對宇宙起源的新觀念和完整論證:宇宙不可能誕生於奇點

 

 
 對宇宙起源的新觀念和完整論證:宇宙不可能誕生於奇點(下篇)

====我們宇宙誕生於在普郎克領域PlanckEra新生成的大量原初最小黑洞Mbm mp

 =(hC/8πG)1/2  1.09´ 10-5g 的合並,而不是“奇點”或“奇點的大爆炸”==
    Dongsheng Zhang E-mail: ZhangDS12@hotmail.com 新版 10/2010


【附注】。由於此文件格式使數學公式有些混亂,請上網http://www.sciencepub.net/academia/aa0212 看原文。

笛卡兒:“我們不能依賴他人的權威而接受真理,必須自己尋求。”

【內容摘要】: 本文根據近代宇宙天文學和物理學的一些基本規律和公式,通過計算所得的數據,證明了我們現在膨脹的宇宙不可能誕生於“奇點”或“奇點的大爆炸”。按照時間對稱原理,假設我們宇宙是從前輩宇宙的“大塌縮”而來,其最後的塌縮規律與我們宇宙誕生時的膨脹規律相同,那麽,本文中新推導出前輩宇宙的“大塌縮”公式. (3c)式就是來的最重要的公式,一旦前輩宇宙大塌陷到(3c),t [k1 (2Gκ)/C5]2/3 t = - 0.5563´ 10-43s秒和宇宙最高溫度T = 0.734´1032k時,前輩宇宙中的每個能量-物質粒子m同時進入3種狀態:1。每個粒子m都與其相鄰的粒子因無足夠時間轉遞引力而失去了引力聯係以至於無法繼續塌縮。2。每個粒子m都變成為Mbm10-5g的史瓦西最小黑洞。3。同時進入普郎克領域而成為普郎克粒子mp, 於是,m= Mbm = mp= 1.09´10-5g.正是“宇宙包”內每個粒子m 的這3種狀態的共同作用,導致所有的m在封閉的“宇宙包”內停止收縮而爆炸解體,並與整個前輩宇宙同步消失在普朗克領域,從而共同阻止了前輩宇宙在普朗克領域繼續塌縮成為“奇點”。同時,前輩宇宙的爆炸解體造成“宇宙包”內的溫度和密度的下降,從而使宇宙中新生出來稍大而穩定的無數最小黑洞2Mbm。它們就成為我們現在新宇宙的“胚胎”,它們的合並就是我們宇宙的誕生,同時造成了我們新生宇宙誕生後在to´10---37前的“原始暴漲”,並形成許多更大的“小黑洞”將宇宙連接成一個整體。這些“小黑洞”的繼續合並膨脹就形成了我們現在膨脹的宇宙。

 本文還完全證實了我們現在宇宙是一個真實的宇宙大黑洞(UBH)這樣,宇宙誕生和演化中的各種難題就簡化成為一般黑洞的生長衰亡規律,本文還論述了從前輩宇宙的大塌縮到我們新生宇宙大膨脹的轉變過程。首次提出了產生宇宙的原初暴漲新的機理,並做出了新的解釋、論證和計算。 [New York Science Journal. 2009;2(3):79-100].(ISSN: 1554-0200).

 本文中唯一的最簡單的假設就是按照時間反演和對稱規律,推斷我們宇宙的誕生來源於前輩宇宙的最後大塌縮。這種假設也是最簡單而符合奧康姆剃刀(Ockham’s razor)原則的。不像“奇點”那樣不可理解,無法計算出與現今宇宙參數之間的任何有規律關係。  本文所有的結論和計算結果都符合因果律:凡是有開端的事實都有原因。也完全符合現有的經典理論的基本公式的計算數據和近代天文物理的觀測數據和結論。 ( >參考文獻編號)

【關鍵詞】:宇宙不是產生於“奇點”或者“奇點的大爆炸”;宇宙誕生於(Mbm 10-5g)史瓦西最小黑洞;宇宙的 “原初暴漲”OriginalInflation)產生於大量最小黑洞的合並;宇宙與黑洞的同一性;我們宇宙本身就是一個宇宙大黑洞;哈勃定律就是宇宙黑洞的膨脹規律

 

1】.我們宇宙的演化規律與公式:(圖一)

宇宙的演化規律可用兩種不同的簡單方式較精確地描述。這是根據粒子物理學和近代天文觀測的成就而得出的結果. 通稱之為宇宙大爆炸標準模型。

首先,圖一詳細地標列出了宇宙在各個不同時期的演化過程中時間t與溫度T的相互對應的關係,其各種數據簡明,但不精確,而是近似的.

 其次,下麵的公式(1a)從量上定出了宇宙從輻射時代末期到大爆炸的過程中各個物理狀態參數間的變化規律:(t = ±10-43秒到t =1/3´106年)

 Tt1/2= k1, R = k2t1/2, RT = k3,  R = k4l,3 >  (1a)

 t—宇宙的特征膨脹時間, R—宇宙的特征尺度或大小, l—輻射的波長, T—宇宙輻射溫度,  k1,k2,k3,k4—常數.

圖一, 宇宙演變的標準模型中溫度 T 與時間 t 的關係;

 下麵的(1b) 式定出了宇宙在物質占統治地位時代各物理狀態參數之間的變化規律和相互關係(t =1/3´106年到現今) 

 Tt2/3 = k6, R = k7t2/3, RT = k8, R=k9l,   (1b) 

 T, t,R, l—同上, k6,k7,k8,k9,—常數。(1a)(1b)也很難十分準確第定出其各常數。

上式Tt ½= k1 Tt 2/3= k6.可參考 S. Weinberg  最初三分鍾之附錄.如果將圖一中的數值與按照(1a)(1b)式中計算出來的數據相比較,其結果是相當一致的,圖一中的數值不可能準確到小數點後1位數,所以是近似的。宇宙演化的這兩組數據的一致性表明用(1a)(1b)規律來表述宇宙的演化是正確的,與建立在近代粒子物理基礎上的標準宇宙模型相符合.而且這些數據也與近代的天文觀測數據MBR(微波背景輻射)相吻合.我們如果給出一組宇宙演化的初始值或特定值,就可以取代(1a)(1b)中的各個常數k1……k9,從而可以算出對應於宇宙演化各個時間t相對應的的其它各參數如T,R,…。作為例子,我們用(1b)計算宇宙在物質占統治時代的各個物理參數的變化, 按照公式 (1b),

 R1/R2 =(t1/t2)2/3,  R1T1 = R2T2, R1/R2 = l1/l2,  T1/T2 = (t2/t1)2/3,

 如取 t1 = 13´10 9yrs, t2 = 4´10 5 yrs,  t1/t2≈ 32,500 , (t1/t2)2/3≈ 1,000.

 R1 = 12´1027cm, R2 = R1/1,000= 12´1024cm, T1 = 3K, T2 =3,000K, l1 = 0.1cm,  l2 = 10-4cm.

 以上各參數的初始值可見於圖一,算出結果與近代觀測數值相吻合。以上數值表明宇宙從物質占統治時代的最初時刻膨脹至今, 時間膨脹了約32,500,尺寸擴大了約1,000倍,溫度則降低約1,000倍,輻射波長增長約1,000倍,符合MBR(微波背景輻射)的觀測數據。

 由於我們宇宙在創生期的密度異常大,那時的宇宙好似“原子”般的大小。關鍵問題在於這顆“原子”從何而來?來源不外乎兩個:(),按照廣義相對論,宇宙是從所謂的奇點大爆炸爆炸膨脹而來,從無到有,此路不通.因為它無法解釋一個各種物理定律失效的“奇點”與一個如此有序的宇宙有任何物理量之間的聯係。(),二是認為這顆“原子”由前輩宇宙收縮的大塌陷經過 相變轉變而來。本文的論證與計算就在於確證宇宙如何從前輩宇宙的“塌陷相”轉變為現今宇宙“膨脹相”,這種相變發生的條件機理和途徑。 

 

2. 黑洞的基本屬性和黑洞在其視界半徑Rb 的守恒公式。我們宇宙是一個真實的“宇宙黑洞”。所有黑洞在其視界半徑上的公式完全適用於我們“宇宙黑洞”。 (此節請參看本文上篇)[1]

 1*. 最小黑洞-- Mbm: 根據霍金黑洞量子輻射的溫度公式和史瓦西的黑洞公式,可以推導出來黑洞Mb其視界半徑Rb 上準確的4個守恒公式,它們規定出所有黑洞的生長衰亡規律

 Mb –-黑洞質量, Rb –-黑洞的視界半徑,Tb –-黑洞視界半徑Rb 上溫度, mss –-黑洞視界半徑Rb 上霍金輻射量子, h普朗克常數= 6.63´10--27g*cm2/s, C –-光速=3 ´ 1010cm/s,, G –-引力常數 = 6.67´10--8cm3/s2*g, 波爾茲曼常數--κ = 1.38´10--16g*cm2/s2*k,mp–- 普朗克粒子, Lp ---普朗克長度, Tp ---普朗克溫度,

 霍金黑洞量子輻射的溫度公式,

 Tb = (C 3/4GMb) ´ (h /2πκ) ≈ 1027/ Mb,  2>   (2a)

 黑洞在其視界半徑Rb 的閥溫和能量轉換公式,

 mss = κTb /C2   (2b)

        按照史瓦西的黑洞公式,即對廣義相對論方程的特殊解, 

 GMb/ Rb= C 2/2   (2c)

  (2a)  (2b)得出,

 mss Mb = hC/8πG = 1.187´10--10g2 (2d)

       公式 (2d) 是在黑洞的視界半徑Rb上普遍有效的公式。運用宇宙中事物部分不大於全體的公理黑洞視界半徑Rb 上霍金輻射量子mss不可能>黑洞質量Mb,在極限情況下,最大的mss 隻能=最小的黑洞Mbm ,所以有, 

 mss = Mbm = Mb=hC/8πG)1/2 =1.09 ´ 10--5g   (2e)

 由於(hC/8πG) 1/2 ≡普朗克粒子 m p,  所以,

 mss = Mbm =(hC/8πG)1/2 mp  1.09´ 10-5g. (2f)

  Rbm L p (Gh/C3 )1/2 1.61´ 10—33cm (2g)

 Tbm T p 0.71´ 1032k  (2h)

 Rbmmss = h/(4πC) = 1.0557´10-37cmg   (2i) 

 最重要的結論:當一個黑洞因為吞噬完外界能量-物質後,而發射霍金輻射量子mss不停地收縮時,黑洞將減少RbMb,增大Tbmss直到最後收縮成為最小黑洞Mbm,而且,Mbm = mss = (hC/8πG)1/2 mp, 並立即在普朗克領域爆炸消失。 

 2*. 從下麵推導出的公式(2l) 可知, 黑洞的一個基本屬性就是:一旦黑洞形成,不管它是在吞噬外界能量-物質而膨脹,還是因發射霍金輻射而收縮,直到最後收縮成為最小黑洞Mbm之前,它都永遠是一個黑洞。從上麵的公式(2c)

 2G Mb = C2Rb  (2c)

 2GdMb = C2dRb  (2j)

 假設有另外一個黑洞—Mba  Mb合並或者碰撞,該黑洞,

  2G Mba = C2 Rba  (2k)

 公式 (2j) + (2k)+ (2c), 於是,

 2G(Mb + dMb+ Mba) = C2(Rb + dRb+ Rba)    (2l)

 3*. 等於普朗克粒子mp 的最小黑洞Mbm mp 必然在普朗克領域爆炸消失的原因

 由於在 Mbm (hC/8πG)1/2 mp  1.09´ 10-5g , mss ´ 10-5g, 所以,  mss Mb hC/8πG ´10--10g2, 這違反了一般的黑洞公式 (2d), 不能以黑洞形式存在,隻能爆炸消失。

   再按照量子力學的測不準原理,

 DE  ´ Dt ≈ h/2π  (2m)

 對於最小黑洞Mbm, DE = Mbm C2 = κTb =1016erg, 

 Dt = Compton 時間 = Rbm/C = 1.61´10—33/3´1010 = 0.537 ´10—43. 

  DE  ´ Dt = 1016´ 0.537 ´10—43 = 0.537 ´10—27, but h/2π = 6.63´10—27/2π = 1.06´10—27,

 顯然, DE  ´ Dt π, 就是說,如果Mbm mp繼續存在,或者變小後還存在,它就必然也違反測不準原理。所以 Mbm mp 隻能在普朗克領域爆炸消失。

 

3. 從前輩宇宙的“大塌陷”到現今宇宙的誕生的大膨脹的轉變條件;根據時間對稱原理,假設前輩宇宙的最後塌縮遵循我們宇宙新生時同樣的膨脹規律。

  如果將前輩宇宙的最後的“大塌縮”簡單地假設成為我們宇宙誕生前的時間鏡像反演或時間對稱,即假設將用於描述我們宇宙誕生後的演化公式(1a)也可以反向地用於描述前輩宇宙最後的塌縮演化規律,而塌縮後演化的結果,根據計算如果符合現在宇宙各種規律和演變實況的數據的話,那麽,這種假設就是合乎邏輯和規律的,就應當是合理可靠而予以承認的

 從公式(1a) R = k2t1/2(2a)(2b)可知,當前輩宇宙走向大塌陷收縮其尺寸R相應地其粒子溫度T增加,時間t縮小很快。在大塌陷收縮過程中(反向參看上麵圖一),當t縮小1,000倍時,R隻縮小30倍,所以tR收縮得更快,這樣收縮的結果,總會出現一種極限情況,當t收縮到某種極限時間時,兩個相鄰的粒子傳遞其引力所需的時間小於各個粒子湮滅解體時間使它們中心間的真實距離dm會變得等於當時兩相鄰粒子的史瓦西半徑之和2r。這時,所有相鄰之間的粒子都會因為引力無時間到達而產生引力斷鏈,而所有在整個“宇宙包”裏的粒子都成為等於普朗克粒子的最小黑洞Mbm = mp它們之間因無引力而隻能在T≈ 1032K高溫下,使前輩宇宙停止收縮而爆炸解體,從而造成前輩宇宙的消亡。同時造成宇宙的膨脹和溫度密度的下降膨脹的結果,一方麵使“宇宙包”內的溫度和密度隨著少許的下降,而使分散的能量重新集結轉換為較大一點的穩定的新的最小黑洞--2Mbm。正是在宇宙包內各處的這些新產生的最小黑洞成為產生我們新宇宙的胚胎。它們恢複引力後的合並和碰撞形成了宇宙初始的“原初暴脹”和宇宙的誕生。這就是前輩宇宙“大塌縮”到普朗克領域解體後,又生成新最小黑洞而形成我們新宇宙的轉變過程。
 
前輩宇宙從最後的“大塌陷”轉變到現今宇宙最初的“大膨脹”發生的條件,按照上述的原理由以下公式(3)來表述, 

 dm--兩相鄰粒子間的實際距離,m –前輩宇宙塌縮到最後的粒子質量,r—粒子m的半徑,t —宇宙粒子的光從中心傳遞到其視界半徑的特征時間, C—光速, ρ—粒子m的能量-物質密度, H—哈勃常數,

 dm  C´[2t ], d m/2C t, –t ≤ –d m/2C, t = r /C     (3)

  ρ = 能量密度g/cm3, M = 4pρR3/3,  (3aa) 

 H= 哈勃常數,宇宙在同一時間的常數, H = V/R = 1/t,

  4πρr3/3 = m, m = κT/ C2, 3 >   (2b)

   t33κT/4πρC5     (3a)

 ρ = 3H2/8πG = 3/(8πGt2), 3 >   (3ba

  t ≤ T(2)/(C5),    (3b)

 (1a),  Tt1/2= k1 (3ca) 

   t3/2≤ k1 (2)/C5或者t [k1(2)/C5]2/3  (3c)

 公式 (3a),(3b),(3c)都是從公式(3)推導出來的,所以三式中的t是等值的。

 現求t值如下:先從上麵的圖一中選取一對t,T 值代入(1a)k1, t = 10-43 s,圖中下麵對應的溫度T =1032K,如是,

 k1 = Tt1/2= 1032´10-43s =31/2 ´1010 ≈1.732´1010,從公式 (3c),   

  t3/2 ≤ [(2Gκ)/(C5)]´k1=1.732´1010[(2Gκ)/(C5,  (3cb)  

 G =6.67×10--8cm3/gs 2, C = 3×1010cm/s, κ =1.38×10 --16gcm/s 2K,, 

 t3/2 ≤ [(2´6.67´10-8 ´1.38´10-16) / (3´1010)5] ´ 1.732´ 1010)]=0.075758´10--74´1.732´1010

 0.1312´10 --64,

 t3 = 0.017217´10 --128 = 0.17217´10 --129, 為計算方便,下麵令t = tm,

  t m = 0.5563´10 --43s,  (3d)

 tm 0.5563´10-43s, and  tm 0.5563´ (-10-43) s,    (3d)

 可見,t tm即是粒子與整個前輩宇宙同時解體的時間。相對應地: 

 Tm=k1/t1/2 =1.732´1010/( 0.5563´10-43)1/2=0.734´ 1032K,      (3e)

  mm 0.734´ 1032K相對應粒子質量

 mm=κT/C2=1.38´10-16´0.734´1032/(9´1020)=1.125 ´10--5g,   (3f)

 ρ = 3/(8πGt2) = 0.5786´ 1093g/cm3,       (3g)

 從公式(3aa) mm 的半徑 rm  , 

 rm= (3m /4πρ)1/3 =1.67´10-33cm,       (3h)

 dm= C´[2t ] = 3.34´10-33cm, dm ≥ 2 r m (=3.34´10-33cm)   (3i) 

  (dm ≥ 2r m)     (3j) 

 (3j) 表明前輩宇宙塌縮到mm時,2鄰近粒子之間的引力卻是斷鏈了。粒子mm爆炸解體後,由粒子 mm組成宇宙包裏的密度ρu  

  ρu = mm /dm3 =0.302´1093g/cm3   (3k)

 由於ρu ρ 表明前宇宙解體後,整個宇宙包裏的密度由於粒子爆炸後填滿了空隙而降低了。nm 表明宇宙包裏的mm就是一個整體的一堆內外都無引力的能量,所以隻能爆炸解體。  

 mm C2=1.125 ´10-5´9´1020= 1.013´1016,同時,  κ T = 1.38´10-16 ´0.734 ´1032 = 1.013´1016

   n m= m m C2/κT = 1   (3l)

  結論:計算值t ≤ 0.5563´10--43s, T = 0.734´1032K幾乎精確地符合附錄A圖一中(Plank’s Era)普郎克時期末端值。對於時間反轉的前輩宇宙來說,就是塌縮到進入普郎克時期的開始端。上述計算值表示前輩宇宙一旦收縮到大塌陷的t= tm =0.5563´10-43sT= Tm = 0.734×1032K時,整個“宇宙包”內的粒子都塌縮成為一個個單獨的內外都無引力聯係的宇宙的最高能量粒子,進入普朗克領域,即m m = mp= Mbm = 1.09´10--5g(見下節)無引力就無收縮的動力。所有粒子和整個“前輩宇宙”隻能在普朗克領域爆炸消失。根本不可能再繼續塌縮成為奇點

 在上述設想中,宇宙從前輩宇宙收縮坍陷到新宇宙的產生和膨脹的轉變過程中,也會出現t = 0的點,但這並非人們所認知的 “奇點”,而隻是前輩宇宙從收縮坍陷點 (-10--43s, R)到新宇宙膨脹起始點(+10 --43s, R)之間的過渡橋梁,因為,在t = 0點,宇宙尺寸R≠0,溫度T≈1032K,而不是無限大,宇宙密度ρu不是無限大,而是 = 3´1092g/cm3。這種觀點使宇宙演化合乎能量守恒、合乎因果律(熱力學第二定律)、不違反現存的各種天體物理定律與經典理論,反而是它們之間的無縫結合。

 由於無數粒子mm聚集所形成的宇宙包,並非自由空間前輩宇宙無數最小黑洞mm的爆炸解體湮滅是在密閉的宇宙包內完成。它們在普朗克領域同時的爆炸解體可以稱之為誕生我們宇宙的“大爆炸”。其結果就是使“宇宙包”內的溫度和密度降低,使分散的能量能夠重新結合成稍大而穩定的最小黑洞-- 2Mbm它們就是產生我們新宇宙的胚胎。它們的長大和合並就造成了我們新宇宙的誕生和膨脹。

 

4. 最小引力(史瓦西)黑洞-- Mbm與普朗克粒子mp和上節所提出的前輩宇宙的最終塌縮粒子mm完全是同一種東西,這說明霍金黑洞理論與量子引力論和近代粒子理論等有殊途同歸的互恰性。下麵的公式 (4a) , (4b), (4c) (4d) 來源於前麵的(2f), (2g), (2h) (2i)  

 mss = Mbm = (hC/8πG)1/2 mp  1.09´ 10--5g. (4a)

 Rbm L p[3] (Gh/2πC3 ) 1/2 1.61´ 10—33cm (4b)

 Tbm T p[3]0.71´ 1032k (4c)

 Rbmmss = h/(4πC)    (4d) 

 比較Mbm,mp  mm的數值列在下麵的表1 中。 m m 是前輩宇宙塌縮到最後失去引力狀態時的計算數值, Mbm是最小黑洞。mp是普朗克粒子  

  表: Mbm, mp  mm的各種參數的比較

m m 無引力狀態   Mbm 最小黑洞    mp-普朗克粒子

m m =1.125´10-5g Mbm=1.09´10--5g m p=1.09´10-5g,

t m =±0.5563´10-43s  t bm = 0.539´10-43s t p= 0.539´10-43s,

T m =0.734´1032k Tbm=0.71´1032k Tp = 0.71´1032k,

r m = d m/2=1.67´10-33cm R bm=1.61´10-33cm Lp=1.61´10-33cm,

 

 從上麵的表 1, 可見,Mbm  mp是完全等同的。> 但是 m m 的數值與Mbm  mp有一點小的誤差,原因在於 mm 來自公式(3f), 但在推導(3f)的過程中,由於時間 t 和溫度 T 的數值均取自於不精確的圖 1所以, 實際上,mmMbmmp三者應該是相等的。也就是說mm就是最小黑洞Mbmmm所有的參數都應該等於相應的Mbm的參數。所以有,

 mm Mbm(hC/8πG)1/2 mp (4e)

 由此可見,(4e)式表明,前輩宇宙最後塌縮成為mm時,即成為mm = Mbmmp,而隻能爆炸解體消失在普朗克領域。   

 

5. 前輩消失在普朗克領域之後,我們的新宇宙是如何從普朗克領域誕生出來的? 

 從公式 (4e)可見,一旦前輩宇宙最後塌縮成為mm而進入普朗克領域時,所以在“宇宙包”裏的粒子 mm = Mbmmp, 而立即在普朗克領域爆炸消失. 如果說,有人喜歡將我們宇宙的誕生說成是來自於一次“大爆炸”的話,那麽這所有mm在普朗克領域的爆炸就是誕生我們新宇宙的大爆炸。因為構成我們宇宙所有的能量-物質都是來自前輩宇宙爆炸後的遺物。所以說,沒有前輩宇宙的死亡,就沒有能量-物質成為我們宇宙的物質基礎。

 我們新宇宙是如何從舊宇宙的廢墟中誕生的呢?關鍵問題在於從舊宇宙解體的廢舊能量-物質能夠重新集結成為新的最小引力(史瓦西)黑洞-- Mbm.其實,1032k 和密度1093g/cm3的普朗克領域本來就是能量與粒子隨時都在湮滅和產生的互相轉換的。我們知道它們湮滅和產生的時間就是康普頓時間,即Compton time. 因此,隻有當新生粒子的壽命t b大於康普頓時間tbc時,該粒子才能存活下來,而成為穩定的小黑洞。前麵【2】節中已經論證過,黑洞一旦形成,除最後變為普朗克粒子mp而爆炸消失外,它將永遠是一個黑洞。按照霍金的黑洞壽命公式,黑洞壽命t b

  t b = 10—27 Mb3(s) (5a)   

  tbc = Rb/C (5b) = 0.45´1032k,  

 因此,隻有在t b > tbc 時,即10—27 Mb3> Rb/C時,新產生的黑洞Mb 才能存活,並吞噬外界能量-物質而不斷地長大,從 (2c)使,得出,

 Mb= Mbmn = 2.2´10--5g (» 2 Mbm) (5c)

  Tb = (C 3/4GMb)´(h /2πκ) ≈ 1027/ Mb =0.45´1032k, 5d 

  (5c)式可以看出 ,隻有當形成黑小洞Mbmn  2.2´10—5g » 2Mbm時,如果它的外麵有能量-物質可供吞噬,Mbmn就會不停地長大成為大黑洞。在前節已經說過,由於前輩宇宙的最小黑洞Mbm = mm的爆炸消失,使“宇宙包”內的溫度密度降低,從5d)式可知,當Mbm增加到2 Mbm=Mbmn時,1032k高溫相應的減半即可所以Mbmn是很容易而必然形成的1*. Mbmn 可以由2個或更多個Mbm =1.09´10-5g 碰撞結合而成,因為溫度降低後的Mbm會較難解體。 2*. (2a)可知,溫度降低後容易形成較大的新最小黑洞Mbmn » 2Mbm  3*。小於Mbmn的高密度1093g/cm3粒子容易吸收外麵的能量-物質,長大後塌縮成Mbmn, 正如中子星能吸收外界物質後,而塌縮成為黑洞的道理是一樣的。 4*. 質量大於 Mbmn 而密度較低的粒子團容易收縮成為新最小黑洞Mbmn。一旦Mbmn形成之後,它們就會吸收外界密度為1093g/cm3的能量-物質和互相合並而不停地長大。 Mbmn 就成為我們新生的宇宙的胚胎,他們的合並和互相連接在一起,造成了宇宙的原初暴漲”. 這就是我們宇宙誕生的機理和過程。原初暴漲後,形成較大的小黑洞。它們繼續合並造成的膨脹就形成了我們現在有 137億年的膨脹的宇宙。 

 結論:我們宇宙誕生的 2 必要條件和過程是:1。前輩宇宙及其舊的最小黑洞Mbm = mp=1.09´10-5g的消失為我們宇宙提供了能量-物質基礎。 2 。前輩宇宙及其舊的最小黑洞Mbm = mp的爆炸使“宇宙包”裏的溫度降低,而能夠產生較大的較長壽命的穩定的新最小黑洞Mbmn 成為產生新宇宙的胚胎。沒有Mbmn = 2.2´10--5g 作為胚胎,就不可能有我們現在的巨無霸宇宙,因為隻有黑洞才能吞噬外界的能量-物質而長大,並能不讓它們流失出去

 

6】。完全論證我們現在宇宙是一個質量為1056g的真正的巨無霸宇宙黑洞(UBH)。我們宇宙的膨脹就是大量的最小黑洞 Mbm ~ Mbmn 在宇宙初期合並產生膨脹的結果。Hubble定律就是我們宇宙吞噬外界能量-物質而膨脹的規律。宇宙的平直性(Ω = ρr / ρo ≈1)是宇宙黑洞的本性。

 1*. 現代精密的各種天文望遠鏡實際的觀測數據表明,我們宇宙球體具有精密而可靠的數據。  A, 我們宇宙真實可靠的年齡 Au = 137億年.[8] 於是,由此計算出,其視界半徑Ru = C×Au = 1.3×1028cm, 密度 ρu=3/(8πGAu2)= 0.958 × 10--29 g/cm3. 所以,宇宙的總質量 Mu = 8.8×1055g. B.Hubble 常數的實際的可靠的觀測數值是 Ho= (0.73±0.05) × 100kms-1Mpc-1 [9], 由此算出宇宙的實際密度 ρr= 3Ho2/(8πG) ≈ 10-29g/cm3. 並得出宇宙年齡 Ar2 = 3/(8πGρr),  A r = 0.423 × 1018s = (134±6.7) 億年。.結果,宇宙的總質量Mr = 8.6×1055g

 由此可見,兩種不同的精確測量數據所得出的結果幾乎完全一致。因此,取我們宇宙的數據如下作為後麵的計算。 宇宙總質量 Mu = 8.8×1055g. 宇宙年齡Au = 137億年. 視界半徑Ru= 1.3×1028cm, 宇宙密度 ρu= 0.958 × 10-29 g/cm3.

 2*.假如我們現在宇宙是一個真實的巨無霸宇宙黑洞 (UBH), 它就必然來自大量宇宙最小黑洞  Mbmn ~Mbm的合並。為計算方便,現仍取Mbm  mp =1.09´10-5g,  Rbm = 1.61´ 10—33cm, Tbm = 0.71´ 1032k, 其霍金輻射量子 mss=1.09´10-5g. Nbu  Mu 擁有 Mbm的數目。當然如果取Mbmn作為計算,結果與取Mbm是一樣的。因為Mbmn » 2Mbm

 Nbu = Mu/ Mbm = 8.8×1055/1.09´10--5=8.0734´1060  (6d)

 假如我們宇宙是一個由 Nbu Mbm 合並而成的宇宙黑洞,那麽,宇宙的Ru也應該準確地是Rbm Nbu = 8´1060 倍。計算結果如下:

 Nbu = Ru/Rbm=1.3×1028/1.61´ 10—33= 8. 075´1060  (6e)

 由於 (6d) = (6e), 這很清楚地證明,我們宇宙Mu確實是由  Nbu個最小黑洞Mbm, 合並膨脹而成的宇宙黑洞。

 3*. 宇宙膨脹的Hubble 定律就是宇宙黑洞吞噬外界能量-物質而膨脹的規律。

  Hubble 定律運用到我們宇宙球體的視界,

 Mu = 4pro Ru3 /3 = 4p(3H02 /8p G)C3 tu3/3 = 4p(3H02 /8p G)C3tu/3H02=C3 tu /2 G = C2 Ru /2 G  (6a)

 從史瓦西對廣義相對論方程的特價,公式 (2c), 2G Mb = C2 Rb

 Mb = RbC2/2 G = C3tbu /2G = RbuC2/2 G  (6b)

 現在由於 tu = tbu, Rbu = Ru, Mu= Mb. (6a) = (6b). 而我們宇宙是一個真正的宇宙黑洞,黑洞隻有在吞噬外界能量-物質或者與其它黑洞合並才產生膨脹。因此Hubble 定律所反應的宇宙質量隨時間的增長而正比例增長的規律,正是黑洞吞噬外界能量-物質的膨脹規律。什麽時候tu ≠ tbu?一旦黑洞吞噬完外界能量-物質,黑洞就會停止膨脹,此時tbu 就幾乎不變,Hubble 定律也就失效了。宇宙年齡tu黑洞的Compton 時間tbu.

 4*. 關於我們宇宙的平直性問題,即(Ω = ρr / ρo ≈ 1)問題。黑洞的平均密度ρo在確定的質量Mb隻有一個確定值。我們宇宙作為一個真正的宇宙黑洞就是一個密封的巨大球體,所以(Ω = ρr / ρo = 1) 是黑洞的本性,是必然的結果。不能例外。因此,50年來,科學家們對 (Ω = ρr / ρo ≈1) 的爭論是一個毫無意義的偽命題 

 由於提出了錯誤的命題 (Ω = ρr / ρo 1), 已經導致許多科學家提出某些錯誤的觀念,比如最明顯地是 尋找宇宙丟失的能量-物質,其次 零點能 暗能量等也與此有關. 因此,從公式 (6d) (6e)來看,我們宇宙黑洞 UBH 一點能量-物質也未丟失,一點也不少,當然也不多。

 從現在起,如果宇宙黑洞外麵沒有能量-物質,宇宙黑洞就會開始發生霍金輻射而不停地收縮,直到最後收縮成為最小黑洞--Mbm而爆炸消失,宇宙的年齡就是約為 t b = 10—27 Mb(s) =10—27 (8.8×1055)3≈10132. 如果外麵還有能量-物質,宇宙黑洞會繼續吞噬外界能量-物質而擴大,隻有在吞噬完所有外界能量-物質後,才會不停地發射黑洞霍金輻射而最後收縮成為Mbm 爆炸消失。其年齡按(5a)式計算。

 

7】。作者用宇宙誕生於“最小黑洞Mbm的合並”原理,對宇宙“原初暴漲”的機理、過程和終結提出了最新最簡單的解釋和計算。認為宇宙“原初暴漲”終結的時間to就是宇宙Mu內所有原生最小黑洞--Mbm連成一整體的宇宙時間。

 從上節可知,我們現在黑洞宇宙的總質量是Mu= 8.8×1055g, 它來自宇宙誕生時Nbu = 8´1060 個最小黑洞Mbm  mp = 1.09×10—5的合並。因此,我們宇宙黑洞的137億年的膨脹就是那諸多最小黑洞合並所產生的膨脹。如果將從宇宙誕生到將原始“宇宙包”內所有組成Mu的最小黑洞Nbu ´Mbm連成一整體的時間定為to。由於Mbm 的視界半徑Rbm = 1.61´ 10—33cm,假設Mbm在誕生後需要2或者3倍的tbmc時間 將其鄰近的Nm Mbm 連接起來, tbmc 就是Mbm Compton 時間, tbmc = Rbm /C =1.61´ 10—33/3´1010 = 5.37´10—44s. 當光(引力)走 2´tbmc時,Mbm 所能夠連接的其它的Mbm的數目為 Nbm2

  Nm2 Rbm 3 =  2Rbm)3 Nm 2 = 8 (7a)

  (7a) 式表明,當Mbm的引力傳遞時間從tbmc延長到 2 tbmc時, Mbm 能夠連接 8 Mbm. 那麽, Mbm 需要延長多少倍時間才能將所有Mu 中的 Nbu = 8. 075´1060  Mbm連成一體呢?

 Nbu = 8.8×1060 ≈1061 = (867.5) (7b)

 (7b) 式表明,在Mbm的引力走過 (267.5 )倍的 tbmc後,所有的Nbu (=867.5≈1061) ´ Mbm 就連成一體成為宇宙(Mu)的原初 宇宙包了。

 (267.5 ) ≈ (1020.3),令  no2 =1020.3  (7c)

 現在以同樣的方式求 Nm3 ,

 Nm3 Rbm3 =  3Rbm)3 Nm3 = 27  (7d)

  Nbu = 8.8×1060 ≈1061 = (2742.6 ),   (342.6 ) ≈(1020.3),令 no3 =1020.3

     no = no2 = no3 ≈(1020.3) (7e)

  (7c) (7e)可知,不管tbmc 以幾倍的時間延長,連接整個Mu 所需的時間是一樣的,即1020.3 秒。但從 (7a) (7d)看,由於黑洞的合並必然會產生“空間膨脹”,從(2c)式可知,這種空間膨脹就產生了宇宙 原初暴漲”, (7a)看,當Mbm連接其它的8Mbm時,其Rbm 也會增長8倍,即8 = 23倍。同樣在 (7d), Rbm 也會增長 27 = 33. 這就是說,tbmc 延長到 2 tbmc時,其所連接的 Mbm數就不是23, 而是 (23)3 = 29.  同樣,當時間 tbmc 延長到 3 tbmc, 其所連接的Mbm的數目應是 39. 

 麵用同樣的方式求一般規律的 no,

   Nmn = no9,  no = 10 x (7f)

   Nbu  ≈1061 , 1061 = 109x  (7g)

 x1 = 61/9 = 6.8,   no1= (106.8)  (7-1a)

 7-1a)是“暴漲”情況下tbmc 延長的倍數no1。現在(7e)式按照的原理,得出一個在沒有“暴漲”情況下的x2 no2,可稱為“正漲”。

 x2 = 61/3 = 20.3  no2 = 1020.3 7-1b

  no2 = no13 或者 no2 = 1013 no1 7-1c

 1*。公式(7-1a) (7-1b)證明了將所有Mu連成一體而組成整個“宇宙包”的有2種方式;不管以何種方式,將所有Mbm連成一體為Mu所需的時間都是由Mu的值所確定的。

 A.暴漲 t o1 = tbmc×no1 =5.37´10—44´106.8 = 0, 2×10—36s=2×10—37s  (7-2a)

 B.正漲:t o2 = tbmc×no2 =5.37´10—44´1020.3= 2×10—24s (7-2b)

  t o2/t o1= no2/no1= 2×10—24/2×10—37 = 1013 (7-2c) 

 t o2 t o1所能生成的小黑洞Mbb2 Mbb1的視界半徑Rbb2Rbb1分別是:

 Rbb1= C t o1= 6´10—27cm (7-3a)

 Rbb2= C t o2 =6´10—14cm (7-3b)

 Rbb2/ Rbb1 = 1013= t o2/t o1= no2/ no1 = no12 (7-3c)

 2*. (7-2a) (7-2b)可知, 初生宇宙的最小黑洞Mbm2種合並的方式使初生宇宙Mu產生大膨脹,而將Mu內所有Mbm連成一體。 A。暴漲:指(7-2a) t o1 產生的原初暴漲,這種情況可以理解為Mbm在原始合並過程中,小黑洞Mbb1的視界半徑 Rbb1no2/no1倍的“暴漲”。因此,經過t o1 = 2×10—37s而終結“暴漲”後,Rbb1變成為Rbb1 ´ no2/no1= Rbb2 B。正漲:指(7-2b)t o2所產生的Mbm正常合並而引起的大膨脹。這種膨脹在t o2 = 2×10—24s時結束。所形成的小黑洞Mbb2的視界半徑Rbb2

 結論:上麵AB兩種情況所達到的結果是一樣的,即Mbm的合並結果都成為Rbb2的小黑洞,即Mbb2 = Mbb1Rbb2 = Rbb1。隻不過在“暴漲”時,Mbb1t o1 = 2×10—37s時就形成了。而在“正漲”時,Mbb2是在t o2= 2×10—24s時才形成的。

 3*。小黑洞Mbb1Mb b2的其它參數;已知Rbb2= C to2 = 6´10—14cm

 Mbb1=Mbb2 = 0.675 ×1028 Rbb2 = 4´1015 g (7-4)

 rbb1 =rbb2 = 3Mbb2/(4pRbb23) = 4.4×1054g/cm3. (7-5)

  在那時,t o1 = 0,2×10—36.s或者t o2= 2×10—24s時,Mu的密度rbb Mbb2 rbb2 是一樣的。Mu 在那時的視界半徑Rub: 

 Rub = (3Mu/4prbb2)1/3= 2.4 cm (7-6)   

 Nub= Mu /Mbb2 = 8.8´1055/4´1015 = 2.2´1040

 Nbbm= Mbb2/Mbm=4´1015/1.09´10—5 =4´1020 (7-7) 

 4*現在來探討有原初暴漲的情況:按照蘇宜《新天文學概論》中12.7節中的資料和計算,[3] 根據公式(1aR = k1t1/2,Rt時的宇宙尺寸,t為從宇宙創生起的宇宙年齡,在t =10—36s時,宇宙經過“暴漲”的尺寸為R-36 = 3.8 cm,此時,求出宇宙密度 rbbb = 3.8×1053g/cm3,宇宙在Mbm時的尺寸,即t =5.37´10—44時的尺寸 R-44.

 R-36 = 1.83×1025cm×(10—36s)1/2/(7×105×3.156×107s)1/2 = 3.8cm [3]  (7-8)

 rbbb = 3Mu /(4pR-363)=3.8×1053g/cm3 (7-9)

 R-44 = (3Mu/4pru)1/3 = 10--13 cm (7-10)

 R-36/R-44 =3.8/10—13 = 3.8×1013 (7-11) 

 必須指出,蘇宜教授書中的宇宙“暴漲”的數據是很有代表性的。它指出,當宇宙從初始暴漲到t = 10—36s時,宇宙尺寸增大1013倍,體積暴漲1040倍。

 5*。結論:A(7-8)式中提出的宇宙在10—36s時的“暴漲”尺寸是3.8 cm,作者在(7-6)中同是在約10—36s時,宇宙的“暴漲”尺寸是2.4 cm二者是極其接近的。這說明作者提出宇宙“原初暴漲”的機理是:所有宇宙Mu中的原初最小黑洞Mbm的合並造成了宇宙的“原初暴漲”,而所有Mbm合並將Mu連成一體後,就是“原初暴漲”的終結。作者前所未有的對“暴漲” 發生的機理、過程和終結都做出了明確的規定和計算,其數據符合現有的理論和觀測數據。 B。因為“暴漲”發生在宇宙初生時的10—24s之前,其發生的真實情況也許永遠不可能被人類觀測到。因此,如未來在“暴漲”被否定的情況下,作者還提出了“正漲”的機理、過程和終結的理論。就是說,隻要宇宙出生於最小黑洞Mbm, Mbm 合並 產生的膨脹隻能二者必居其一。

 6*。從第2頁的圖 1, 看,tbb = 0. 2´10—36s在宇宙演變的大統一時代,即 GUT Era 

 

8. 對我們宇宙過去現在和將來的數據的一些簡單的陳述.

  我們現在的宇宙是一個真正的巨無霸宇宙黑洞,他的生長衰亡完全符合一般黑洞的規律。他因吞噬外界能量-物質或與其它大小黑洞合並而增加MuRu,隻有外界無能量-物質可吞噬時,就發射霍金輻射,直到最後收縮成為最小黑洞Mbm = mp而消亡。這時,宇宙的年齡將是Lu ≈ 10132億年。如果宇宙尚有能量-物質可吞噬,它們被吞噬完後,宇宙才收縮,結果同上。隻不過宇宙年齡將是Lu >> 10132億年.

 我們宇宙黑洞現在的年齡為Au = 137億年。視界半徑Ru  = 1.3×1028 cm, 宇宙黑洞的總質量是Mu= 8.8×1055g.宇宙現在的的平均密度ρu= 3/(8πGAu2)= 0.958 × 10-29 g/cm3. 宇宙中遍布著大小黑洞,還有大黑洞套住小黑洞。平直性 (Ω = ρr / ρo =1) 是宇宙黑洞的本性。

 宇宙黑洞誕生於普朗克粒子mp的最小黑洞Mbm,即Mbm= mp。由Nbu = 1061Mbm合並而成,宇宙誕生時的尺寸隻有現在的質子大小,即Ru0 = 10—13cm.Mbm在出生時的合並造成了宇宙的“原初暴漲”,宇宙在 t o= 2´10—37s時結束“原初暴漲”,將整個Mu連成一體, 並形成許多Mbb1= 4×1015g的小黑洞。宇宙黑洞現在的膨脹就是這些小黑洞Mbb1的合並造成的。

 人類現在生活在宇宙黑洞中,不知道宇宙黑洞Mu視界之外的宇宙,但在宇宙黑洞內的空間,散布者許多黑洞,最小的黑洞是約3Mθ的恒星級黑洞,最大的黑洞是(108~1012Mθ的超級大黑洞,它們都處在星團和星係的中心。

 

9. 進一步的解釋、分析和結論:

 1*.奇點被定義為具有無窮大密度的點。廣義相對論方程中粒子的點結構、粒子沒有熱壓力作為對抗力、零壓宇宙模型和定質量物質粒子的收縮必然造成奇點的出現。就是這些假設使S•霍金  R• 彭羅斯在40年前證明了我們宇宙誕生於奇點或奇點的“大爆炸”,證明了黑洞裏有奇點。本文運用霍金的黑洞理論公式和其它經典理論公式,推導出來一個新的重要公式 (3c)--t 3/2 £ k1(2Gk)/(C5), 精確地計算出,當前輩宇宙塌縮到時間t » -0.5563´10--43s時,所有前輩宇宙中的;粒子塌縮成為最小黑洞Mbm= (hC/8πG)1/2 mp  1.09´ 10--5g, 即普朗克粒子mp,而爆炸消失在普朗克領域。由於爆炸使充滿能量-物質的“宇宙包”產生膨脹和溫度的降低,於是能量重新聚集成稍大的穩定的最小黑洞2Mbm ,它們成為產生新宇宙的胚胎,他們的合並造成了宇宙的“原初暴漲” 和我們現在宇宙黑洞的膨脹。 

 2*. 實際上John & Gribbin已在他的大宇宙百科全書>書中指出,我們宇宙可能來源於 Mbm ≈ 10--5g的粒子 (普朗克領域 )實際上是我們宇宙誕生時的狀態.” > 作者在本文中隻不過用正確的理論公式和數據通過精密的計算準確地證實了 John & Gribbin 的這個猜想而已。 

  3*. 我們宇宙是一個真實的宇宙黑洞 (UBH), 它完全遵循一般黑洞的參數Mb, Rb,Tb, mss在其視界半徑Rb 上的守恒公式。因吞食外界能量-物質而膨脹,發射霍金輻射而收縮。 

 4*. 本文首次提出了產生原初暴漲 的機理,並論證了我們新生宇宙的 原初暴漲 是由於新生的最小黑洞 Mbm 的合並而造成的,其終結的時間為tbb = 0.2´10—36s.  

 5*. 無論我們現在的宇宙是膨脹還是收縮,或者說是開放還是封閉,不像弗裏德曼對廣義相對論方程的解所指出的那樣,取決於宇宙的實際密度 ρ r, 這種ρ rρ c  W ≠ 1的假設是從錯誤的理論中得出的偽命題。對於一個真正的宇宙黑洞,隻有一個取決於Mb的確定密度, ρ r = ρ c W = 1 是黑洞的本性。科學家幾十年對ρ rρ c 的爭論時毫無意義的。 

 6*. 宇宙學中有4大難題,即奇點, 平直性疑難, 視界疑難和磁單極疑難,他們困擾了科學家們數十年,作者在本文中解決了奇點和平直性疑難之後,其它2個疑難就容易了。況且本文對原初暴漲的正確解決可能對視界疑難提供了解決的鈅匙。 

 7*本文雖未創建新理論或創立新方程,但在解答現今存在的科學難題上卻似乎勝過其它的任何一種單獨的經典理論或新理論. 由於所運用的各種經典理論的基本公式基礎堅實,在自然界行之有效, 故文中對宇宙學提出的所有新觀念新論證新解釋和新結論有比較圓滿的自洽性,與現今的觀測數據完全相符合。本文也不排斥任何新理論的現有成果和結論.

 8*。如果本文排除了宇宙誕生於 “奇點”或者 “奇點的大爆炸”,那就沒有必要在宇宙創生時給於任何特殊的邊界條件,也不必乞靈於上帝或奇跡或新物理學如量子引力論,弦論或超對稱理論等對我們宇宙起源或對“宇宙大爆炸”的諸多牽強附會的解釋. 根據現成的經典理論就能闡明和推算出我們宇宙誕生時的演變機理,條件和過程,這種演變過程完全符合現有的物質世界的規律和物理定律,如因果律,質能轉變守恒定律,和我們現在宇宙黑洞的膨脹。 

 9*. 本文計算中所得出的數據與現有理論,公式和觀測結果是相當一致的。這表示本文中新觀念是宇宙的實際演化規律的一幅較好的自洽圖像。或許本文中的新觀念和論證方法由於缺乏深奧的新理論,複雜的數學方程和違反常規而難於為絕大多數科學家所接受和信服。但本文由於所用的理論和公式卻是可靠而有效的,所以其獨特而簡單的證明方式和所計算的結果是符合宇宙演變中各種現有的規律的。這為運用幾個簡單而可靠的經典基本公式以解決複雜的科學難題提供了一個實例。愛因斯坦曾警告說萬事萬物應該盡量簡單,而不是更簡單。本文中簡單的新觀念和新的論證方法也許可以作為一種拋磚引玉吧。

 ====全文完==== 

參考文獻:

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  新觀新的完整論證:黑洞內部根本沒有奇點(本文的

11 張洞生: 《對宇宙加速膨脹的最新解釋: 由於在宇宙早期所發生的宇宙黑洞間的碰撞造成 

 http://www.sciencepub.net/academia/0101http://www.sciencepub.net/newyork/0102

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