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宇宙的空间和时间是如何形成的

(2023-03-14 21:19:49)
标签:

理论研究

科学探索

学术研究

分类: 宇宙天文航天

宇宙的空间和时间是同时形成的,都是质量运动(质量的运动包括质量的变化等)形成的。可以说,宇宙的空间是指宇宙的空间半径,由于宇宙时间相同,宇宙的空间半径也可以说是宇宙的形成速度,宇宙的时间、空间半径决定着宇宙形成的速度。假设宇宙形成过程中的平均速度是v,则v可以认为是一个常数,宇宙的空间半径R=vt,也就是说,宇宙的空间半径和时间成正比,比例常数是宇宙的平均速度。宇宙的时间和空间不仅同时形成,而且同大同小的。如果宇宙最终存在最大空间半径,当宇宙空间半径达到最大值时,时间也达到最大值。

现代科学研究表明:现在宇宙的可视半径大约460亿光年,宇宙的真实半径,一定不小于460亿光年,而宇宙年龄为138.2亿年,显然宇宙形成的平均速度是超光速的。然而我们现在观察到的宇宙是加速膨胀的,即宇宙加速膨胀到现在,还没有达到光速,如何解释这一悖论呢?

假设宇宙在时间t形成的半径是R、宇宙在时间t自转的平均角速度是ω、宇宙在时间t自转的平均线速度是v,根据v=ωR,假设宇宙在时间t膨胀的平均速度是v1,即宇宙的径向速度是v1,则R=v1t,将R=v1t代入v=ωR化简得: v=ωv1t,由上述假设可知:ω、vv1都是平均值,可以认为是常数,v/v1=ωt=k,只要研究的时间段t确定,v/v1=kk必然是常数。也就是说,宇宙形成过程中,宇宙的线速度和径向速度成正比。

宇宙形成的可视半径大于宇宙以光速形成的空间半径,并且宇宙现在仍然在膨胀,只有一种可能:宇宙的形成分为两个阶段。

第一个阶段,超光速膨胀——爆棚阶段,这个阶段宇宙形成空间半径的平均速度超光速,这个阶段结束时,宇宙形成的径向速度趋于零,由上述分析可知:宇宙形成过程中,线速度和径向速度成正比(v/v1=kk必然是常数),所以此时宇宙膨胀的自转的线速度也趋近于零零,虽然这个阶段的末速度(线速度、径向速度)趋近于零,但是这个阶段的平均速度大于光速,或远大于光速。否则宇宙第二阶段,不可能仍然在膨胀,还没有达到光速。

这个阶段宇宙不辐射,宇宙的质量保持不变,遵循角动量守恒定律,爆棚到一定的宇宙空间半径,宇宙到的角速度、线速度都趋近于零,形成相对稳态的宇宙,即宇宙的空间半径瞬间确定,宇宙开始辐射,进入到第二个阶段。

第二个阶段,就是我们现在宇宙所处的阶段——宇宙的膨胀阶段。宇宙的膨胀阶段也遵循线速度和径向速度成正比(v/v1=kk必然是常数)的规律。这个阶段宇宙膨胀的径向速度、线速度都从趋近于零开始加速,当两个速度(宇宙的径向速度、线速度)的矢量和等于光速时,宇宙第二阶段的膨胀结束,宇宙空间半径达到最大值,时间也达到最大值——时间停止。

现在我们再讨论一下,宇宙形成的两个阶段,形成宇宙半径的比例关系。宇宙膨胀阶段是从宇宙的质量开始辐射时进行的。宇宙的膨胀应该遵循我总结的宇宙常数(可以用开普勒定律及万有引力定律推证):M^2R=Q,其中M、是宇宙的质量、R是宇宙的可视半径、Q是常数。这一结论被美国物理学会2022年春季会议录用,录用摘要截图如下:

宇宙的空间和时间是如何形成的

宇宙的膨胀阶段还遵循,宇宙动态恒等式(用能量守恒定律、动量守恒定律可以证明这一结果):m1v^2=m2c^2,宇宙的膨胀阶段质量时刻在变化,其中m1是宇宙剩余的质量、m2是宇宙由于辐射损失的质量,v是宇宙剩余质量的平均径向速度、c是光速,m1+m2=宇宙膨胀之前的总质量,整个变化过程中,m1始终大于m2,从宇宙的动态恒等式,我们可以看出,宇宙始终处在加速膨胀的阶段,直到当m1=m2时宇宙停止变化。恒等式也可以写成:m1v^2-m2c^2=0两者一个正能量、另一个负能量。

宇宙膨胀阶段,宇宙损失的质量达到原来质量的一半时,宇宙的质量不在损失,宇宙的空间半径达到最大值。因为宇宙常数:M^2R=Q,假设宇宙暴涨阶段形成的宇宙半径为R1(宇宙从这个半径开始膨胀,宇宙开辐射——质量损失),膨胀后宇宙的最大半径为R2,则有M^2R1=Q——(1),(M/2)2R2=Q——(2),由(1)、(2)两式计算得:R2/R1=4

 

所以我们得出结论:宇宙膨胀的最大值(宇宙的最大半径)不能超过宇宙膨胀之前半径的四倍,即不能大于宇宙第一阶段形成半径的四倍。

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