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“宇宙的形状、大小、体积”再讨论

(2014-12-12 08:48:36)
标签:

奇点

球面

视界

柱体

光子

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论

 

杨明昆  王严学  杨昭国

(ygyzg@126.com)

 

    《“宇宙的形状、大小和体积”讨论》[1]一文认为,我们所在的“宇宙空间”可以是一个“特殊的”“圆柱状空间”,其大小L=(2+2π)Rs,体积V=2π2Rs3(RS为“奇点”的史瓦西半径,π为圆周率)。

    下面,我们从“宇宙”的起源、运行等角度,对“宇宙的形状、大小和体积”,进行一次再讨论。

    1.“宇宙起源”

    1.1“奇点”

    引力奇异点,也称时空奇异点或“奇点”,是一个体积无限小、密度无限大、时空曲率无限大的点。[2][3]

    若设上述“奇点”的质量为M1,其史瓦西半径为RS,则有RS=2GM1/C2(G为引力常数,C为光速)。

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图1 “奇点”及其“史瓦西半径”

    1.2“大爆炸”

    理论认为,我们的“宇宙”起源于一次“奇点”“大爆炸”。[2][3][4][5]

    在100-200亿年之前,宇宙生之于一次“大爆炸”,物质都由爆炸中创生,爆炸前那种原始的无限稠密被称为“奇点”,由爆炸引起的膨胀,现在仍在继续着。[6]

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图2 “宇宙”起源于一次“奇点”“大爆炸”

    1.3 “奇点视界”

    可以设想,“奇点O”发生“大爆炸”之后,产生的“物质”会成“球状展开”。但是,根据“事件视界”的含义,“大爆炸”产生的任何“物质”,包括“光子”都不能逃出“奇点视界” 。

    这里所说的“光子”,应该是“光速物质”!“光速物质”并不是只有“光子”,还可以有“空间波”——另文讨论,下同。[7]

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图3 “奇点视界”

    1.3.1“奇点视界光子球”

    “光子”可以到达“奇点视界”,也可以“保持”在“奇点视界”。所以,“奇点视界”可以拥有、聚集、储存“光子”——形成“光子球”。[8]

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图4 “奇点视界光子球”

    1.3.2“负压”

    “光子球”上的“光子流体”可以产生“负压”。 [8]

    “奇点视界光子球”在上述“负压”的作用下,使得“奇点视界”成为一个曲率为负的“伪球面”。 [9]

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图5 单侧“伪球面”

    1.3.3“空间膨胀”

    这个“伪球面”围成空间O的体积V1=2πRs3/3,因其曲率为负,“空间”在“膨胀”。 [10]

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图6 体积V1=2πR3/3

    1.3.4“两极宇宙”

    “宇宙空间”可以是一个有“两极”的“空间”:一极是形成“引力场”的“引力极”——“奇点”O,另一极就是上述“奇点视界光子球”在“负压”的作用下,形成的“伪球面”:产生“反引力”的“反引力极”——“对称奇点”O[11]

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图7 “对称奇点”O

    1.3.5“三维球面”

    我们人类现在所在的“空间”——是一个“三维空间”——就是“奇点视界”,其中的“任意一点” ——都是由一个“点”——“奇点”“大爆炸”而来——与“奇点”等距——可以看成一个“三维球面”!我们在“奇点视界”—“三维球面”之中![12]

    因此,上述的“奇点视界光子球”在“负压”作用下,形成的曲率为负的“伪球面”所围成的体积V1=2πRs3/3的“空间O”,就是我们现在所在的“宇宙空间”。

    2.“宇宙运行”

    2.1“一维、二维、三维与四维” [13]

    在我们知道的一维空间里,有一对主要方向:左右。

    在我们知道的二维空间里,有两对主要方向:左右、上下。这两对方向是正交的。从数学方面讲,它们在两条不同的坐标轴xy上。

    在我们熟悉的三维空间里,有三对主要方向:上下(高度),南北(纬度),东西(经度)。这三对方向两两正交,也就是说,它们两两成直角。从数学方面讲,它们在三条不同的坐标轴xyz上。

    纯空间性的四维空间另有一对垂直于其他三个主要方向的主要方向。这一对方向处在另一条同时垂直于xyz轴的坐标轴上,通常称作w轴。这些额外的方向处于(实际上是垂直于)我们所能观察到的三维世界中的方向之外。

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图8 四维正方体的三维阴影在二维平面上的投影

    2.2“低维沿正交方向拉伸”

    在二维空间,我们可以把一维直线向“正交方向”的第二维度拉伸形成平面。

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图9 “一维向二维拉伸”

    在三维空间,我们可以把二维圆形向“正交方向”的第三维度拉伸形成圆柱体。

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图10 “二维向三维拉伸”

    而在四维空间,我们可以把三维球体向“正交方向”的第四维度拉伸形成球柱体(球体为“盖”的柱体)。[13]

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图11 “把三维球体向‘正交方向’的第四维度拉伸”

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图12 “球柱体(球体为“盖”的柱体)”

    3.“宇宙的形状、大小、体积”

    3.1“形状”

    上述的“球柱体(球体为“盖”的柱体)”,我们认为,就是本文以开始所说的:“宇宙空间”可以是一个“特殊的”“圆柱状空间”。

    “宇宙空间”可以看成是一个把三维球体向“正交方向”的第四维度拉伸形成的一个“特殊的”“圆柱状空间”——“球柱体(球体为“盖”的柱体)”。

    只是“球柱体(球体为“盖”的柱体)”的“另一端”,是一个“伪球面”围成的“空间”。

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图13 “另一端”是一个“伪球面”围成的“空间” 

    3.2“大小”

    我们设想,一个“光子”,可以从“奇点”出发,可以到达“奇点视界”,首先走过了一个“奇点视界”半径Rs,又沿“奇点视界”在“负压”作用下作“圆周运动”,又走过了一个“视界圆周”2πRs,最后到达“伪球面”的“球心”走过了一个“伪球面”半径Rs,而“伪球面”的“球心”与“奇点”是“重合的”。 [1]

因此,宇宙的“大小”可以认为就是上述“光子”走过的路径L=(2+2π)Rs

    3.3“体积”

    因为,“宇宙空间”可以看成是一个把三维球体向“正交方向”的第四维度拉伸形成的,是一个“球柱体(球体为“盖”的柱体)”,并且我们认为,“拉伸”距离就是“奇点视界”的“周长”2πRs,而这个“球柱体”的“一端”:“奇点”,是一个“球体”,体积为4πRs3/3,“另一端”:“对称奇点”,是一个“伪球面”围成的“空间”,体积为2πRs3/3,正好是“奇点球体”的一半。也就是说,把三维球体向“正交方向”的第四维度拉伸形成的“宇宙空间”的“体积”,与以底面积为πRs2 、高为2πRs的“圆柱”的“体积”相比较,“一端”“多了” 2πRs3/3,“另一端”“少了” 2πRs3/3,所以,“宇宙空间”的“体积”,“正好”就是图中所示“红色圆柱体”的“体积” V=2π2Rs3

 

“宇宙的形状、大小、体积”再讨论
图14 “宇宙空间”的“体积”“正好”就是“红色圆柱体”的“体积”

 

 

参考资料:

[1]《“宇宙的形状、大小、体积”讨论》(已提交、处理中)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_94b2f1e50101exf8.html

[2]《引力奇点》维基百科

http://zh.wikipedia.org/wiki/引力奇点

[3]《宇宙奇点》百度百科

http://baike.baidu.com/view/744098.htm

[4]《大爆炸》百度百科

http://baike.baidu.com/subview/354857/11762000.htm?fr=aladdin

[5]《暗能量主宰宇宙命运:可以把宇宙撕碎》凤凰科技

http://tech.ifeng.com/discovery/astronomy/detail_2014_01/29/33468500_0.shtml

[6]《膨胀宇宙模型》百度百科

http://baike.baidu.com/view/753456.htm?fr=aladdin

[7]《“能量的另一种形态”:“引力—空间波”》(已提交、处理中)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_94b2f1e50102vglo.html

[8]《“状态方程(宇宙学)”讨论》(已提交、处理中)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_94b2f1e50102vf3l.html

[9]《参考“克莱因瓶”、讨论“两极宇宙”》(已提交、处理中)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_94b2f1e50102ve0u.html

[10]《“特殊空间”:“伪球面”(“宇宙的另一极”)》(已提交、处理中)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_94b2f1e50101ff9b.html

[11]《“伪球面”:“宇宙的另一极”)》(已提交、处理中)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_94b2f1e50101f51j.html

[12]《我们在“奇点视界”—“三维球面”之中)》(已提交、处理中)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_94b2f1e50102vjck.html

[13]《四维空间》维基百科

http://zh.wikipedia.org/wiki/四维空间

[14]相关资料请参考《“引力场”与“空间场”》

(http://blog.sina.com.cn/s/articlelist_2494755301_0_1.html)

(杨明昆 王严学 杨昭国期待您的交流、讨论  ygyzg@126.com)

 

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