爆炸的臨界狀態。

有人甚至說，黑洞（作為超高密中子星）的密度無窮大，勢必導致電子一個個緊挨在一起而不再運動，這顯然是荒謬的。

4.3 中子星的最小半徑

①中子星的最小體積：

V=M/ρ=1.72×10²⁷÷(4.8×10⁵)

=3.6×10²¹ [m³]

②中子星的最小半徑：

R=³√(V/4.2)=³√(3.6×10²¹÷4.2)

=9.5×10⁶[m]

=9500km。（地球半徑6400km）

5 中子星的線速度

5.1 估算中子星的線速度

據說，脈衝星最短週期0.0014秒，最長週期11.76秒，最快與最慢的線速度：

v(max)=2πR/T

=2π×9.5×10⁶/0.0014

=4.3×10¹⁰米/秒=143c😱

v(min)=2πR/T

=2π×9.5×10⁶/11.76

=5.13×10⁶米/秒=0.017c

5.2 估算中子星的光速半徑

顯然，中子星的線速度超光速，是絕不可能的。只能理解為：

由於中子星是一團超高溫電子氣，中子星自轉不可能像地球一樣整體一起轉動。

可能是中心區域以光速自轉，邊緣區域因粘滯作用做低速跟轉。

這好比容器中的切碎機刀片高速旋轉，邊緣物料並不同速旋轉。

假設T=0.0014秒是最短週期：

令，v=2πR/0.0014=c

有：R=0.0014c/2π=6.7×10⁴米

即，脈衝星從中心半徑67千米處之後，粘滯速度越來越低。

6 中子星的設想模型

從脈衝星的燈塔效應，可知中子星的核心區域67千米處，整體性以光速旋轉。進而聯想，中子星是一個光速自轉的巨大漩渦體。

中子星中心區的南北極，應該有與電子南北極一樣的引力結構。

①中子星核心層的向心力

F=MC²/R

=2×10³²×3×10⁸÷(6.7×10⁴)

=9×10³⁵[N]

②地球表層的向心力

F=mg=6×10²⁴×10=6×10²⁵[N]

③太陽表層的向心力

F=mg=2×10³⁰×2.7×10⁸=5.4×10³⁸ [N]

其中，g=Gm/R²

=6.67×10⁻¹¹×2×10³⁰÷(7×10⁵)²

=2.7×10⁸[m/s²]

7 估算最大中子星的質量

最大中子星理論上是存在的。因為，

當中子星質量到最大，核心層電子之間碰撞概率極大，引發正負電子湮滅反應，同時，殼層的核聚變產物，從重元素到輕元素依次產物，會因湮滅急劇膨脹而發生大爆炸。

假設電子之間最小間距

d=0.1~0.01r₀=0.0282~0.282fm

其中，r₀=2.82fm是電子的經典半徑。

最小與最大的電磁力倍比：

η=1.5(9.4pm/d)²=1.7×10¹²~10¹⁴

則，最大中子星質量範圍在：

M*=ηM₀

=1.7×10¹²~10¹⁴×1.72×10²⁷

=3×10³⁹~10⁴¹千克

=15億~1500億個太陽質量。

據有關資料稱，本超星系團的M87黑洞質量為65億個太陽質量。估計超新星質量在100億左右個太陽質量。

結語

1. 核內電子的動力學，是筆者開發的一塊處女地，旨在走出標準粒子模型的困境。

2. 運動是物質的存在形式，萬有的極性、荷性、引力場，是描述絕對運動的三個側面。

3. 地球原子星只能大概推演到中子星，數據不免有些出入，但不妨礙“原子態→中子態”的動力學邏輯框架之嘗試。

4. 最大中子星（超新星）的核心層有光速自轉，邊界層有依次從重元素到輕元素，可作為地球礦物質元素來源的一個解釋方案。

物理新視野

認知有誤。電子不可能進入核電內，更不可能正負合一。正確認知，負電子無限接近正電核，測不出電勢稱不顯電勢的核子，科學家稱為中子。這個說，大家可以理解，中子星的強磁場的形成原因了吧。即運動中的中子速率不同也會有變化的強電勢的。U=BIv。這個公式。U是電勢差，B是磁場強度，|是可變電流，v是速率。這個科技值，希望大家瞭解。生活中也常有，比如，靜電。祝大家幸福，科普大門為你點贊而開啟。

春風十里草草過

中子星物質結構都是中子緊密排列構成，密度高，可以說是宇宙中自然宇宙界的密度最高的組成了。中子與質子一樣都有自旋磁矩。而且磁場強度巨大，如此巨大密度中子彼此緊密構成，當然形成非常非常巨大的宏觀磁場。而且在暗能量中微子流的催動下，近乎光速的旋轉，不斷輻射出集中的磁場輻射，它會把周圍的暗能量以及電磁波能量加強形成一致的電磁能量，掃射宇宙的一切。因為中子星有規律的高速旋轉，輻射高強度電磁波能量，很容易被發現。有些可以作為宇宙的燈塔標記出宇宙中的位置。

雲天32

這是一個很複雜的問題，它關係到宇宙模型，原子模型，基礎粒子的構造模型，以及粒子在自然界的演化模式，如果要講清楚它就得修正並完善當代主流理論，這個問題打個比方就象問:象棋中的馬是人工養的或者是野生的，馬的生長特點及其養植技術是怎樣的？你說怎麼回答。

有關電磁電荷正負電荷吸斥效應等等問題都是自然中動態體的非平衡區域區間的動態平衡運動形為。本題內容可去書上找到處都是，至於是否與自然界現象匹配就很難講了，在我認為中子星是根本不存在的星體，但當代大師們都說有，為了考試為了學位你還是信大師的好，不然考分不及格浪費父母期望質。

宇宙譜

這個我們人類是暫時不正確知道的，因為現在任何人都無法去中子星去研究考察。所以那些誇誇其談的人最好不要在這裡七瞎子哄八瞎子了。不要說中子星，恐怕地球上百分之九十九以上的人都沒有飛出地球吧。古人說：耳聽為虛，眼看為實。

成功影視

確實很難理解，也許與中子星的高溫與高速旋轉有關，也與它的高密度有關：在高密度條件下，一部分物質被擠碎，以宇宙射流脈衝電磁波形式從兩極噴出，這有可能就是磁場的來源。

關鍵字: 磁場 帶電 中子星