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浅论大爆炸宇宙说之难以成立

(2012-02-22 11:54:55)
标签:

杂谈

浅论大爆炸宇宙说之难以成立

作者:彭晓韬

(2012.01.09)

摘要:本文以证明大爆炸宇宙说成立的重要证据——宇宙微波背景辐射(又称3K背景辐射)来反证该学说是错误的,进而提出宇宙产生与演化的另一种可能性。供对宇宙产生与演化有兴趣的同仁参考。

 

目前大多数学者认为:人类赖以生存­的宇宙是在大约140亿年(有的资料说是137亿年,有的说是150亿年,我们暂且按140亿年考虑)前的一次大爆炸中产生并演化而来。产生此学说的最重要的依据是:天文观测发现星系红移量大小与其离地球的距离成正比,即众所周知的“哈勃定律”。自从此学说产生后,有很多学者发现并提出了许多对其有利的证据,其中的宇宙微波背景辐射的发现,更是作为对此学说最有力的证据为渲染。但如果我们对其进行进一步的分析就会发现,该项发现可能正好是否定宇宙产生于140亿年前的一次大爆炸最有力的证据之一。

  首先,我们假定宇宙真的是由140亿年前的一次大爆炸所产生,则我们可以根据爆炸的对称性和瞬时性两个重要特性推想出目前宇宙的大致形状。如“图一:宇宙模型截面示意图”所示,如果我们所赖以生存的宇宙是由140亿年前的一次大爆炸所产生且大爆炸后所生成的物质以十分惊人的高速向四周扩散的话,则目前的宇宙应该是这样的光景:由大爆炸所生成的物质所构成的宇宙空间应是一个类似如以大爆炸点为中心,以运动速度最快的物质在140亿年间所运动的距离R为外半径、以运动速度最慢的物质在140亿年间所运动的距离r为内半径的球壳。

浅论大爆炸宇宙说之难以成立
图一:宇宙模型截面示意图

  其次,我们人类所赖以生存的地球、太阳系所在的银河系在宇宙中的可能位置最多有五种可能,如图一所示,可能位于A、B、C三点上或位于AB之间或BC之间的某一点上。其中的A、C点分别位于球壳的最内侧和最外侧,B点位于球壳的中部,即A点和C点的中间。

第三,无论银河系在宇宙中的位置如何,在我们生存的地球上观测整个宇宙的话,宇宙中的物质是严重不对称的,宇宙的几何尺寸也是严重不对称的。由于这种严重不对称,必将导致我们所观测的结果也是不对称的,包括宇宙间星系的相对运动速度和电磁背景强度都应该是严重不对称的。更不可能得出各向同性和星系间的相对运动速度与距离成正比的结论。除非我们所观测的范围仅仅局限于球壳内很小的区域内,如:我们的银河系位于B点,且观测距离小于AB或BC时。在这种情况下才有可能出现各向同性和星系间的相对运动速度与距离成正比的情况。

第四,从目前人类所了解的物理知识看,宇宙中存在四中最基本的力,即:电磁力、引力、强相互作用、弱相互作用。但这四种力均不可能致命宇宙中的某一所谓的奇点产生爆炸。试想一下,将目前人类发现的宇宙所有物质放在一个点上,这一点的引力有多强?有那种力能将其炸开?就是目前所发现的黑洞和星系中心的天体,又有那种力能将其炸开?除非宇宙中存在第五种力。

第五,如果宇宙正的是140亿年前的一次大爆炸所产生,且宇宙间各星系间的距离随着时间的推移而不断扩大的话,则相邻星系应该越来越远才对,而目前已有的天文观测发现了不少星系间的距离才缩小,甚至有星系的相互碰撞。星系间存在的相对远去并非单一的相互远离!这无疑是对宇宙大爆炸说的一个致命打击。

第六,从目前少量报道所发现的100亿光年甚至更远的宇宙天体照片看,它们与我们银河系附近的天体并无大的差别,且多数星系也比较规则,类似于我们的银河系的碟盘状。并非人们想像中的爆炸初始期间的杂乱无章。也有不少报道星系相互碰撞,甚至有四个星系撞在一起,并不似在爆炸所称的星系间距离随着时间的推移不断加大。

如下“图二:外太空照片选”所示,每当人们看到外空星系那美轮美奂的照片时,不得不让人怀疑是否真的存在上帝之类的造物主。大多星系成蝶盘状且有两条美妙的旋臂。不仅如此,还有那几乎完美的对称美态。这不能不得让怀疑宇宙在爆炸说。宇宙中如此繁多的、千姿百态的星系能是一次简单的大爆炸就能生产的吗?

浅论大爆炸宇宙说之难以成立
图二:外太空星系照片选

从这些照片中,我们必然会得出如下的结论:

  星系不可能是由一块大爆炸所残留的原始星去通过收缩、聚集等作用而形成。最可能的形成机理是:星系的所有物质来源于星系中心,是由星系中心的、类似于管状的对称喷射所形成。螺旋状星系是由于其中心存在自转,即星系中心在喷射物质的过程中在不停地旋转,从而导致星系的螺旋状结构。而对于部分不存在自转的星系中心所产生的星系,其螺旋结构不明显,甚至成为棒状星系。个别外部螺旋、内部棒状的复杂星系则可能是其星系中心前期存在自旋,后期自旋消失而造成的。星系的两条旋臂就是星系中心对称喷射的主轴,随着喷射物质远离星系中心,所喷射出来的物质成一定的角度扩散开来。但喷射物质的运动距离与扩散角度成反比。从而导致星系成蝶盘状。还有一种可能就是:像太阳系一样,星系中心喷射出来的物质成分十分复杂,由于万有引力影响和喷射速度等的差异,重元素与轻元素能到达的最大距离是不同的,从而导致星系中心重元素偏多(丰度较高),星系边缘轻元素较多(丰度较高)。

第七,从我们所生存的太阳系的物质构成分析,宇宙不可能是一次简单的爆炸所产生。虽然太阳系的同位素组成基本一致,说明其来源相同。但在不同行星上的各种元素丰度差异极大。水星、金星、地球、火星以Mg、Si、Fe类岩石物质为主;太阳、木星和土星以H、He气体为主;天王星、海王星、冥王星以C、N、O为主。如果太阳系是由一块大爆炸后的原始星云所生成,则无论是旋转作用还是引力相互作用,位于中心地位的太阳应该是由Mg、Si、Fe类分子量大的重物质构成才较合理。另一方面,由岩石类物质组成的行星体内含有多种放射性元素和同位素,如果这类物质均是由140亿年前所生成,那么这些分子量很大的重元素要么是在大爆炸的瞬间所产生(这与大爆炸理论可能有一定差距),要么是在形成太阳系的星云过程中产生的。而太阳系星云自大爆炸到太阳系开始形成间约只有60亿年,而且是一块密度与温度均不高的星云,不可能通过热核反应合成如此大量的重物质。同星系喷射原理类比,我们很自然地想到,太阳系也是由类似的喷射作用所形成。只是这种喷射作用可能与星系中心的喷射存在规模和方式上的差异。前者应该是由于星系中心电磁、万有引力、强弱相互作用力强大无比,星系中心附近的物质可能以超高速、有规律地绕星系中心运动,从而形成管状喷射通道,类似于高能直线加速器。把进入其中的物质加速到很高的速度再喷射出来。也可能会存在一种可能性,即从此“加速器”两端喷射出来的物质在电性上正好相反,即一端喷射出负电子、正质子,而另一端喷射出正电子、负质子。而后者是由于太阳自身的热核活动而不断向外喷射物质,由于太阳的自转,因此太阳赤道面附近喷射出来的物质数量多且可到达较远的距离,从而在此平面附近形成行星。但因喷射出来的物质化学成分复杂,且不同元素的初速度可能不同。从而导致较重MgSiFe等重元素初速度小、喷射距离也小,而较轻的HHeCNO元素的初速度大、喷射距离也大。这就很好解释为什么离太阳较近的水星、金星、地球和火星的重元素含量特别高;而远离太阳的天王星、海王星、冥王星以次轻元素CNO为主;处于中部的木星、土星以轻元素HHe为主。

总之,有越来越多的天文观测结果不支持甚至反对宇宙是由140亿年前的一次偶然的大爆炸所产生的假设。相信随着时间的推移,将有更多的天文观测结果支持宇宙不是由大爆炸所产生,也会有更多的观测结果支持宇宙并不是在膨胀或加速膨胀,而主要是由于星光随运动距离成正比的衰减导致了河外星系红移星与星系离地球的距离成正比的效应。

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