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王根喜的三联数字博客

我相信三联数字是一把打开宇宙奥秘的钥匙,愿更多的网友来参加研究。

 
 
 

日志

 
 

三联数与宇宙  

2010-11-24 20:56:09|  分类: 三联数字类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1牛津科学家新发现可窥视宇宙大爆炸之前情景

    黑洞碰撞可能会发生多次,每一次碰撞的中心都会几乎精确地位于宇宙微波背景上的同一个点,即使它们发生于不同的“世代”。这些碰撞事件所释放的的巨大能量将表现为宇宙微波背景辐射中圆环状、低差异性的爆发。

  新浪科技讯 北京时间11月24日消息,一项英国和亚美尼亚科学家的新发现可能将颠覆现有的宇宙学理论,他们可能已经发现了我们之前的另一个“宇宙”在我们的宇宙中遗留的痕迹。如果这项发现被证实,它将具有革命性的意义。

 (1) 新发现“效应”一窥大爆炸之前情景

  一般来说,如果一个人问宇宙在大爆炸发生前是什么样的,这将不会被科学家们认为是一个“科学的”问题。因为严格意义上说,根据大爆炸理论,时间本身便产生于大爆炸的那一瞬间,而在此之前是不存在时间的概念的,也就无所谓“以前”了。但现在,这一问题有了新的进展:英国牛津大学的物理学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)和亚美尼亚埃里温物理研究院的瓦赫·古萨德扬(Vahe Gurzadyan)近期在宇宙微波背景辐射(CMB)中发现了一种效应,从而允许他们得以一窥大爆炸之前的情景。

  宇宙微波背景辐射(CMB)存在于整个宇宙,科学家们认为这是宇宙在年龄仅为约30万年时遗留下来的。上世纪90年代早期,科学家们发现了宇宙微波背景辐射的温度具有各向异性,即温度在10万分之一尺度上存在波动。这一尺度的波动提供了有关大爆炸理论的最有力观测证据,这些看似微小的波动形成了今天我们所处宇宙的大尺度结构。尤其重要的是,由于大爆炸之后一瞬间产生的暴涨,这种波动被认为是随机的,而这将导致宇宙中的辐射呈现各向同性(几乎均匀)的分布。

  然而,彭罗斯和古萨德扬此次发现了背景辐射中存在的一种同心圆环结构,在这一结构中温度的变化远低于理论值,这一结果暗示宇宙微波背景辐射值的各向异性可能并不完全是随机的。科学家们认为这些圆环结构可能来自超大质量黑洞碰撞产生的强大,并且大部分显示各向同性的能量爆发。这样的爆发具备相比常规温变强大的多的能量。但这一解释怪诞的一点在于,根据计算这种圆环结构必定产生于大爆炸发生之前。

  (2)新发现支持宇宙多次大爆炸观点

  这一发现并非是对大爆炸理论的否定,相反,它支持这样一种观点,即大爆炸可能发生过很多次。科学家们解释说,CMB中圆环结构的发现支持这样一种可能性,即我们生活于一个“循环”的宇宙中——当我们的宇宙终结,标志着一个“世代”(aeon)的结束。但是它会立即引发一次大爆炸,从而产生一个新的“世代”,也就是一个新的宇宙,这样永恒循环。此次发现的圆环结构可能就是我们之前的一次那个宇宙中遗留下来的痕迹。

  过去,彭罗斯曾经考虑过循环宇宙模型的可能性,因为他注意到另一个更加为人广为接受的理论:宇宙暴涨理论中的一个缺陷,即:它无法解释为何在宇宙开始之初会具有如此低的熵值。低熵状态(即高度有序状态)是形成复杂物质的前提条件。而循环宇宙模型的基本观点是:当一个宇宙膨胀到最大,黑洞将发生蒸发,而它们内部吞噬储藏的一切信息也将随之消失,从而从宇宙中带走熵。如此,一个新的、低熵的宇宙便可能产生。

  由于这些微弱圆环结构的革命性意义,科学家们将对其进行进一步研究以便确认其存在,并随之找到最能符合观测结果的模型解释。彭罗斯和古萨德扬是借助美国宇航局威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和BOOMERanG98实验取得的数据发现了这一结构的。到目前为止,他们已经排除了由于设备误差导致观测失误的可能性。但即便这一圆环结构最后被证实果真是大爆炸之前的遗迹,循环宇宙的想法可能也未必是最完美的模型解释。比如,循环宇宙模型必须解释在不同的“世代”之间变化时如何实现如此巨大时空尺度的变化,以及为何这一模型要求所有粒子在未来的某一时刻失去其质量。

2三联数字与宇宙

宇宙中出现的各种形式的物质运动,都是力与能相互转换的结果。到目前为止,人类已经发现宇宙中四种相互独立的力和能:电磁力、强力、弱力、和引力。在宇宙中,这四种力形成的能量是可以相互转化的,但是现在却不能把四种力统一在一个理论框架内,它们仍然“各自为政,互不相通 ”。我们假设四种力的大统一力是普朗克力,它是宇宙创生的原始力,是宇宙的第一推动力,由普朗克力子传递。因为光子、玻色子、胶子、引力子速度的数字结构都是联积数字,所以普朗克力子的传递速度应为传递这四种力的粒子速度的积。

 

 

从上述关系中我们清晰的看到普朗克力子是电磁力、强力、弱力、和引力的大统一力。通过普朗克力子传递速度的数字模型可以推算出宇宙的总质量与总能量。

对极早期宇宙的研究,理论上出现了困难。由广义相对论得出一个结论:宇宙的时空存在一个起点和终点。也就是宇宙起源于一次大爆炸奇点。在奇点处宇宙的体积为零,时空曲率、物质密度、奇点温度等都变成了无穷大。这是物理定律无法描述的。还有一个问题就是引力场量子化的问题,至今尚未成功。通过三联数字对奇点的研究,我们得出的结论是:宇宙的确存在奇点,奇点问题不能回避。但对于奇点的描述应该科学,我们认为奇点处宇宙的体积不等于零,物质的密度也不是无限大,奇点的温度也不是无限高。奇点是可以用物理定律定性定量描述的。

我们科学的描述一下宇宙在奇点的情形:当宇宙在奇点时,此时的时间为 ,空间半径为 ,宇宙的体积为 ,奇点的温度为 ,奇点的时空球面的曲率为 。宇宙在奇点时的总能量为 ,宇宙在奇点的质量为 ,而物质与能量存在于反宇宙的 秒钟所在的反空间中,所以奇点的物质密度应为 ,能量密度应为 。此时宇宙中的物质只有普朗克力子。普朗克力子以 的反速度由反宇宙 秒钟的空间里经奇点向宇宙的正空间运动,因其速度相当高,从而引发宇宙在奇点处大爆炸。但我们要注意一点宇宙在奇点时普朗克力子的正速度为 。而此时奇点正空间因小于空间量子可以看做为零。

1948年,乔治.伽莫夫发表了一篇“大爆炸宇宙论”的文章,他认为宇宙起源于一次大爆炸,并作出了一个惊人的预言:宇宙的热的早期辐射(以光的形式)今天还应在周围存在,但其温度已被降低到5k。理论预言后被彭齐亚斯和威尔逊于1965年证实。这就是宇宙背景辐射温度的来源,通过研究我们建立了能计算宇宙背景辐射温度的计算公式:

 

 

由上式可见宇宙在 时其宇宙背景辐射温度就已经降到2.76K。此时宇宙仍由普朗克力子以 的速度膨胀着,但宇宙背景的辐射温度不再下降了,为了维持宇宙背景辐射温度,普朗克力子是以增加质量的方式来实现的。所以说宇宙背景辐射温度2.76K是不变的,直到宇宙的最大尺度,宇宙背景辐射温度仍然是2.76K,不过此时普朗克力子已全部变成引力子了。我们从下面的公式中可以看到这一点:

 

 

 

 

 

 

代入数值得:

                             

 

 

这个值与我们前面计算出引力子的质量              

基本相符。

宇宙背景辐射温度由普朗克力子决定,它同时决定着宇宙时空的演化。

普朗克力子是宇宙质量、能量、力、温度的来源,它的运行速度相当快为 ,是宇宙的极限速度,而且它的速度永远恒定,它决定宇宙的时空变化,它的速度所表征的质量是宇宙的总质量,这个总质量也恒定不变,它的速度所表征的能量是宇宙的总能量,这个能量也是恒定不变的,这就是物质不灭,能量守恒的根源。普朗克力子传递的普朗克力是宇宙的大统一力,它是宇宙的第一推动力,它也是引力、强力、弱力、电磁力产生的根源。所以宇宙最终统一于普朗克力子,它诞生于奇点,是一次宇宙时间的开端和原初。

我们可以这样认为:一次宇宙起源于宇宙大爆炸奇点,但宇宙中的时空应分为正时空与反时空,反时空诞生于 ,反时空就隐藏在正时空中,反物质、暗物质就存在于反时空中,这时宇宙的时空是以正时空为主,反时空就隐藏在正时空之中。当宇宙的年龄为 ,此时宇宙基本粒子与最初的氢核、氦核的诞生过程基本结束,一些中性原子就诞生了;当宇宙年龄为 时,此时的宇宙空间已经膨胀到最大尺度 ,此时的宇宙背景辐射温度仍为 。只是此时的普朗克力子已经衰变殆尽,全部变成引力子,而引力子以 的反速度使宇宙的正空间由最大尺度开始收缩,此时的记事的正时间继续增大,而真正的反时间随着反空间的缩小而逐渐缩小,宇宙的时空变成以反时空为主,而正时空就隐藏在反时空中并逐渐缩小。当宇宙在反时间 时,宇宙的背景辐射温度又开始急剧上升,在反时间 时,此时宇宙的温度为 ,宇宙中的其它基本粒子全部终结,宇宙中只有普朗克力子一种,它以 反速度使宇宙再次从奇点大爆炸,如此循环无端。我们推测宇宙存在一次的时间大约为 年。

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