宇宙起源及演变(猜想)

2020-09-10 14:53周锦刚
看世界·学术上半月 2020年3期

周锦刚

摘要:宇宙大爆炸的理论面临的问题还有很多,如科学家发现宇宙大爆炸到现在大致经过三个时期,即暴胀期,减速膨胀期和加速膨胀期;星系是如何形成的等等。宇宙大爆炸其实应称为宇宙大反弹,在反弹的过程中一部分物质变成了能量态并产生了太一场(能量场),另一部分物质因有了太一场而开始产生引力和质量,行成了氢氦等物质、行成了天体,也将宇宙膨胀速度降了下来,才有了我们今天的宇宙。

关键词:宇宙起源;大反弹;能量场

一、大爆炸

大爆炸一词是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔所采用,他与1949年3月在英国广播公司的一词广播节目中以调侃的形式提出的,将勒梅特等人的理论称为一次大爆炸。后来人们感觉大爆炸一词很形象地解释了宇宙形成初期的情况,因而被正式使用。大爆炸理论认为:宇宙是一个致密炽热的奇点(也有人形容这个奇点与铅笔尖般大小)于138亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年比利时天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在相互远离的宇宙膨胀说。大爆炸宇宙理论经过近百年的发展,逐渐的完善,也被大多数科学家所认可。但是大爆炸理论还有很多事物无法解释。

(一)真空的不同

铅笔尖大小的一个奇点如何炸出这么大一个宇宙呢?有人说真空中有物质,并已被实践证明了。可你知道吗?大爆炸发生在138亿年前,当时的真空与现在的真空一样吗?现在所谓的真空肯定是有物质存在的,如能量态物质,如果没有能量态物质。首先引力就不存在,宇宙将不复存在!也就是不能用现在的真空概念与大爆炸前的真空概念相比较。

(二)物质与引力

物质是如何形成的?有关文章介绍爆炸之初,物质只能以电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降。随着温度下降、冷却,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体……。这个描述(假设)太过迁强,首先每个基本粒子都是孤立存在的。这一说法是不可能成立的!因为正负电子会自行湮灭,没有机会再合成原子。其次,物质合成需要引力,那么合成物质的引力来源在哪?你可能会说牛顿早就说过所有物质都有引力吗。牛顿说的没错,但这都是现在的事,大爆炸初时物质是否有质量(重量)都不好说,就不用说有引力啦。牛顿也是只知道两个物质(物体)之间有引力存在,但他并不知道引力是如何产生的。这个宇宙为什么是物质的?而不是反物质的?我们在学校时都学过什么是物质,可是到现在也没有给物质一个准确地定义。有一些文章还将能量直接定义成物质!这可能是对爱因斯坦质能方程E=mc2的误解。目前我們人类对物质的认识还不深,对物质的组成可能还有错误的认识:如物质是由分子组成的,分子是原子组成的,原子是由原子核和电子组成的,原子核是由中子和质子组成的,质子带正电,电子带负电,电量相等。这个对物质的描述不能反映真实的物质结构。从现有资料介绍来看,人类已能制造出了反物质,那么这种对物质的描述就有问题,因为质子的体积远远大于电子,可它们的电量却是一样的,这是不可能的(物质电量相同,其质量一定相同,质子一定还会继续分解,即一个正电子和一个中子)。电子不应该为负,它应当是中性的。只有这样无论是正物质还是反物质,就都变得顺畅了。至于所谓的夸克存在的可能性不大(尽管有人声称发现了夸克),因为夸克合成中子没有机会!

二、奇点是什么

奇点是什么也是人们一直争论的交点,有说笔尖大小的致密炽热的小点,也有说是黑洞等,但是无论是哪种学说都无法完美的解释或者是大致的合理解释大爆炸的一切事物。那么奇点到底它是什么呢?这就要从现在宇宙的演变中寻找答案,确切的讲就是从恒星演变的归宿中找到答案,它就是“黑洞”!它就是那个致密但不一定是炽热的奇点!

大家都知道宇宙中不仅恒星的归宿是黑洞(当然也有中子量等,但最终也得是归入黑洞),而且每一个星系的中心也都是一个超大质量的黑洞,并且还在天天吞噬着天体。这说明星系中的群星也包括我们的太阳系都在向着星系中心靠拢,最终整个星系都将成为黑洞的一部分。为黑洞的再次重生提供大量的原材料。当然也包括反物质的原材料。人们可能感觉这个宇宙不是正物质宇宙吗?怎么到了黑洞就变成了正反物质就都有了呢?其实不是到了黑洞才有了正反物质的原材料,我们现在的物质世界也是正反物质的原材料都存在,只是结构不同就形成了我们现在的物质世界。那么什么是物质呢?物质(正反物质)是能量的载体。物质结构:正物质,一个正电子与一个中子结合就合成了一个质子;再加上一个中子就合成了一个氢原子核;再捕获一个负电子就形成了一个氢原子。反物质,一个负电子与一个中子结合就是一个反质子;再加上一个中子就合成了一个反氢原子核;再捕获一个正电子就形成了一个反氢原子。(注:这里所述的物质和电子均为中性,物质还有很多特性在后面会介绍)

我们了解了什么是物质和正反物质的结构也就不难理解黑洞内存在着我们宇宙中的一切原材料,并在强大的引力下将所有物质压缩在一起(正负电子均在中子内),同时也使黑洞中的物质具有了非常强大的应力(反弹力)——这就是黑洞在等待着时机再次演义宇宙的一切。此时的时间和空间即时空虽然存在但没有意义!

三、相关概念和理论

人们要想弄清楚宇宙是如何产生和演变的,用现有理论是无法理解的!现有理论均是在没有弄清楚宇宙的本质,物质本质、能量本质、引力的本质等一系列本质事务时的表象规律。如爱因斯坦的场方程没有解释万有引力产生的原因,反而想出了一个时空弯曲这么虚幻的奇想。还有不少人给宇宙的划分都使用这样的描述:宇宙中物质占4.9%,暗物质占26.8%,暗能量占68.3%.这样的描述明显的是人为的将能量与物质分开,而事实上是物质和能量是一件事物的两个方面。如果我们按照这样的思路去探索宇宙将走很多弯路。

(一)物质

物质是能量的载体。它有以下几种存在状态:能量态、量子态、原子(含分子)态(静态、固态、液态、气态、有机态)、离子态、中子态、黑洞态。这里重点介绍黑洞态和能量态两种物质形态(其它状态对本文影响不大)。(1)黑洞态,物质的黑洞态是宇宙演化的开始。它是物质最大集合的体现,它将每一个原子象弹簧一样压缩在一起,使其蕴含着超强的反弹力。(2)能量态,物质的能量态是物质运行速度趋近于无穷大时物质与能量为一体的特殊状态。说它特殊是因为它的速度太快,我们目前的检测手段还无法发现它。物质的能量态与爱因斯坦质能方程所阐述的内容基本一致,由于爱因斯坦不知道光速为什么30万公里/秒,并将光速“c”作为一个常量代入公式。但是这个公式还是可以说明问题的。我们可以这样理解这个公式v=C2(应当趋近∞)时m=E。也就是说当物质速度趋近∞时物质形成了能量态,它所产生的场称为“太一场”,用“Y”表示;y=1/c。

(二)太一场的作用

太一场是宇宙第一场(最早产生的空间能量场),是它赋予了物质的引力、质量;是它让光产生了波动(光波),是它让光波速度从趋近∞下降到30万公里/秒(地球区域);有了它物质的合成,天体和星系的形成也就得已实现!也就是有了它才让这个宇宙有了秩序。

能量态物质是什么:前面介绍过组成物质的基本粒子只有三种,即正、负电子、中子,再加上一些复合型物质如正反原子、原子核等。首先看正负电子是否是能量态物质:根据科学家估计每立方厘米每秒有几十万亿物质穿过,在宏观层面正负电子都是对等的,不可能是正负电子,因为它们早就湮灭了。其次看质子和原子核:科学家通过观测发现,无论是在太空,还是在大型电子对撞机都没有发现这类物质超光速,不超光速也就无法形成物质的能量态。最后也就只有中子这一种基本粒子,為了维持太一场的存在使万物都有引力,所有恒星都在大量的向外抛射能量态物质,我们以太阳为例,据科学家估计我们的太阳每秒大约有400万吨的质量转变成能量而损失掉,可是这么多的物质抛射出来,我们人类却无法观测到(随带出来的其它物质人类已都观测到了)。这说明中子在转换成能量态后速度确实快,目前我们人类的检测仪器还无法检测到。物质的能量态其实就是中子的能量态。

(三)关于物质的湮灭

现在的科学家将最好的能源(武器)即高效威力大、又安全的事物都寄托在了“反物质反应堆”上啦。其实你看完我前面对正反物子的阐述就应当知道,宇宙中不存在实质意义的物质湮灭!只有正反(负)电子的湮灭,其威力不会太大。电子湮灭后余下的中子极小的一部分成了中微子(光速以下),绝大部分都形成了能量态物质,给恒星自身聚变提供强大的太一场,促成物质的聚合,而后抛射到太空给空间提供太一场,使万物产生引力。

(四)能量

能量是物质的表达形成。物质的表达形式有:太一场、引力场、电磁场、电磁波(光波)和动能。太一场是最关键的场,它决定着引力场的大小。太一场由于是能量态物质产生的,因此它是一个不连续的场,也就是空间中任意两点存在微小的绝对真空(虫洞),因此量子超距纠缠得以实现。太一场在宇宙中的分布是不均的,恒星附近和星系中心的密度大,也就是相同的天体在星系中心时就比在外围的质量和引力都要大。而且光走到这里也会减速,这就是为什么大型恒星和星系会弯曲光线的原因(与光入水中相似)。

(五)速度

速度是物质的存在方式。速度分为光速以下,光速和光速以上。光速一下体现的是物质的动能(直接能);光速:引力场、电磁场、电磁波(光);光速以上、太一场、量子信息。

(六)时空

四方上下谓之宇,古往今来谓之宙。时空的本质就是物质、能量、速度。时空因为有了物质、能量、速度而变得有意义;物质、能量、速度三者之间的相互转换演义了宇宙中的一切!

(七)引力场

任何物质(天体)都存在引力场。引力的大小与物质质量、运动速度、自转速度和太一场强度有关。表达如下:

F(场)=mywRz+myv         因y=1/c

F(场):物质(天体)总引力场,m:物质质量,y:太一场强度

W:角速度,v:物质运行速度,R:半径,z:半径系数

引力由两部分组成:物质(天体)自旋引力和物质运行引力。

(八)引力极

一个旋转的物质(天体)它的引力是不均匀的,引力由两级向“赤道”方向逐渐增大,达到“赤道”时引力最强。且自转速度越快引力增强越大,我们将因物质(天体)自转而产生的引力增强和引力指向称为“引力极”。

(九)质量

虽然质量概念表述的是物质数的量,但是它使用的单位是千克(kg),在使用上也经常表达为很重的意思,如大质量天体等。人们在比较(区分)质量与重量关系时,经常会说你在地球上是60kg时,到月球上是10kg,这是因为月球质量是地球的1/6,而质量无论在那都是不变的。这个提法不够准确,如在地球上是60kg,而这次我们将地球从太阳系移至银河系中心附近,请问它还是60kg吗,肯定不是。因为银河系中心附近的太一场强度远大于太阳系,因而无论是重量还是质量都会增加(用kg为单位的均增加)也就是质量在体现数量时无论在何处都不会变化;而体现在轻重上是有变化的。影响变化的因素是运行速度、转速和太一场。

四、奇点“大爆炸”

黑洞聚集了组成这个宇宙绝大部分材料。当宇宙中绝大部分恒星都已经死亡时,提供给宇宙空间的能量态物质也急剧下降(几乎为零)。当黑洞的引力下降到不足以约束黑洞内的物质时,黑洞中的物质在强大的反弹力作用下,由外至内向外抛射,速度趋近无穷大。这是宇宙新纪元的开始。大爆炸应改为宇宙大反弹。

(一)物质分离奠定正物质世界

黑洞向外抛射物质的同时有一部分中子因自身膨胀将压缩在中子内的正负电子释放出来,被释放出来的负电子数量大于正电子数量,正负电子一部分湮灭后剩下的就是负电子,这时的负电子数量与带正电的质子(正电子没释放出来)基本持平,也就形成了现在的正物质世界,

(二)产生太一场,产生引力和质量

中子膨胀释放出来电子后便以趋近于无穷大的速度运行,并形成物质的能量态(团雾状),同时产生太一场。太一场的产生使同行的质子开始有了质量,也有了引力,在引力的作用下质子开始放慢脚步。

(三)暴胀减速氢原子形成

所有物质从黑洞向外抛射时均没有自旋。当质子减速时随后赶上的中子与其相撞,使中子和质子共同产生高速自旋,使万有引力中的自旋引力陡增,同时也使原子核的质量大幅增高。原子核的形成将电磁力和自旋引力结合到一起,形成了“强核力”。有了强核力就可以捕获负电子,也就形成了氢原子。这里需要说明的是自旋意义非常重要!因为质子有了自转甚至它可以不要 另一个中子(如xx同位素),质子的自旋所产生的强核力可以承担起原子核的作用。氢原子形成后,随着不断地减速,氢原子之间有机会再次相撞而形成氦原子,再向后形成更重要的原子基本没有机会。这就是为什么宇宙中绝大部分物质都是氢的原因。

(四)天体形成、宇宙膨胀速度降至最低

黑洞在不断地抛射大量的物质,一方面给形成宇宙的物质不断地提供原料,同时还将大量的能量态物质抛射出来,给宇宙提供连绵不断的太一场,使物质不断地合成和聚集,形成了到处都是大小不同的天体,这些天体还在不断地壮大,它们要在黑洞物质抛射完之前聚集到足够量的物质,来增加自身对天体内部的压强,使其产生核聚变。产生核聚变的天体接替了黑洞继续向宇宙中大量抛射能量态物质。大反弹初期,由于恒星的密度非常大,恒星体积也较大,也就使宇宙的膨脹速度降到最低。

(五)奇点的灭亡

奇点黑洞在其它天体还没有产生核聚变时,黑洞向外抛射的能量态物质都是朝向外侧不穿透自身,因此奇点黑洞始终都处于0质量状态当黑洞中的物质快要抛射完时,恒星开始产生核聚变,恒星的核聚变反过来又给奇点黑洞提供太一场,在黑洞周围太一场强度还不太强时,最后的残物就抛散在宇宙中心处,当所有恒星均产生核聚变时奇点附近的太一场强度是最强的,此时一定有个运行速度最慢的环形状尘埃。而其它星体都在远离这个“尘埃”。

(六)时间的单向性

时间,空间随着奇点黑洞大反弹开始有了意义,奇点处就是宇宙的中心,也是宇宙中太一场最强处。因奇点处已无实质天体,再强的太一场也无法产生强大的万有引力,宇宙整体都会向着太一场较弱的方向(远离中心)运动,这就是时间为什么是单向性的原因,即物质运动的单向性就决定了时间的单向性(运动与时间是统一体)。时间的性质也就决定了空间的性质,宇宙是有中心的,空间是有能量场的(太一场),能量场强度由奇点(中心)向外围逐渐减弱。存在非常小的绝对真空(虫洞),星系内太一场强度大于星系外。

五、星系形成

氢原子合成时就产生了自旋,此时的太一场强度强、物质密度大、运行速度快,因而产生的引力也就非常大。大量物质产生聚集,并随着中心处原子自转方向旋转,当物质聚集到足以使天体中心温度和压强均达到引起核聚变时恒星诞生(我们将星系中心的恒星称为主恒星)。绝大部分恒星都产生核聚变化后,争夺领导权成为这一时期的首要任务,谁的体积大,谁的自转快将成为主恒星(体积大、自转快均是产生引力的最重要因素)。由于主恒星的自转它所产生的引力并不是直线,而是一条曲线,如图1所示,当A点的引力到达次恒星时,主恒星的A点已经来到B点处。从而使次恒星沿着引力方向开始运动,并在主恒星“引力极”力和次恒星离心力(如图2)的共同作用下,将星系旋转和将星系形成扁平状。星系形成!

六、星系合并

主恒星由于体积巨大它很快就进入了老年,并在引力和超新星爆炸力的共同作用下,主恒星形成了黑洞(称为主黑洞),在形成黑洞的过程中主恒星向外抛射超大量的能量态物质。瞬间增强了本星系的太一场强度,使得整体星系有一个向中心的进动。形成黑洞后虽然主恒星的质量丢失一部分,但是它的自旋速度陡增,这就使它万有引力中的自旋引力陡增,因黑洞引力的增强,使相邻星系(原本引力关系不强)增强了引力关系,并逐渐靠拢和逐渐地调整引力极面,最终将迎面(大概率是引力极面)相撞非常惨烈!我们所处的太阳系星云极大可能就是在星系碰撞时产生的。后来在太阳系星云附近有超新星大爆炸为其提供了大量的能量态物质,使太阳系星云获得了足够的太一场强度,使星云引力增强并迅速聚集,形成太阳系(这一过程与星系形成相似)。

七、宇宙的未来

由于宇宙空间是有中心的,太一场强度由中心向外不断的减弱,这意为着宇宙在不断的加速膨胀。而在星系内部恒星的核聚变不断的提供着太一场,星系整体在不断的减少,最终将成为一个超大型黑洞。当宇宙中恒星所产生的能量态物质不足以产生足够大的太一场时,此时宇宙中的物质质量将趋近于0,万有引力也无法束缚黑洞中的物质时,这是本宇宙的终结。也是下一个宇宙的开始。不过下一个宇宙一定是一个多“宇宙”形式。

八、结束语

任何一个理论的意义不在于其公式的正确性上,而在于其理论在整体事物中的相溶性上,即理论的自洽和它洽,公式只是理论精细化的体现。在物理学中任何一个公式、定义、定理,它们之间必须是相溶的,不能存在矛盾,如万有引力与其它力之间就产生矛盾,相对论自身就是一对矛盾等,如果物理中的两个公式或两定理之间产生矛盾,那一定是其中一个有问题或两个都有问题。