宇宙层级理论和本子时空理论

孙贞坚

摘要：基础科学的最新发现，时空和宇宙的最新理论。理论涉及两个最新物理常数的发现，构建了最新的粒子模型和时空模型。计算了整个宇宙的大致尺度，对暗物质、暗能量进行了最新的解释。对前人的科学理论进行了整合，提出了新的研究方向和研究方法。

关键词：宇宙单元常数;宇宙层级常数;本子时空;暗物质和暗能量;时间方法

Cosmic Hierarchy Theory and Benzi Spacetime Theory

Sun Zhenjian

China Agricultural UniversityShandongYantai264000

Abstract：The latest discoveries in basic science，the latest theories of spacetime and the universe.The theory involves two latest discoveries of physical constants，and builds the latest particle models and spacetime models.It calculates the approximate size of the universe，and explains dark matter and dark energy.It integrates the previous scientific theories and puts forward new research directions and method.

Key words：cosmic basic unit constant，cosmic hierarchy constant，Benzi spacetime，dark matter and dark energy，method of time

我们的宇宙到底有多大？苹果熟了为什么会落地？光速为什么难以超越？这些疑问到底有没有本质的答案？随着现代物理研究的深入，光和电磁波的研究方法对更微观的世界已经无能为力了。而光速的难以超越将人类禁锢在很小的宇宙空间内。暗物质和暗能量的本质问题一直难以突破。基础科学的停滞不前将对人类的发展产生消极的影响，基础科学的瓶颈我们如何突破呢？

1 宇宙层级理论

正如我们周围的物体都是由原子构成的一样，宇宙中的各种星系和星系团都是由恒星构成的，恒星是宇宙结构的基本单元。太陽是典型的恒星，太阳的直径约1.4×10⁶km，太阳系的有效边界在柯伊伯带，有效直径2000天文单位，约3.0×10¹¹km。奥尔特云密度很低，不能有效保护太阳系，目前仅是假设。

3.0×10¹¹km/1.4×10⁶km=2.1×10⁵

太阳系与太阳的有效直径之比在10⁵量级。

恒星内组成各种天体的基本单元是原子，氢原子有效直径约0.74×10^-13km，氢原子核是单质子，有效直径约1.68×10^-18km。

0.74×10^-13km/1.68×10^-18km=0.44×10⁵

氢原子与氢原子核的有效直径之比也在10⁵量级。

我们有没有发现恒星的形态结构和比例同原子是很相似的，都是由大质量的核心物质和小质量的外围物质构成的类似球状的结构，外围和核心的有效直径之比都在10⁵量级，其他类型恒星的数据我们目前还没有，但是其他类型原子的外围和核心之比也基本都在10⁵量级，10⁵这个参数会不会是一个常数呢？

以恒星为基本单元的宇宙我们称其为第一宇宙层级。恒星内以原子为基本单元的物质世界我们称其为第二宇宙层级。原子内组成原子的各种粒子的总和我们称其为第三宇宙层级。这结构很像是俄罗斯套娃。

在原子内部的第三宇宙层级我们发现了很多基本粒子如电子、夸克、中微子等，这些粒子是由什么构成的，它们有没有基本单元呢？从哲学上讲也应该具有基本单元，那么我们有没有科学的依据呢。

第一和第二宇宙层级基本单元的外围与外围尺度之比：

3.0×10¹¹km/0.74×10^-13km=0.41×10²⁵

我们把这个尺度之比用在第二和第三宇宙层级上会是什么结果：

0.74×10^-13km/0.41×10²⁵=1.8×10^-38km=1.8×10^-35m

这个尺度的粒子目前我们检测不到，但是普朗克长度16×10-35m恰好处在这种粒子外围的边界附近，这真是殊途同归。所以第三宇宙层级基本单元粒子是存在的，宇宙层级理论也是成立的，我们的科学依据是普朗克长度。这种粒子我们为其取名为“本子”，本子是尺度在普朗克长度附近的类似球状的粒子，现有已经发现的所有基本粒子都是由本子构成，本子是第三宇宙层级的基本单元。

不同的宇宙层级，物质的复杂度和活跃度不同，宇宙层级越深，物质越简单越活跃。太阳系有八大行星，氢原子却只有一个电子，而本子的外围和核心可能只是本子自身运动状态的不同表现。第二宇宙层级已经发现的物质元素有118种，那就是有118种不同类型的原子。按照不同宇宙层级复杂度的大致比例，第三宇宙层级应该有十几种类型的本子，我们可以称其为第三宇宙层级的物质元素。至于第四宇宙层级那就算了吧，因为还没有发现光子的衰变现象。

我们用主序星的太阳和氢1原子做比较是因为它们都是单核的基本单元，具有可比性，数据也比较完备。宇宙中已经发现的单核主序星恒星的直径在0.1～30倍太阳直径范围内，但是小恒星的数量比大恒星多，所以太阳的数据很具有代表性。像这类数据对比能落到同一数量级上就算是十分精准了。宇宙层级的尺度之比宇宙层级常数1025和宇宙基本单元常數105现在只是大约的数值，将来会随着计算标准的统一和数据参数的完备而逐步精确。

2 本子时空理论

在相对论中，时空是弯曲的。只有物质的时空才能弯曲，时空中充满了物质，我们检测不到不等于不存在，正如早期的人类并不知道空气的存在一样。时空应该是以本子为主体的物质充斥在宇宙天体的内部和周边，本子极其活跃，占据了整个宇宙。本子时空理论不是以太论。

量子力学的电场、磁场、引力场等各种场以及相对论的时空弯曲和钟慢尺缩效应等都是本子时空形态变化和特性的表现。本子时空理论将相对论和量子力学从本质上完全统一，相对论不再晦涩难懂，相对论的缺陷将被修正。本子是最基本的物质量子，是质量和能量的本质体现，是自然规律和物理定律的制定者。

不同的宇宙层级的物理量和物理现象是完全不同的概念。大型粒子对撞机不能分离的粒子不等于该粒子不可再分，粒子间在接近光速的碰撞中本子时空是主要的参与者，第二和第三宇宙层级的碰撞是完全不同的概念。本子时空的密度降低会导致第二宇宙层级内地球的温度升高，时间加快。我们知道可见宇宙在加速膨胀，地球的温度也会随之升高，我们的时间也会变快。

我们的时间基准到底在哪里？时空的基准坐标又在哪里？苹果熟了为什么会落地？光速为什么难以超越？生命的衰老和终结的秘密又在哪里？这些问题的本质答案都应该在本子时空内。

3 宇宙的尺度

我们的宇宙到底有多大？宇宙层级理论告诉我们：

3.0×10¹¹km×10²⁵/9.46×10¹²km/light year=3.2×10^23light years

3.2×10²³light years/930×10⁸light years=3.4×10¹²

3.2×10²³light years/10⁵=3.2×10¹⁸light years

我们宇宙的直径大约是3.2×10²³光年，是可见宇宙直径的3.4×10¹²倍。宇宙有一个巨大的核心，宇宙中绝大多数的物质都聚集在这里，核心的直径大约3.2×10¹⁸光年。如果宇宙是地球这么大，那么直径大约930亿光年的可见宇宙只相当于地球上一粒直径几微米的尘埃！

当然，我们的宇宙之外还是时空和宇宙，时空和宇宙我们还看不到尽头。

4 暗物质和暗能量

暗物质是不可见的物质，可见宇宙中暗物质数量极大占全部物质总量的85%，但是暗物质粒子我们至今都没有检测到。本子时空本身就是暗物质的组成部分，暗物质理论本身也是对本子时空理论的一种验证。

暗能量是驱动宇宙空间加速膨胀的动力。晴朗的夜空，满天的繁星闪耀，我们的宇宙多么年轻和富有朝气。我们的太阳光芒四射，能量四射，这就是宇宙空间加速膨胀的动力。大自然其实很简单，也许是我们搞复杂了。

5 研究方法

虽然单个的本子我们检测不到，电磁波对本子无能为力，但时间能够探测到本子时空的分布状况和运动特性，时间将成为研究时空和宇宙的重要方法。

6 结语

笔者在唯物主义哲学思想的指引下，经过长期思考，创立了新的理论。在近代基础科学的发展历程中，中国一直是落后者、旁观者和跟随者，没有发言权，教科书里全是外国理论。随着中华民族的伟大崛起，中国人的智慧和能力完全能够创建引领世界的基础科学理论。本论文只是一篇纲要性的论文，文中的要点和细节将在后续发表的论文中大篇幅展开论证。

我们对宇宙的探索和研究永远也不会停止，对本子时空的研究将是科学发展的里程碑，人类的智慧和文明将迈入更高的层级。人类和光速虽被禁锢在本子时空内，但是超光速的时空隧道在理论上是可以实现的，在茫茫的宇宙中也一定存在超光速的天然航道。

人类使命远未完成，请珍爱和善待人类！

参考文献：

[1]曾谨言著.量子力学教程.3版.北京：科学出版社，2014.1.

[2]余明主编.简明天文学教程.3版.北京：科学出版社，2012.

[3][英]史蒂芬·霍金著，许明贤，吴忠超译.时间简史（插图版）.长沙：湖南科学技术出版社，2001.10.1.

[4][美]古布泽著，季燕江译.弦理论.重庆：重庆大学出版社，2015.10.

[5]汪志诚编.热力学·统计物理.5版.北京：高度教育出版社，2013.1.

[6][美]爱因斯坦著，麦芒译.相对论.天津：天津人民出版社，2018.1.