为宇宙大爆炸提供理论支撑的理论
(2022-09-14 15:04:01)分类: 宇宙天文航天 |
“大爆炸宇宙论”(The Big Bang Theory)是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。大爆炸开始时:约150亿年前,体积无限小,密度无限大,温度无限高,时空曲率无限大的点,称为奇点。空间和时间诞生于某种超时空——部分宇宙学家称之为量子真空(假真空),其充满着与海森堡不确定性原理相符的量子能量扰动。也就是说,宇宙开始于奇点。然而人们对宇宙大爆炸开始于奇点充满疑惑,认为不可思议,下面我对大爆炸理论做一些解析。
国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站(LHAASO)”,在银河系内发现大量超高能宇宙加速器,并记录到最高1.4拍电子伏的伽马光子(拍=千万亿),这些发现于2021年5月17日发表在《Nature》(《自然》)杂志上。
一个粒子蕴含的能量是由什么决定的呢?爱因斯坦质能方程告诉我们:能量是由质量和光速决定的。光速是常数,也就是说,一个粒子的能量是由它的质量决定的。我定义的父光子:存在于物体内部,最终能转化为光子的粒子称为父光子。任何光子都是由父光子转化而来的,人类首次发现最高能量1.4拍电子伏光子也不例外。可以说,父光子是组成宇宙所有物体的基本粒子。父光子本身不能再辐射光子,只能是自身转化为光子,是父光子质量的损失转化的能量加速父光子成光子。任何父光子转化为光子,是父光子的质量损失到原来质量的一半时,形成相对应的光子。根据我推导的M^2R=Q=8.13×10^-80,可以得出:父光子的半径是它对应光子半径的四分之一,父光子的质量是对应光子质量的2倍。
伽玛射线暴粒子的能量可以达到1.4拍电子伏,我们把这一数据的单位转化为焦耳,1.4×10^15×1.6×10^-19J=2.24×10^-4J。设迄今为止最强伽玛射线暴光子父光子的质量为M,因为父光子质量损失一半才能形成光子,则有:Mc^2/2=2.42×10-^4J,解得M=5.4×10^-21kg,此数据代入M^2R=Q=8.13×10^-80,计算出父光子的半径:将5.4×10^-21kg代入M^2R=Q=8.13×10^-80,计算迄今为止最强父光子的半径:R=Q/M^2=2.8×10^-39m。对应光子的半径是:4R=1.12×10^-38m。也就是说,宇宙中存在半径是2.8×10^-39m的父光子,因为不论是光子还是父光子都是由元电荷的绕转形成的,所以元电荷的半径一定不大于2.8×10^-39m。
现代宇宙学认为,宇宙开始于奇点。不论宇宙是不是开始于奇点,宇宙开始时的质量必然是最大的。科学家计算现在宇宙的质量约10^53kg,根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律可以推出,宇宙质量损失一半,另一半也必然被加速度到光速(我的另一篇文章有详细的推算,这里不再赘述),也就是说,宇宙开始的质量不大于2×10^53kg,我们就按宇宙开始的质量是:2×10^53kg。因为最强伽玛射线暴光子是在物体内部质量变小、半径变大得来的,所以组成奇点的“光量子”的质量不小于5.4×10^-21kg。于是我们得出:组成宇宙光量子数量不大于:2×10^53kg/5.4×10^-21kg=3.7×10^73,即组成宇宙的光量子数量不超过3.7×10^73个。
质量大于5.4×10^-21kg、半径小于2.8×10^-39m的粒子无缝隙组成的物质,一定是非常奇特物质(密度非常大、体积非常小)——近似于奇点。下面我粗略计算一下,说明宇宙大爆炸开始于奇点是合理的。
光量子是球体,因为光子的最小半径不大于——r=2.8×10^-39m,所以一个光量子的体积不大于:4πr3/3=1.2×10^-115m3;因为宇宙中光子的数量不大于:1.18×10^73个,所以宇宙开始时的体积不大于:1.2×10^-115m3×3.7×10^73=4.4×10^-41m3。假设宇宙开始的半径是r0,则4πr0^3/3=4.4×10^-41,解得:r0=2.2×10^-14m。也就是说,宇宙开始时的半径不大于2.2×10^-14m。质量在10^53kg数量级,半径不大于2.2×10^-14m,难道不是奇点吗?根据这一理论,宇宙起源于奇点是非常可能的。
我的理论推算的宇宙开始的体积和宇宙大爆炸理论宇宙开始体积比较:
上面我计算的宇宙开始的体积约: 4.4×10^-41m^3。
宇宙大爆炸理论——大爆炸后10-43秒(普朗克时间):约1032度,宇宙从量子涨落背景出现,这个阶段称为普朗克时间。在此之前,宇宙的密度可能超过每立方厘米1094克,宇宙的质量约2×10^56g (这些数据来自百度百科)。 根据体积、密度公式V=M/ρ=2×10^56/ 10^94=2×10^-41m^3。
我们可以看出:两种理论推算宇宙开始的体积几乎是相等的,这难道是一种巧合,不!一定不是巧合,是两种理论的相互印证。