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太陽如何文火燉地球?兼談聚焦熱中微子內炙地核 (發表於6年前)
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kiwaho (只看此人 )
時間: 2017-6-20 05:13
地球上的陽光雨露滋潤了人類的繁衍生息,同享太陽恩典的大自然其他物種也生機勃勃。這都得益於地球的溫暖氣候適合生命存在,如果到處都凍得比南北極還冷,地球將是一片死寂。
太陽無疑是終極能量的提供方,那麼地球是如何吸收太陽的能量,或者說太陽是如何“慢燉”或“叉燒”我們這個藍色的星球呢?
我最近的一篇以英語發表的論文,回答了上述問題。預印本服務器上的備份鏈接:Converged Solar Neutrinos Heat Outer Core of Earth to Liquid , http://vixra.org/pdf/1704.0375v3.pdf
這裡再用中文復述一遍這個“故事”。
我們知道:地球的外核是高溫液態鐵鎳。下圖是從英文教材拷貝的解剖圖:
下圖是從中文教材拷貝的示意圖:
令人吃驚的是:地球核心分內外兩圈,內核是固態的鐵疙瘩,外核竟像煉鋼爐內的滾燙鐵水,且厚達2200 公裡!
這是什麼原因導致的呢?
官科簡單解釋為高壓所致,但這個液圈的起始和終止位置,大自然到底如何剛好這樣界定,卻無法描述。
顯然,熔融態一定意味著高溫,所以,問題歸根結底是要尋找導致這一溫度分布的決定因素。
大家都有微波爐的使用經驗:地瓜要是放到微波爐裡烤,先熟的一定是裡層某一圈,如果剛好是個圓溜溜的地瓜,烤後的溫度分布,還真有點神似地球內部的狀態。
理解下圖非常關鍵,該圖來自我的那篇論文:
圖中紅線代表太陽光,黑線代表中微子。
太陽光的功率密度約在1000 瓦/ 平米,中微子功率密度約45 瓦/ 平米,質子- 質子鏈聚變反應生成的低能中微子或熱中微子,是中微子通量能譜的主要波段。
太陽光只能在地球表面吸收和反射,或可深入土壤或水體較淺深度,但終究無法穿透地球。
要說太陽文火燉地球,太陽光的直射真的功不可沒,但僅此表面功夫而已,畢竟光子不能穿透地球,且有相當部分散射到太空無法回收。
那麼地球有沒有內炙的因素在起作用呢?
先看高能中微子,或稱快中微子。它幾乎暢通無阻地穿越地球,僅受重力作用產生極微的折射,焦點或許遙遠到冥王星以外。所以,忽略這部分占比很小且幾乎無折射的能譜。
壓軸戲當屬熱中微子。前一篇文章已經提到這個低端能級的中微子,已被俄國科學家逮到可以被鏡面反射的鐵證。
既然能被反射,豈有不可折射之理?
如果地球對1eV 至100keV 這個波段的熱中微子,能有2 以上的折射率,那麼,按照我更前一篇博文:折射率與球透鏡的焦區幾何光學分析-- 光學科普 http://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-1061095.html ,太陽的熱中微子就會在地球內部會聚成一個焦區。
下圖展示了一個折射率很接近2 的玻璃球,生成的焦區就在球外附近。同理,中微子聚焦情形,應可以上圖示意,只不過換成內聚而已。
必定存在一個恰當的大於2 的折射率范圍,使得焦區剛好覆蓋地球內核的熔融外圈。權且給有興趣的、肯鑽研的朋友留道 習題 :請精確算出理想的折射率。
更奇妙的是,地球內核材料幾乎100% 由鐵鎳組成。而它倆屬於最穩定的元素,不像不穩定的重核那樣,如釷鈾,有顯著的自然核衰變,並釋放衰變熱。
那麼,聚焦後的熱中微子能與鐵鎳有何互動呢?如果沒有,故事結束,聚也匆匆,散也匆匆,不留下一絲回憶,就當啥也沒發生。
然而,大自然就是這麼有靈性:這個鐵鎳的核素竟然留有後手,且聽我慢慢道來。
鐵有4 個穩定同位素:54Fe 、56Fe 、57Fe 、58Fe ,“兄弟”之間的豐度比分別是:5.845% 、91.754% 、2.119% 、0.282% 。
其中,唯有57Fe ,其核能級竟然存在一個能量超低的激發態14keV ,這當然在熱中微子聚焦後的中性流的可激發范圍。
鎳也是個“多子家族”,有5 個穩定同位素:58Ni 、60Ni 、61Ni 、62Ni 、64Ni ,“兄弟”之間的豐度比分別是:68.07% 、26.22% 、1.14% 、3.63% 、0.93% 。
其中,唯有61Ni ,竟也存在一個能量很低的核激發態67keV ,雖然“太熱”了點,但仍在熱中微子聚焦後的中性流的可激發范圍。
我論文的圖片中,同時列出了57Fe 和61Ni 的核反應方程式。其實說白了,就是吸收熱中微子的能量,然後迅速退激吐出伽瑪光子,而光子能就近被吸收,以致升溫。
因為是中性流(Natural Current )吸收,這種能量“打劫”方式,不一定湮滅中微子,假設能量100keV 的熱中微子,被57Fe 劫走14keV 後,帶著剩下86keV ,“灰溜溜地”穿過地球了。
如果是荷性流(Charged Current )吸收,能量打劫的同時,也消滅了該中微子。這裡不屬於此情形,因為沒有嬗變發生,僅激發-退激而已。荷性流吸收多發於 快中微子,且發生貝塔衰變 。
這兩核素在家族內部豐度雖不高,57Fe 僅2.119% ,而61Ni 僅僅1.14% ,但由於地球內核基本就只有鐵鎳,故而其“打劫”熱中微子聚焦後的能量,應該是相當可觀的!
幸虧地球是不停自轉的,否則焦區真要被燒焦了;也幸虧有自轉,才使得地球各個角落的生靈,有機會輪流受到太陽的寵幸。天庭的和諧公正昭然若揭, 至少比人類社會洋洋得意的和諧社會,還要偉光正很多倍!
說到這裡,略顯尷尬:到底是先有焦區燒焦了,從而推動地球自轉,還是先有自轉,從而形成了均勻的熔融外核呢?暫時是個見仁見智的問題,我姑且相信後者。
熱中微子聚焦可把鐵熔化?也許不全是,地球自身壓力或許也貢獻了一份子。但要說透鏡聚焦太陽光,可以拿來點火香煙,大家肯定一致同意。
下圖來個形象對比:
這一推測引發我無窮思緒:幸虧鐵鎳中有57Fe 和61Ni 兩個活寶,否則熱中微子被地球聚焦,不過是浪費造物主的苦心。盤古開天地時萬一忽略這個設計細節,現在的地球還能保持現有內外溫度嗎?
這個焦區縱跨2200 公裡,而對於給定能量的熱中微子,幾何光學的計算得不到這麼大的焦區尺寸,因而,這個大焦區會聚的熱中微子能量,肯定不是單一的,而應該呈一定分布譜。
我們知道:太陽白光含有紅橙黃綠青藍紫等諸多波長成分,每種波長對應不同的折射率,所以,三棱鏡能將它們一一分出來。
同理,不同能量的熱中微子,一定有不同的折射率,能量越高,折射率越低,達到快中微子的程度後,就像伽瑪光那樣,再也不“折腰”了。
據此,在那個大焦區裡,越靠近地幔,熱中微子能量應該越高。
鎳61Ni 的核激發能67keV ,高出鐵57Fe 的14keV 將近5 倍,顧而,“天若有情”的話,應該將地核的鎳成分比例不均勻分布,越靠近地幔,鎳含量應該越高,這才符合人們發現的核能級數據。
果然,“蒼天不負人類”,地核的鐵鎳比例恰好如此分布,在最內核,正是100% 的鐵,往外則線性減少!
丫丫了這麼多,倒底能否拿出鐵證呢?
我還真犯難了,上帝也沒本事將地球劈開給你驗證。幸好有旁證:
新華社2014 年02 月19 日電:日本超級神岡探測器,發現幽靈般的粒子在黑暗裡更加活躍,這個大科學裝置首次顯示夜間中微子通量,比白天高出3.2% 。
這個消息當時引起了國際轟動!在我看來,可惜呀,可惜,科學團隊將其歸因於中微子的三味嬗變!
其實,如果熱中微子被地球聚焦的猜測為真,那麼,根據幾何光學計算,夜間的通量真的要比白天多出3.2% 以上。哇噻,茫茫宇宙間,還有什麼比這更巧合的嗎?
最後,順便提一下地球的軟流圈asthenosphere ,它是地幔的一部分,弱塑性變形區域,位於岩石圈的下面、中間圈的上面,其深度下界在地表以下180 至220km 深處,其基部甚至在700km 深處。相對於地核外圈,真的顯得很單薄。
既然變軟了,也一定是高溫引起。但它的升溫機制,與我認為的地核外殼升溫機制有所不同。這岩石圈裡的元素組成,不再是鐵鎳了,而是眾多的其它元素。其中鉀、釷、鈾等元素放射活性很高,很有可能是這些元素在這層富集度較高,引起了顯著的核衰變致熱。
假設能有中微子聚焦到這個區域,其能量也許超過了熱中微子的波段,還不一定能否有足夠的折射率呢。
月球是否也是這樣運作的呢?
在地球上看月亮,只能永遠看到她的一面,而從太陽上看月亮,她跟地球或其它行星一樣,也是任何角落都可均勻得到太陽的普照。可想而知:月球始終用同一面面對地球小公轉,也是無奈的選擇,誰叫地球不是強大的中微子源呢?這再一次應證了大自然的聰明和偉大!
這事大伙兒怎麼想呢?
附錄
美國政府公布的標准核數據:
鐵57Fe : www.nndc.bnl.gov/chart...Fe&unc=nds
鎳61Ni : http://www.nndc.bnl.gov/chart/getdataset.jsp?nucleus=61Ni&unc=nds
參考文獻:
1. Converged SolarNeutrinos Heat Outer Core of Earth to Liquid, Yanming Wei, DOI:10.13140/RG.2.2.22716.23689, http://vixra.org/pdf/1704.0375v3.pdf
2. Neutrino coherentforward scattering and its index of refraction, Jiang Liu, DOI: 10.1103/PhysRevD.45.1428 .
3. Gravitationalfocusing of cosmic neutrinos by the solar interior, Yu. N. Demkov and A. M. Puchkov, 2000Physical review, DO I: 10.1103/PhysRevD.61.083001 .
4. Neutrino andgraviton rest mass estimations by a phenomenological approach, Dimitar Valev, preprintarXiv:hep-ph/0507255.
5. First Indicationof Terrestrial Matter Effects on Solar Neutrino Oscillation, A. Renshaw et al, 2014 Physicalreview letter DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.091805 .
6. New discoveriesin Parkhomov’s 60Co astro-catalyzed beta decay, Yanming Wei, 2017, Researchgate, DOI:10.13140/RG.2.2.30632.98564 . http://vixra.org/pdf/1704.0374v2.pdf
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_________________ 太陽溫火燉地球,灑遍人間都是熱。新鮮的能量隨手可汲,何必舍近求遠挖地球。安得馬力千瓦厚?不負上蒼不負卿! http://kiwaho.com
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電梯直達
kiwaho (只看此人 )
時間: 2017-6-23 09:07
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Hstt (只看此人 )
時間: 2017-6-23 11:57
太難懂了。。理科果然不適合我。。
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