從“紅移定律”對宇宙創(chuàng)生與膨脹的推斷
前言:
一直以來人類就對宇宙的產(chǎn)生與發(fā)展不斷進(jìn)行探索,直至今日依然被諸多問題困擾。從宇宙大爆炸到宇宙膨脹,人類既加深了對宇宙的過去﹑現(xiàn)在與將來的認(rèn)識和了解,同時也面臨著更多的難題。
本論文針對宇宙膨脹動力所在以及宇宙現(xiàn)階段的性質(zhì)等進(jìn)行了相關(guān)解釋,提出了一些反常的見解:宇宙膨脹動力主要來自于宇宙創(chuàng)生時大爆炸所剩余的能量;宇宙邊緣做加速膨脹運(yùn)動,其加速度不斷減?。挥钪鎯?nèi)部能量不守恒等。
關(guān)鍵詞:
多普勒紅移[①]﹑宇宙膨脹﹑加速度﹑暗物質(zhì)﹑暗能量﹑創(chuàng)生﹑奇點(diǎn)﹑黑洞﹑宇宙大爆炸﹑能量守恒定律﹑外宇宙﹑坍縮﹑宇宙核﹑臨界(或者稱之為空域)﹑速度差﹑內(nèi)球面﹑超光速膨脹﹑創(chuàng)生能量﹑物質(zhì)能量密集點(diǎn)﹑宇宙邊緣[②]等。
正文:
1觀點(diǎn)簡述
1.1
推動宇宙膨脹的主要動力是宇宙內(nèi)部的斥力以及宇宙創(chuàng)生時于宇宙邊緣剩余的能量[③]。
1.2
現(xiàn)階段宇宙不僅在加速膨脹,而且其加速度不斷減?。河钪嫣祗w加速遠(yuǎn)離地球,并且這種加速度在不斷減??;天體光譜紅移的位移加速變化[④],其加速度呈遞減趨勢。
1.3
宇宙是封閉宇宙[⑤],宇宙本身的引力與創(chuàng)生能量的損耗將使宇宙停止膨脹并走向坍縮。
1.4
就整個宇宙而言,其內(nèi)部能量是不守恒的,是不斷減少的。
1.5
邊緣與宇宙核過渡區(qū)域內(nèi)將會形成一個臨界(或者稱之為空域),在這個臨界(或者稱之為空域)內(nèi),存在具有人類目前未知屬性的場。
2觀點(diǎn)論述
2.1
依據(jù)紅移定律及哈勃定律,宇宙是一個有限無界膨脹的系統(tǒng)。任何一個系統(tǒng)的自我膨脹都源自于內(nèi)部能量的釋放,如同TNT炸彈一樣,只有無窮大的能量[⑥]才能使宇宙發(fā)生膨脹。促使宇宙現(xiàn)階段膨脹的能量主要來自于宇宙內(nèi)部的斥力以及宇宙創(chuàng)生時大爆炸所剩余的物質(zhì)與能量,而這些物質(zhì)與能量組成了今天的宇宙,其中包括各種天體﹑暗物質(zhì)﹑暗能量,并且在這些暗物質(zhì)與暗能量中,宇宙邊緣暗物質(zhì)與暗能量占主要部分。
2.2
現(xiàn)階段的宇宙是一個以創(chuàng)生起始刻的奇點(diǎn)為“偏中心”類似球的立體,其內(nèi)部是充滿無窮大的暗物質(zhì)與暗能量,各種天體也是大爆炸的產(chǎn)物,作為宇宙中能量密集點(diǎn),各種天體以不同方式向外釋放能量,進(jìn)而維持宇宙內(nèi)部的穩(wěn)定。起初整個宇宙是紊亂的,在經(jīng)歷130多億年的運(yùn)行后,才漸漸形成現(xiàn)階段穩(wěn)定的狀態(tài)。
整個宇宙發(fā)展的過程是一個由起初不穩(wěn)定到穩(wěn)定再到最后不穩(wěn)定(坍縮)周而復(fù)始的過程,其間邊緣暗物質(zhì)﹑暗能量損耗增大,能量總量減小[⑦],能量密集度也不斷減小。
隨著宇宙的膨脹﹑邊緣的擴(kuò)大,宇宙進(jìn)一步膨脹所受到外宇宙的阻力增大,隨之使得促使膨脹所損耗的能量增大,進(jìn)而使宇宙內(nèi)部能量差減小,能量總量減小,邊緣能量密集度減小,因而宇宙膨脹的加速度也在減小,并且表現(xiàn)在多普勒紅移中應(yīng)為天體光譜向紅端的位移加速變化,其加速度呈遞減趨勢。
2.3
當(dāng)創(chuàng)生能量消耗殆盡時,宇宙內(nèi)部能量不足以使宇宙邊緣抵擋外強(qiáng)壓力(外宇宙對宇宙的扼制),加之宇宙本身的引力,從而使宇宙發(fā)生坍縮,并且是加速坍縮。到宇宙終結(jié)那刻,宇宙將再次形成一個無限小的能量密集點(diǎn),或者是作為一個黑洞的形式存在,從此系統(tǒng)外[⑧]吸收物質(zhì)與能量,同時也會釋放物質(zhì)與能量維持外宇宙的內(nèi)部平衡,直至總能量積聚到足以引發(fā)下一次大爆炸。
2.4
就整個宇宙而言,其內(nèi)部能量是不守恒的,是不斷減少的。宇宙從創(chuàng)生起就受到外界阻力和本身引力的扼制,在克服外宇宙阻力和自身引力時,宇宙將喪失部分能量,這些喪失的能量會散逸到外宇宙:因此說在宇宙內(nèi)部,能量不守恒。
2.5
宇宙邊緣與宇宙核過渡區(qū)域內(nèi)將會形成一個臨界(或者稱之為空域),這是邊緣膨脹速度與宇宙核向外宇宙運(yùn)動的速度之差說造成的結(jié)果。在這個臨界(或者稱之為空域)中,存在某種具有特殊性質(zhì)(或許這種性質(zhì)目前為人類所未知)的場,引力通過這個場吸引宇宙中各種天體向外宇宙運(yùn)動。
(一) 宇宙核膨脹的原因:
1)
2)
(二) 宇宙邊緣膨脹速度與宇宙核向外宇宙運(yùn)動的速度之差產(chǎn)生的原因:
1)
2)
3)
4)
宇宙模型圖
參考文獻(xiàn)
〔1〕史蒂芬·霍金 《時間簡史》湖南科學(xué)技術(shù)出版社 ,2006年
〔2〕張密生 《科學(xué)技術(shù)史》武漢大學(xué)出版社 ,2005年
〔3〕百度百科—紅移﹑黑洞﹑暗物質(zhì)等詞條 ,2008年
[①] 由于多普勒效應(yīng),從離開我們而去的恒星發(fā)出的光線的光譜向紅光光譜方向移動。一個天體的光譜向長波(紅)端的位移。天體的光或者其它電磁輻射可能由于運(yùn)動、引力效應(yīng)等被拉伸而使波長變長。因?yàn)榧t光的波長比藍(lán)光的長,所以這種拉伸對光學(xué)波段光譜特征的影響是將它們移向光譜的紅端,于是這些過程被稱為紅移。
[②] 宇宙邊緣不是一個具體的顯邊界,而只是蘊(yùn)含著無窮能量的隱邊界。
[③] 宇宙創(chuàng)生時所剩余的能量簡稱為“創(chuàng)生能量”。
[④] 一個天體的光譜向長波(紅)端的位移在單位時間內(nèi)呈遞增的趨勢,假設(shè)t1為前時刻,t2為后時刻,l1為前時刻內(nèi)位移量,l2為后時刻內(nèi)位移量,且t1=t2,l1<l2,則其加速度= >0,△t=1個單位時間;假設(shè)a1=Δv1/Δt,a2=Δv2/Δt,其中Δv1>Δv2,則其加速度的倒數(shù)= = <0。若實(shí)驗(yàn)條件允許,這種現(xiàn)象一定存在。
[⑤] 封閉宇宙:由于宇宙本身引力與斥力相互變化使宇宙最終停止膨脹并不斷坍縮。
[⑥] 依照相對論,這種無窮大的能量足以使任何物質(zhì)在任何介質(zhì)中以超光速運(yùn)動,甚至可以說宇宙邊緣向外宇宙擴(kuò)展的速度大于或等于光速。
[⑦] 此處不違背能量守恒定律,因?yàn)樵谟钪媾蛎涍^程中,宇宙邊緣會受到外宇宙強(qiáng)壓力的扼制,創(chuàng)生能量在克服外宇宙扼制時會有一部分散逸到外宇宙,宇宙內(nèi)部能量總量也就會減小。
[⑧] 此處可以理解為外宇宙。