您说"即质子要穿行10^(13)秒（十万年）才能有幸被电磁力散射一次，"

    是否又在蒙我们？

  按照李宗伟、肖光华著的{天体物理学}第292页所说，光子连续两次与星际尘埃相碰的自由程是L,观测表明，银河系中太阳所处的L的平均为3000L.Y（L.Y为光年）.也就是说光子每运动3000L.Y，就会与与星际尘埃相碰一次。质子与星际尘埃相碰的次数不会低于光子与星际尘埃相碰的次数。

    而且我们已知星际介质中星际气体和星际尘埃密切地混合在一起，两者一般以云和云的复杂体的形式存在，银河系中星际尘埃的质量与星际气体质量的比例约为1%，光子或质子与星际气体分子相碰撞的次数应该大大于光子或质子同星际尘埃相碰撞的次数，绝对不是jqsphy所说的"即质子要穿行10^(13)秒（十万年）才能有幸被电磁力散射一次，"。

而且我们已知星际介质中星际气体和星际尘埃密切地混合在一起，两者一般以云和云的复杂体的形式存在，银河系中星际尘埃的质量与星际气体质量的比例约为1%，光子或质子与星际气体分子相碰撞的次数应该大大于光子或质子同星际尘埃相碰撞的次数，绝对不是jqsphy所说的"即质子要穿行10^(13)秒（十万年）才能有幸被电磁力散射一次，"。

【【沈回复：在我前面的计算中，我已经把“星际尘埃与星际气体”折算为质子（10^5质子每立方米），不再区分星际尘埃与星际气体。另外，临近地球的超新星也有不少，距离地球只有几十光年到几百光年（你可以在网上找），这些距离都比你的3000L.Y要小，这也说明超新星爆发时所有射线可以几乎同时到达地球。】】

    是否又在蒙我们？

  按照李宗伟、肖光华著的{天体物理学}第292页所说，光子连续两次与星际尘埃相碰的自由程是L,观测表明，银河系中太阳所处的L的平均为3000L.Y（L.Y为光年）.也就是说光子每运动3000L.Y，就会与与星际尘埃相碰一次。质子与星际尘埃相碰的次数不会低于光子与星际尘埃相碰的次数。

【【沈回复：我说Ｌ等于十万光年，{天体物理学}第292页所说Ｌ为3000L.Y，相差３０倍，其实，这在实质上没有区别。这是因为判断的标准有所区别，即动量失去多少的散射才算一次碰撞。如果将失去0.00000000000000000000001比率的散射也算一次“合格”的碰撞，那么L可以为几亿光年。{天体物理学}第292页所说Ｌ为3000L.Y，那是将一些动量损失比较微弱的碰撞也算作一次了，而在超新星爆发产生的宇宙射线而言，射线很硬，很多只能算砰瓷的碰撞，都算不了什么，故而“合格的碰撞”几率更低，L肯定要比你一般“软宇宙射线”的自由程“3000L.Y”大得多。

     其实，以上道理我在前面帖子已经说得清清楚楚了。你我都没有必要再写这帖。】】

    而且我们已知星际介质中星际气体和星际尘埃密切地混合在一起，两者一般以云和云的复杂体的形式存在，银河系中星际尘埃的质量与星际气体质量的比例约为1%，光子或质子与星际气体分子相碰撞的次数应该大大于光子或质子同星际尘埃相碰撞的次数，绝对不是jqsphy所说的"即质子要穿行10^(13)秒（十万年）才能有幸被电磁力散射一次，"。

     【【沈回复：我前面计算的数据已经把“星际尘埃与星际气体”合起来折算成“10^（5）质子每立方米”，不再区分，星际尘埃与星际气体。

       总之，由于超新星爆发的宇宙射线很“硬”，普通的软碰撞（即我所说的改变能量仅仅千电子伏)根本可以不计，对于那些硬碰撞（严重改变粒子运动能量和方向），起码要穿行10^(13)秒（十万年）才能有幸被电磁力散射一次，是合理的。

       最后，根据网上的引用“鄰近地球的超新星，是指離地球距離充分近（大約少於100光年>），以致於恆星死亡產生爆炸的結果足以對地球的生物圈>產生影響的超新星”，“最近的估計預測距離地球8秒差距>（26光年）的II型超新星會摧毀地球一半的臭氧層，這樣的預測主要是依據1987年在大麥哲倫星系>爆炸的第II型超新星SN 1987A>被測量到的輻射通量”，也就是说，距离地球很近的超新星也是有很多的，它们只有几十到几百光年距离，这也远远小于你所引用的，{天体物理学}第292页所说Ｌ为3000L.Y。这也正好说明，超新星爆发时，所有这些临近地球的超新星产生的宇宙射线几乎同时到达地球。这一点我曾想指出，但没有指出，现在正式向你指出，就是为了断绝你的念想。】】

"一个十万光年，一个3000L.Y，相差30倍，本质上没有区别。这是因为对于散射的标准有所不同，即失去多少动量才算一次有效散射。如果把那些软碰撞也算一次有效碰撞，那么L可以很小。但是，宇宙射线是很硬的，软碰撞根本不会影响其动量。我说"即质子要穿行10^(13)秒（十万年）才能有幸被电磁力散射一次"，也仅仅影响质子千电子伏特能量罢了。如果把那些改变质子1电子伏特的软碰撞也算上，那么我的L可以比你的3000L.Y还要小，但这又有什么意思呢？它们根本几乎不影响宇宙射线的传播方向和动量。"

    "一个十万光年，一个3000L.Y，相差30倍，本质上没有区别。"一个理论值与实际值相差30倍，一个物理学家竟然说"本质上没有区别。"真是天大的笑话。是不肯认错吧？

    一个以接近光速运动的质子与近似静止的星际尘埃碰撞后能量和动量改变的平均值是多少？质子与小质量小体积的质子的碰撞截面和碰撞后能量及动量改变是否会与质子与大质量大体积的星际尘埃的碰撞截面和碰撞后能量及动量改变相同？相差多少？您给大家说说，不就很清楚了？

     您说的"如果把那些改变质子1电子伏特的软碰撞也算上，那么我的L可以比你的3000L.Y还要小，但这又有什么意思呢？它们根本几乎不影响宇宙射线的传播方向和动量。"完全是理屈词穷的说辞。

您说"如果将失去0.00000000000000000000001比率的散射也算一次"合格"的碰撞，那么L可以为几亿光年。"

   大家都知道粒子之间的碰撞截面是一个物理上强度作用量，只有作用粒子之间的作用强度达到一定的作用下限才能被计算到作用截面中去。将失去0.00000000000000000000001比率的散射 会属于碰撞截面吗？

    "一个十万光年，一个3000L.Y，相差30倍，本质上没有区别。"一个理论值与实际值相差30倍，一个物理学家竟然说"本质上没有区别。"真是天大的笑话。是不肯认错吧？ 

【沈回复：这又不是什么精确的物理量，因为你连碰撞的定义标准都没有，你谈何L的精确值？正确的话是我以下这么一句：要是你说L=3000L.Y，那就是等于把无关紧要的软碰撞都算在其中，一万次软碰撞都抵不上一次硬碰撞；我说L=十万光年，才是实打实的实质性的硬碰撞。这才是事实本质。而你呢，见风就是雨。】

    一个以接近光速运动的质子与近似静止的星际尘埃碰撞后能量和动量改变的平均值是多少？质子与小质量小体积的质子的碰撞截面和碰撞后能量及动量改变是否会与质子与大质量大体积的星际尘埃的碰撞截面和碰撞后能量及动量改变相同？相差多少？您给大家说说，不就很清楚了？

【【【沈回复： 我这些答案（“能量及动量改变的平均值是多少”），早已在前面几帖都说得明明白白。你自己不会理解。首先，我说明，我这里把所有尘埃和气体都折算成质子（因为本来就是质子与质子之间的碰撞）。我帮你理解我前面早已说的话“电磁力也可以散射质子，此时这个作用截面S可以大一些，如取10^(-26)平方米，那么SNC＝10^(-13)次/秒，即质子要穿行10^(13)秒（十万年）才能有幸被电磁力散射一次，当然，这个散射效果不是很好（基本可以看作没有散射），因为质子束流很“硬”，这种电磁散射几乎不改变质子的运动方向和速度（作用截面为S=10^(-26)平方米的散射导致的能量改变量级大约为一千电子伏特”。为什么我说“能量改变量级大约为一千电子伏特”（对应于L=10万L.Y.）？这是因为散射截面S=10^(-26)平方米，那么作用力程就是10^(-13)米，两个质子靠近距离10^(-13)米，电势能是多少？约为一千电子伏特。失去一千电子伏特能量，动量改变多少，你自己可以计算。注意：一千电子伏特，实在太小了，比起超新星爆发产物的能量，实在可以不计。所以，这还是软碰撞。要产生实质性的碰撞，作用力程还应该减小两个数量级，那么S减小四个数量级，由此自由程L应该增大四个数量级，所以，我的L=10万L.Y.是很保守的。客观地说，L应该是10亿光年，才可以让高能粒子在旅程中受到一次实质性碰撞。这也符合黄新卫老是提到的GZK截断问题（一些能量远高于10^(20)电子伏特的粒子，显然来自河外星系，穿越了很多个星系，能量丝毫没有减弱）。要是按照你的看法，L只有3000光年，能量早已耗散光了，那么也就没有GZK截断这个国际热门研究问题了。】】】

     您说的"如果把那些改变质子1电子伏特的软碰撞也算上，那么我的L可以比你的3000L.Y还要小，但这又有什么意思呢？它们根本几乎不影响宇宙射线的传播方向和动量。"完全是理屈词穷的说辞。

【【沈回复：你说L=3000L.Y，那就是等于把无关紧要的软碰撞（如仅仅失去一电子伏特的能量）都算在其中了（你看到的《天文学教材》上说的光子碰撞，主要就是指可见光的光子，可见光的光子能量大约是几电子伏特数量级）。 你这个参照有什么价值？？超新星爆发的粒子能量都很高，都是极端相对论粒子。散射截面与自由程也是随着能量变化的。你这个“低能量级别”的参照有什么价值可言？？

      再说了，还存在距离地球几十到几百光年的超新星呢，远比你的L=3000L.Y小，实际观察到的“所有粒子几乎同时到达地球”也包含这种近距离超新星例子。】】

我的比方当然是夸张了一点。目的就是来说明，碰撞分软硬两种。

你用教材上的L=3000光年来作为参照，根本不可靠。因为那是可见光光子被尘埃吸收，转化为热量，是低能现象。而散射截面随着能量变化而变化，宇宙射线是高能粒子，你可以拿L=3000光年来私下里参照，但这个参照结果不可靠。

高能粒子受到星际粒子的硬散射，自由程很长，这本是一个常识。还有上面说到的GZK截断问题（一些能量远高于10^(20)电子伏特的粒子，显然来自河外星系，穿越了很多个星系，能量丝毫没有减弱），都说明了我的话没有骗你。再说，还存在距离地球几十到几百光年的超新星呢，远比你的L=3000L.Y小，实际观察到的“所有粒子几乎同时到达地球”也包含这种近距离超新星例子。

我以前的研究中，倒曾希望宇宙射线散射的“自由程L短一些，硬散射机会多一些”（正如你所愿），可惜，实际不是这样，所以只好放弃那个课题中的设计。

我的比方当然是夸张了一点。目的就是来说明，碰撞分软硬两种。

你用教材上的L=3000光年来作为参照，根本不可靠。因为那是可见光光子被尘埃吸收，转化为热量，是低能现象。而散射截面随着能量变化而变化，宇宙射线是高能粒子，你可以拿L=3000光年来私下里参照，但这个参照结果不可靠。

高能粒子受到星际粒子的硬散射，自由程很长，这本是一个常识。还有上面说到的GZK截断问题（一些能量远高于10^(20)电子伏特的粒子，显然来自河外星系，穿越了很多个星系，能量丝毫没有减弱），都说明了我的话没有骗你。再说，还存在距离地球几十到几百光年的超新星呢，远比你的L=3000L.Y小，实际观察到的“所有粒子几乎同时到达地球”也包含这种近距离超新星例子。

我以前的研究中，倒曾希望宇宙射线散射的“自由程L短一些，硬散射机会多一些”（正如你所愿），可惜，实际不是这样，所以只好放弃那个课题中的设计。

您说"星际尘埃与星际气体"合起来折算成"10^（5）质子每立方米"，不再区分星际尘埃与星际气体。”

“星际尘埃与星际气体"与”10^（5）质子每立方米"，在与以接近光速运动的质子的碰撞的截面或使质子碰撞后能量和动量改变量是否相同或等效？相差多少？是否需要证明？

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SHEN RE: 对于质子-质子碰撞，以上等效，没有区别。

至于你所引用的那天文学教材之所以要提及光子－尘埃碰撞的自由程L=3000LY,却不提光子－气体分子碰撞的L，为什么？要知道，星际气体分子密度要比星际尘埃密度大100倍。原因在于光子－尘埃碰撞更明显（光子很大部分能量可以转化为热，过程不可逆），而与气体分子碰撞，比较难，因为还涉及原子能级能量差与光子能量的匹配。要是不匹配，就无法共振吸收和散射，于是就是透明的。而对于质子－质子碰撞，就没有这些区别了。

"为什么我说"能量改变量级大约为一千电子伏特"（对应于L=10万L.Y.）？这是因为散射截面S=10^(-26)平方米，那么作用力程就是10^(-13)米，两个质子靠近距离10^(-13)米，电势能是多少？约为一千电子伏特。失去一千电子伏特能量，动量改变多少，"

  真是笑话，两个相互以接近光速靠近的质子之间难道只有电势能的改变?它们之间的电磁辐射难道可以忽略不计？

在X射线的轫致辐射中，高速运动的电子都能被正电荷（包括质子）减速到0，并辐射出大量的X射线。难道以接近光速运动的质子就不能被正电荷或者电子或星际尘埃产生电磁辐射作用，导致显著的减速作用？

【【【沈回复： 我这些答案（"能量及动量改变的平均值是多少"），早已在前面几帖都说得明明白白。你自己不会理解。首先，我说明，我这里把所有尘埃和气体都折算成质子（因为本来就是质子与质子之间的碰撞）。我帮你理解我前面早已说的话"电磁力也可以散射质子，此时这个作用截面S可以大一些，如取10^(-26)平方米，那么SNC＝10^(-13)次/秒，即质子要穿行10^(13)秒（十万年）才能有幸被电磁力散射一次，当然，这个散射效果不是很好（基本可以看作没有散射），因为质子束流很"硬"，这种电磁散射几乎不改变质子的运动方向和速度（作用截面为S=10^(-26)平方米的散射导致的能量改变量级大约为一千电子伏特"。为什么我说"能量改变量级大约为一千电子伏特"（对应于L=10万L.Y.）？这是因为散射截面S=10^(-26)平方米，那么作用力程就是10^(-13)米，两个质子靠近距离10^(-13)米，电势能是多少？约为一千电子伏特。失去一千电子伏特能量，动量改变多少，你自己可以计算。注意：一千电子伏特，实在太小了，比起超新星爆发产物的能量，实在可以不计。所以，这还是软碰撞。要产生实质性的碰撞，作用力程还应该减小两个数量级，那么S减小四个数量级，由此自由程L应该增大四个数量级，所以，我的L=10万L.Y.是很保守的。客观地说，L应该是10亿光年，才可以让高能粒子在旅程中受到一次实质性碰撞。

   您这种只分析高速运动质子与静止质子之间的相互作用是非常片面的，也是非常不准确的。因为在星际空间运动的高速质子不仅与质子相互作用，还与氢原子或星际介质中的电子相互作用，这种力非常强大，甚至在10^(-10)米都很大，可以将电子拉向高速运动的质子，使质子与电子之间的最小距离小于10^(-13)米，高速运动的质子甚至会带着“抢来”的电子一起运动，从而极大地减低其速度。

您这种只分析高速运动质子与静止质子之间的相互作用是非常片面的，也是非常不准确的。因为在星际空间运动的高速质子不仅与质子相互作用，还与氢原子或星际介质中的电子相互作用，这种力非常强大，甚至在10^(-10)米都很大，可以将电子拉向高速运动的质子，使质子与电子之间的最小距离小于10^(-13)米，高速运动的质子甚至会带着"抢来"的电子一起运动，从而极大地减低其速度。
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SHEN RE: 你上面所说的一翻废话“甚至在10^(-10)米都很大，可以将电子拉向高速运动的质子，使质子与电子之间的最小距离小于10^(-13)米，高速运动的质子甚至会带着"抢来"的电子一起运动，从而极大地减低其速度”，我在前面帖子中早已也废话过。这些相互作用对于质子的能量改变，仅仅在于1000电子伏特以下，只占超新星爆发产物质子动能的千万分之一以下，完全可以不计。

 沈回复：我所说的“作用力程就是10^(-13)米，两个质子靠近距离10^(-13)米，电势能是多少？约为一千电子伏特”自然包含你所说的电磁辐射（因为相互作用势能仅仅只有一千电子伏特，其若转化为“X射线的轫致辐射”，自然这个“X射线的轫致辐射”也仅仅只有一千电子伏特以下），就像一个体重100千克的人，要减肥，不可能减掉101千克。

您说"SHEN RE: 你上面所说的一翻废话"甚至在10^(-10)米都很大，可以将电子拉向高速运动的质子，使质子与电子之间的最小距离小于10^(-13)米，高速运动的质子甚至会带着"抢来"的电子一起运动，从而极大地减低其速度"，我在前面帖子中早已也废话过。这些相互作用对于质子的能量改变，仅仅在于1000电子伏特以下，只占超新星爆发产物质子动能的千万分之一以下，完全可以不计。"

     我还以为您不回复呢。 真不知道您的物理学副教授是真的还是假的。既然高速运动的质子能将10^(-10)米的电子拉到使质子与电子之间的最小距离小于10^(-13)米，为什么就不能继续拉到小于10^(-15)米，甚至更小呢？这在物理上有问题吗？

既然高速运动的质子能将10^(-10)米的电子拉到使质子与电子之间的最小距离小于10^(-13)米，为什么就不能继续拉到小于10^(-15)米，甚至更小呢？这在物理上有问题吗？

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SHEN RE: 当然可以，前面已说。但这个撞击机会很低，几亿年才能碰上一次。这在前面已经说。

高速的质子的“高速”，对于散射，起着两个相反的作用。一方面，因为它高速，可以克服库伦排斥势能，使得力程可以小于10^(-15)米，但另一方面，也因为高速，使得两个粒子呼啸而过，无法发生有效的作用。

    如果按高速运动的质子与电子10^(-10)米以内就发生碰撞，按照李宗伟、肖光华著的{天体物理学}第293页所说，年轻星周围气体的密度N(H)～10的9次方每立方米。在此条件下，一个质子在中性介质内使一个电子发生碰撞前所通过的距离大约只有L,L=1/N(H)σ =10^(11)米，质子与电子发生一次碰撞所经过的时间为10^(11)米/[3*10^(8)米每秒]=333秒，高速质子在年轻星周围气体中运动，质子与电子发生一次碰撞所经过的时间6分钟不到，何来几亿年才能碰上一次。"

    如果按高速运动的质子与电子10^(-10)米以内就发生碰撞，按照李宗伟、肖光华著的{天体物理学}第293页所说，年轻星周围气体的密度N(H)～10的9次方每立方米。在此条件下，一个质子在中性介质内使一个电子发生碰撞前所通过的距离大约只有L,L=1/N(H)σ =10^(11)米，质子与电子发生一次碰撞所经过的时间为10^(11)米/[3*10^(8)米每秒]=333秒，高速质子在年轻星周围气体中运动，质子与电子发生一次碰撞所经过的时间6分钟不到.一年大约碰撞95000次。每次按照损失10电子伏特，质子运动一年大约要损失950000电子伏特。

您说"两个质子靠近距离10^(-13)米，电势能是多少？约为一千电子伏特。“

按照我的计算两个质子靠近距离10^(-13)米，电势能约为14400电子伏特。"

高速质子在年轻星周围气体中运动，质子与电子发生一次碰撞所经过的时间6分钟不到，何来几亿年才能碰上一次。"

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SHEN RE:

你有多大几率被遇到“年轻星”呢？ 初步估算，几亿个粒子只有一个才可能遇到年轻星，其他粒子都碰不到，或者说，让几亿个粒子全部碰上年轻星，那么这些粒子都要旅行几亿年。

您说"两个质子靠近距离10^(-13)米，电势能是多少？约为一千电子伏特。“

按照我的计算两个质子靠近距离10^(-13)米，电势能约为14400电子伏特。"

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SHEN RE:  我只是毛估估。如果你计算得到是14400电子伏特，我也相信。不过这完全不影响问题实质。不要说14400电子伏特，即使再大100倍，也不影响问题实质，因为根据GZK阶段，实验还观察到存在能量为10^20电子伏特以上的宇宙射线（主要是质子、电子），它们普遍被认为来自遥远超新星爆发。10^20电子伏特比你的14400电子伏特大一亿亿倍。这些“两个质子靠近距离10^(-13)米”软散射，都可以不计。即使每秒钟接受一次软散射，损失14400电子伏特能量，也要等到一亿亿秒（三亿年）才可以损耗完毕。

高速质子在年轻星周围气体中运动，质子与电子发生一次碰撞所经过的时间6分钟不到，何来几亿年才能碰上一次。"

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SHEN 再回复：

根据28楼叙述“根据GZK阶段，实验还观察到存在能量为10^20电子伏特以上的宇宙射线（主要是质子、电子），它们普遍被认为来自遥远超新星爆发。10^20电子伏特比你的14400电子伏特大一亿亿倍。这些“两个质子靠近距离10^(-13)米”软散射，都可以不计。即使每秒钟接受一次软散射，损失14400电子伏特能量，也要等到一亿亿秒（三亿年）才可以损耗完毕”， 你的“质子与电子发生一次碰撞所经过的时间6分钟不到”说明：对于10^20电子伏特以上的宇宙射线，每6分钟才损失14400电子伏特能量，由此可见，损失完10^20电子伏特，需要花费三百六十亿亿秒（1080亿年），这比目前宇宙年龄还长，而且还要求宇宙到处是密密麻麻均匀分布的年轻星气体。