59. 宇宙的寿命

侯工

宇宙有寿命吗？

——宇宙是无限的，怎么会有寿命？

很多人都是这样认为的。

为什么人们觉得宇宙是无限的呢？

因为他们认为宇宙是个平面，这个平面无边无际——这是被阿基米德几何误导了。阿氏认为，平面具有无限延展性（也就是说平面没有边界）。其实，阿氏说的是一种抽象，并不符合宇宙的实际，因为宇宙上任何一个“平面”，都在宇宙球面上，是宇宙球面的一部分。你要作一个垂直于宇宙球面的“平面”是不可能的。因为如果有个“平面”垂直于宇宙球面，那么这个平面处于宇宙球面之外或之内。宇宙球面之外是未来，之内是过去，都是不存在的，所以不存在垂直于宇宙球面的“平面”。那么这个“平面”只能紧贴着宇宙球面了，也就是宇宙球面的一部分，所以它不是平面。也就是说，宇宙不存在平面。

如果你还是认为宇宙是个平面。通过观测，宇宙在膨胀，请你想想平面如何膨胀？平面上的一个正方形的四角上的4个点如何互相远离？如果沿着对角线互相远离，那么正方形4边的速度必然小于对角线上的速度。由于速度不同，平面必然变形，例如对一块钢板加热，它就会因膨胀而变形，一旦变形，平面就不存在了，所以，宇宙只能够是个球面。

既然宇宙是个球面，那么必定是有限的。因为宇宙就局限在球面内。即使球面膨胀，也不可能无限膨胀——由于物质守恒。不能减少，也不能增多。当所有物质（体）分解完毕，球面就不能膨胀了，宇宙寿命至此为止，所以宇宙有寿命。

宇宙的寿命有多长？

可以计算出来：

设宇宙球面积为S，宇宙半径为r，则有：

S=4лr^2                                   (1)

由于r=ct(c为光速，t为时间)

则有：S=4лc^2t^2                         （2）

（2）表示球面的瞬时面积。

两边对t求导，得：

S’=8лtc^2                                (3)

(3) 表示球面瞬时膨胀速度，也就是瞬时膨胀增幅。

瞬时膨胀增幅/瞬时面积称为膨胀率：

8лc^2t/4лc^2t^2=2/t                  （4）

在数学上，当t趋于无穷大，膨胀率为0。然而，实际上t不可能趋于无穷大，t是有限的，所以当t到达极限时，膨胀率为0。

当膨胀率为0的时候，所有物体分解完毕，显然t就是宇宙的寿命。

宇宙最小粒子总数=宇宙总质量除以最小粒子的当量质量

=3.1762*10^53/1.821*10^(-31)

=1.7442*10^84(个)

根据有关资料，电子半径=2.8*10^-15m

那么电子体积=4/3лr^3

=1.3333*3.1416(2.8X10^-15)^3

=91.953X10^-45立方米

1个电子有5个最小粒子。由于球体之间有空隙，而且最小粒子在电子内有活动空间，不是紧密地填满，所以要乘以系数0.6

最小粒子体积=0.6*0.2*91.953X10^-45

            =11.034X10^-45立方米

设最小粒子半径为R，则有

11.034X10^-45=(4/3)лR^3

R=[3*11.034X10^-45/(3.1416)4]^(1/3)

=[2.6342X10^-45]^(1/3)

=1.3812X10^-15m

因为最小粒子的半径是1.3812X10^-15m。

所以最小粒子的最大截面积=3.1416*[1.3812X10^-15]^2

=5.9933*10^（-30）m^2

考虑到最小粒子必须有一定的活动空间，那么最小粒子在宇宙球面上占有面积比其最大截面积大，应该乘以1.2：

最小粒子在宇宙球面上占有面积=1.2×5.9933*10^（-30）

=7.192*10^（-30）m^2

那么宇宙极限球面面积=1.7442*10^84×7.192*10^（-30）

=12.544*10^54m^2

因为：

S=4*3.1416ccT^2

T=[(S/4)/(3.1416cc)]^(1/2)

宇宙寿命T=[(12.544*10^54/4)/(3.1416×9*10^16)]^(1/2)

=[3.136×10^54/(3.1416×9×10^16]^（1/2）

=(0.11091×10^38)^（1/2）

=0.333*10^19秒

1年=3.1536*10^7秒

（0.333*10^19）/(3.1536*10^7)

=0.1056*10^12年

=1056亿年

通过计算，宇宙寿命是1056亿年。