闲聊宇宙（74）——宇宙结构

文/侯工

网友：

你别吹牛B。你说爱因斯坦不懂宇宙的结构，还说霍金乱弹琴。那么你能说出宇宙的结构吗？

侯工：

目前，对宇宙的结构的说法五花八门，令人眼花潦乱。归纳一下，大概有下列几种说法：

（1）传统的说法：“四方上下曰宇，古往今来曰宙。”宇表示空间，宙表示时间。空间与时间合在一起就是宇宙。

关于空间，庄子（约公元前369年3月-公元前286年）说：“（宇宙）至大无外，至小无内。”（《庄子·天下》）意思是说，从大的方面说，是无限大的，从小的方面说，物质是无限可分的。宇宙两千多年过去了，如今人们还是这样看宇宙的。

（2）权威说法：

牛顿在1687年发表的《自然哲学的数学原理》中写道：“真正的数学的时间在流逝着，而且其本性也在均匀地与任何外界事物无关地流逝着。绝对的空间就其本性而言是与外界无关静止的和永远相同的。……空间和时间都是绝对的，彼此独立的，它们可以脱离物质而单独存在，对它们的量度与物质运动的速度无关。”

由于牛顿的理论不能回答为什么光速不变的问题，于是，爱因斯坦提出了相对论，认为光速不变，是因为时间和空间会随着速度改变。从此，虫洞、黑洞、时空隧道就满天飞了。

（3）时髦说法：

（A）大爆炸宇宙论：宇宙是由一个致密炽热的奇点于140亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。

（B）平行宇宙论：是指在我们的宇宙之外还可能存在的与我们所认知的宇宙类似的其他宇宙。

（C）弦理论（弦论）：弦论认为自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子，而是很小很小的线状的“弦”（包括有端点的“开弦”和圈状的“闭弦”或闭合弦）。弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。弦理论（以及它的升级版超弦理论）认为所有的亚原子粒子都并非是小点，而是类似于橡皮筋的弦 。与粒子类型的唯一区别在于弦振动的频率差异 。弦理论认为宇宙一定存在比我们所知的四维空间更多的时空维度 。

笔者认为：宇宙的要素不是时间和空间，所以时间和空间不能称为宇宙。宇宙的唯一要素是物质。

物质定义：

物质是宇宙的本原。

没有质量的最小粒子是宇宙物质的根源，叫原物质。由若干最小粒子构成的物体叫自然物质。波（声波、水波、电磁波、力波等）和精神意识是物质的派生物，叫次生物质。原物质、自然物质以及次生物质统称广义物质。一般情况下，在物理学范围内的物质是指自然物质，在宇宙物理学范围内的物质是指自然物质和原物质，在哲学范围内物质是指自然物质、原物质和次生物质。运动是物质的唯一属性。物质运动有两种状态，从而得出（1）空间定义：

物质运动的范围大小叫空间；

（2）时间定义：

物质运动的先后次序叫时间。

宇宙的定义是：

即时所有运动的广义物质叫宇宙。

根据物质不灭定律，宇宙物质不能湮灭，也不能创生，所以宇宙是有限的，不可能无限大；由于物质是由最小粒子构成的，所以物质粒子也不可能无限小。

由以上分析说明，无论是传统观点还是牛顿爱因斯坦观点都不符合宇宙的实际，归因于宇宙没有独立存在的时间，也没有独立存在的空间，时间空间只是物质运动的两种状态的描述，完全是人类对物质运动的感受，并不是宇宙的客观实在。由于时间和空间是人类对宇宙的描述，所以会出现爱因斯坦的相对论：当你难受的时候，时间过得慢，当你享受快乐的时候，时间过得快。

至于大爆炸宇宙论，它指出宇宙在膨胀。但它不能解释宇宙的运动是有序的（爆炸是无序运动），也不能解释太空中的最小粒子是如何爆炸出来的（爆炸不可能爆出原子、电子、宇宙射线和最小粒子），更不能解释宇宙运动如何能持续进行（爆炸是单向运动，只有循环运动才可以永续进行）。

至于平行宇宙，根据同速共存原理，不同速的宇宙不可能同时存在，所以不可能有多个宇宙。

至于弦理论，不能解释弦来自哪里。弦论关于多于四维的维数是没有根据的。

根据宇宙膨胀原理和宇宙原速原理，推论出宇宙是一个沿着径向以光速膨胀的球面膜。这个球面膜的厚度刚好一个最小粒子的直径[4X10^（-16）m]。整个宇宙球面是三维的，然而在宇宙球面上的局部空间是二维的，球面上的弧线是一维的。宇宙球面的二维空间加上时间是三维的（立体空间），三维自然世界在人大脑的反映是四维的，多于四维的都是大脑的产物，都属四维的。

为了克服现在的各种宇宙观的缺陷，笔者提出全新的宇宙观：

（一）宇宙的数学模型（宇宙结构）：

S=4πr^2

上式表示宇宙是个球面，S表示宇宙球面积，r表示宇宙半径。由于r=ct（c表示光速，t表示宇宙的年龄），宇宙球面又可以表示为：

S=4πc^2t^2

因为ΔS=8πrΔr

在上式中，ΔS表示一瞬间[1.33X10^(-25)秒]宇宙球面的增幅，Δr表示一瞬间宇宙球面在径向的位移，刚好等于一个最小粒子的直径[4X10^（-16）m]，上式的意思是：宇宙每一瞬间（Δt,最小时间单位）在径向移动一个基长（Δr,最小的长度单位），宇宙球面就全方位地增大ΔS(300万平方公里），根据同速共存原理，宇宙球面不允许空隙存在，因为空隙是静止的，不能与宇宙球面共存。这些增幅形成的空隙必须在同一瞬间的时间内由宇宙射线分解的最小粒子补充完毕然后才能进入下一个位移。由于ΔS包含有π，不能容纳整数的最小粒子，当若干个最小粒子补充到瞬时增幅里，又将宇宙球面扩大了，结果宇宙球面又要在径向位移一个最小粒子……如此交替进行。宇宙就是这样一份一份不连续地运动的。

宇宙射线来自物体内的物质粒子的衰变，物质粒子的衰变导致物质粒子的运动，物质粒子的运动导致物体的运动。由此可见，宇宙球面的瞬时增幅是物体运动的直接原因。这就是力的来源。

实际上，宇宙球面与半径的交替运动形成了脉冲波，这种波通过最小粒子作为介质传递到物质粒子，就在其周围形成一圈应力带，应力带与物质粒子产生谐振，从而导致其运动。同时，由于相邻两个物质粒子之间的应力带叠加而产生引力，于是形成万有引力。

又由于物体沿着径向运动，于是形成万有引力的反作用力——膨胀力。膨胀力是主力，在宏观使天体互相远离，在微观表现为弱力，使物质粒子产生衰变。

当我们拉动一个毛线球的毛线时，毛线球就会转动，毛线球转动是为了使其内部的毛线与拉出来的毛线保持同步（同速），毛线球内毛线速度的方向是杂乱无章的，但是最终的方向都是与拉出来的毛线的方向相同。物体就象毛线球，最小粒子就象拉出来的毛线。最小粒子源源不断地从物体中流出来，就牵动着物体旋转。由于物体都是由相同结构的电子构成的，所以物体旋转的方向都是相同的。相邻两个天体就会围绕着质量中心互绕运动。这样，所有物体就构成一个统一的联动系统。联动系统保证宇宙的有序运动，同时使所有物体都能保持宇宙原速。

象毛线球一样，虽然联动系统每个环节速度方向杂乱无章，但是最终方向都是与最小粒子的方向即径向是一致的，所以物体每个环节的速度可以叠加起来，其速度总和刚好等于宇宙原速。

力和光是波动，可以向各方传播。在径向，我们与光同速，所以我们能够看到光，我们与力同速，所以我们与宇宙同步。在球面方向，光速和力的传递速度都等于宇宙原速，所以只要测到光速，就测到了宇宙原速和力速。

由于光源与观测者都是沿着径向运动的，而光是沿着宇宙球面传播的，光与光源、观测者的相对速度都等于光速，所以无论观测者与光源的相对速度如何，所测到的光速永远不变，这就是光速不变的根源。

最小粒子的速度等于光速，所以没有惯性，也就没有质量。但是，由它构成的物质粒子就有了惰性，必须有外力作用才能使其运动，这种惰性就是惯性。惯性定义：

自然物质需要力才能改变运动状态的性质叫做惯性。

物质有了惯性才有质量，质量定义：

物质含有最小粒子的数量叫做质量。

物质含有最小粒子的多少就是质量的大小。物质受到宇宙球面的牵引力后产生运动，因此具有能量。能量表现为物质的动能，用公式表示为：

E=1/2mv^2

上式表示物体的宏观运动时的能量。物体的总速度等于光速c，所以物质的总能量为：

E=1/2mc^2

这就是真正的质能公式。

由于1/2c^2是个常量，可看成是一个系数。可见，能量与质量是一种递变关系。由于质量代表最小粒子的数量。一个电子由5个最小粒子组成。物质粒子的最小单位是由2个最小粒子组成的中微子，它的质量等于一个电子的2/5。电子的质量等于9.109×10^-31kg，为了计算方便，定最小质量单位是电子的1/5，即1.8218×10^-31kg.那么，一个最小粒子的能量为：

E=1/2×1.8218×10^-31×9×10^16kgm^2/s^2=8.1981×10^-15焦耳。

也就是说，物质释放出1个最小粒子同时释放8.1981×10^-15焦耳的能量。反过来说，8.1981×10^-15焦耳的能量可以使物质释放一个最小粒子。

使物质释放最小粒子的能力叫做能量。使物质释放粒子的能力就是使物质运动的能力，所以，能量的定义是：

使物质运动能力的大小叫做能量。

力是能的递变形式，所以力的定义是：

能对物质运动的作用叫做力。

力可以使物质运动，也可以改变物质运动的状态。这两种情况叫做力做功。功的定义：

力使物质运动状态改变的程度叫做功。