基于相对论和黑洞的新宇宙膨胀模型研究

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1 引言

自一百多年前爱因斯坦发表广义相对论后,人们利用其理论对宇宙进行了新的研究,并提出了标准宇宙学模型。然而随着理论的进一步深入,标准宇宙学模型带给人们越来越多的困惑,比如暴胀理论和暗能量等。尽管后来的科学家对此进行了及时的理论补丁,但这些理论补丁又带来了新的问题,因此引来了一些人对标准宇宙学模型的质疑。有人猜测,宇宙就是一个大黑洞。本人就是在这种情况下,运用相对论原理,结合黑洞内部情况,进行了大胆的假设,构造了一个新的宇宙膨胀模型。

2 基于狭义相对论的宇宙膨胀模型

假设宇宙是个振荡宇宙,周而复始的膨胀收缩,当宇宙半径为l时,其膨胀速度为v,且满足(1)式,如用半径R代替l,则(1)式可改写为:

上式中R0为宇宙绝对半径,即膨胀速度为零时的宇宙半径。令T=R0/c

根据宇宙膨胀实际情况,解微分方程(4),可得:

上式中t为宇宙中心点的时间,其在宇宙空间内流失最快,也可称之为宇宙绝对时间。至此,振荡宇宙半径、膨胀速度和膨胀加速度的表达式,已全部求出。

3 基于黑洞和相对论的新宇宙膨胀模型

由(8)式可知,振荡宇宙的绝对半径与其质量成正比。有意思的是,黑洞的史瓦西半径也与其质量成正比,而且两者的表达式仅是系数不同。如果黑洞与宇宙两者质量完全相同,那宇宙绝对半径为黑洞史瓦西半径的一半,这么说宇宙在黑洞内振荡膨胀完全是有可能的。……