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宇宙的动因和背景速度(4)

已有 716 次阅读2015-2-12 11:03 |系统分类:科技教育| 诺贝尔, 科学家, 灵长类, 松树林, 物理学 分享到微信

2、宇宙的背景

宇宙没有外面的绝对空间背景浩渺的太空并非宇宙的背景,它仍然是宇宙。宇宙的万物都是运动的,所以它的背景必然也是运动的。运动的本质是事物的变化,而变化的本质则为事物的速度。对于速度,经典力学的描述是s/t或ds/dt——在我们坐火车的时候,观察窗外景物的变化就能知道火车的快慢程度,它其实就是以时间为参照(背景)的空间变化快慢程度。时间代表宇宙万物更新,而宇宙万物更新的终极所在便是宇宙球面,任何自然界物体的变化都涵盖于宇宙球面更新之下,这种更新实质上就是宇宙原速。因此,宇宙原速才是宇宙真正的背景,时间与宇宙原速同步,故此自然界运动物体的任何自然速度都不可能抛离时间,因为都是它自身宇宙原速的一部分。

3、宇宙的运动模型

时间的自然本质则意味着宇宙是在不停地运动中的,所以才有500年历史的松树林和今天的灵长类动物。而且根据松树林和灵长类动物衍变模式或者宇宙天体的红移现象,乃至获得2011年诺贝尔物理学奖的科学家新发现,均证明宇宙是在作膨胀并且是在加速膨胀运动的,也就是说宇宙时空球面是在不断地加速变大的。不断加速变大的那部分球面又从何而来呢?它只能来自于物质,亦即宇宙的天体。那么,宇宙时空球面不断加速增大的过程无疑也是宇宙天体不断释出粒子而展开的过程。

宇宙球面为什么会不断加速膨胀呢?是大爆炸产生的吗?还是别的原因?它膨胀的加速度又是多少?

问题确是有点深度,但只要发挥关联性思维,我们就能找到它的根本原理。宇宙固然庞大,无疑也可以分割为小到不能再小的粒子,这样的粒子这里称之为最小粒子或宇宙粒子。这些最小粒子的总量肯定是个恒值——物质不灭,也不能创生。不容忽视的是,宇宙之外别无他物——除构成宇宙自身的这些粒子之外什么也没有。所以,假定存在宇宙初始状态的话,构成宇宙自身的最小粒子就会紧靠在一起成为一整块——相当于一个不存在任何空隙的实体。而这样的一个实体实际上可以看作是由无数多的大小不等的互相紧套的球面构成。类似的例子,比如一块普通物体,在这块物体内部的任意一个尽量小的质点,紧贴着这个质点就包围着一层由其它同样小的质点构成的球面,而紧贴这层球面又包围着第二层球面,第二层球面之外又包着第三层、第四层……这显然是一种普遍现象。

但细节比较容易被人疏忽,我们不妨将一个球面的直径想象成足够小,小到相当于一个不可再分割的最小粒子P,那么,球面积则为 π(3.14……)个P^2。由于 π不是整数,所以球面就会出现 π的小数点以后那部分无从弥补的“空隙”。这里所谓的“空隙”指的就是绝对空间,而宇宙是没有绝对空间的。所以,只能往球面上添加 P,这又导致直径够不着而随之延伸。直径只要延伸一个P,就使得球面出现新更大的“空隙”,只能再往球面上补充若干P,然后又导致直径延伸一个P……这种现象反映在球面积方程A=4 πR^2上,由于 π是一个无法确定的数,说明自然界中任何指定半径的球面都是不确定的;反之,自然界中任何指定球面的半径也是不确定的。因此,由无数球面构成的自然界物体都是不稳定的,宇宙球面也是不稳定的。

对于宇宙初始实体来说,由于它隐含的那些球面大小也不一样,构成不同球面的粒子的不稳定程度就不一样,于是这个实体变成了无数多的不同速度的粒子层面。这就要产生一个非常纠结的两难问题:由于没有绝对空间,所以宇宙粒子实际上是靠在一起的;但靠在一起的粒子的速度并不一样,而根据共存同速原理,速度不一样的粒子又是绝对不可能靠在一起的。这个宇宙悖论,大自然是怎样去处理的呢?我们知道,速度一样的意思就是一个速度层的意思,相当于一个运动的球面。在实体隐含的无数多这种速度球面中必有一个大家都能认同的,这里称之为原速球面。于是,出现了均衡运动——所有速度层的宇宙粒子都向这个球面看齐,从而形成膨胀的宇宙球面。这个被大家认同的速度便是宇宙原速(如果反过来思考——从这个膨胀球面的背面看,同样的情况便是收敛宇宙,亦即所谓的反宇宙)。显然,它就是宇宙膨胀的径向速度。由于宇宙原速是由所有宇宙粒子速度均衡产生,而最小粒子的总量又是恒值,所以宇宙原速也是恒值。向原速看齐当然需要个过程——无论如何迅速,巨大量值的粒子不可能一下子就能将速度均衡划一。这个过程就是宇宙的运动过程,也就是宇宙生命的实质。我们今天的宇宙,仍处于这个过程当中。  

速度均衡的意义无疑是让宇宙粒子形成一个共存速度,使得它们不会失速。这个共存速度所代表的球面正是我们的时空球面。在速度均衡过程中,无数的不同速度层实际上处于候补状态,就好像我们平时排队等候一样。但千万不要认为没有及时与原速球面看齐处于“排队”等候中的粒子,它们的速度就跟时空球面速度不一样。如果不一样它们就不遵守宇宙原速而形成失速现象,就不可能共存于宇宙。因此实际情形是:它们以物体——宇宙星球的形式,被原速球面牵制着构成庞大的联动系统,类似于机械传动系统,如机械钟的传动装置。联动就是彼此互相影响的运动。星球联动包含宏观运动与微观运动。它的玄机是让联动物体的速度变为梯级关系,从而作为自然速度进行叠加,使得候补速度层的粒子达到宇宙原速而与时空球面看齐。我们今天看到的宇宙星球实际上正是联动中的候补粒子存贮体。这些存贮体内的粒子随着球面运动不断加到共存速度层。换而言之,宇宙的一切物体也是时空球“面”,只不过这些“面”处于候补之中。

所以,宇宙的动因并非源于大爆炸,也不是别的原因,而是由于球面与半径的不确定性。由于宇宙原速等于光速,所以宇宙完全等同于一个沿径向以光速不断运动而形成加速膨胀的球面。通过下面的数学分析,我们得知不断膨胀的球面是有极限的。同时,我们还能知道宇宙在加速膨胀过程中的瞬时增幅和膨胀加速度以及它的循环原理:

膨胀球面瞬时增幅及膨胀加速度

设:S为球面积,r为球半径。

则: 球面积S=4πr^2                                           1

对(1)求导得:S’(r)=8πr                                     2

2)表示球面随半径变化的速率。

由于宇宙径向速度恒等于光速C,t为时间

故(1)可表示为:S=4πC^2t^2                                    (3)

3求导得:S’(t)=8πC^2t                                    4

(4)为宇宙球面即时增幅;对4求导得:

    S(t)=8πC^2                                                    5

5为宇宙球面膨胀加速度。

数学原理固然简单,但结论确实惊人:宇宙球面半径的速度虽然为恒值,但球面增幅却是加速增加的——这无疑是宇宙加速膨胀的真相。

不难证明,当半径不断增大时宇宙球面的膨胀率趋于0

膨胀率P为即时球面增幅与即时球面积的比值。由(4)和(3)得:

P=(8πC^2t)/4πC^2t^2=2/t                                    (6

显然,当t无穷大时,有:P=lim(t无穷大)2/t=0

膨胀率为0的物理意义是指宇宙球面不再膨胀,即极限球面的面积随半径变化的速率:

S(r)=dS/dr=0                                                 (7

对照(2)得:S(r)=dS/dr=8πr                                (8

设R为极限球面半径,令r=R

即:R=0/8π=0                                              (9

 

这是一个非同一般的分析结果:恒径速不断膨胀的球面是有极限的。更为重要的是,极限球面的半径是0,而我们知道平面和点的半径也是0,因此,极限球面是平面——但它又是点。但千万不要把这个“点”理解为质点,更不能想象为奇点。它是0半径的球面,其意义是终始合一:是运动的终点和始点。它的物理意义在于:当宇宙星球释放完最小粒子,刚好时空球面逼至极限,同时又是下一轮宇宙的始点。


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