摘 要:研究了黑洞的內(nèi)部解和黑洞爆發(fā)的動(dòng)力,探索了暗物質(zhì)的額度和宇宙存在的確定性,得出了宇宙不可能永遠(yuǎn)膨脹和宇宙是閉合的結(jié)論。
關(guān)鍵詞:黑洞的內(nèi)部解 黑洞爆發(fā)的動(dòng)力 暗物質(zhì)的額度
中圖分類號(hào):P159 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-9795(2013)04(b)-0098-02
黑洞的本性和宇宙的演化與結(jié)局是物理學(xué)界研究的重要課題。特別是對(duì)黑洞物質(zhì)將坍塌為沒有體積的數(shù)學(xué)奇點(diǎn),和宇宙物質(zhì)將不斷從虛無中產(chǎn)生、并永遠(yuǎn)膨脹下去的穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型的理論,質(zhì)疑尤甚。該文從引力波速度、熱力與引力在極端致密高溫處的對(duì)抗和質(zhì)量守恒定律出發(fā),對(duì)此類問題進(jìn)行了探討。
1 愛因斯坦場(chǎng)方程和黑洞的內(nèi)部解
在宇宙中,事物退行速度為光速的球面為哈勃球,可觀測(cè)宇宙的范圍大約相當(dāng)于哈勃球。在哈勃球內(nèi),事物的運(yùn)動(dòng)是亞光速的,在哈勃球的外部,空間流動(dòng)的速度則超過了光速。
2 黑洞的坍塌和黑洞的爆發(fā)
從廣義相對(duì)論和黑洞理論出發(fā),將會(huì)得出,黑洞中的物質(zhì)將不斷坍縮,以至所有物質(zhì)都將坍縮到r=0的奇點(diǎn)。在奇點(diǎn),時(shí)間和空間將會(huì)到達(dá)它們的盡頭,物質(zhì)密度將會(huì)達(dá)到無限大,物質(zhì)溫度也將達(dá)到極高的程度,星體的引力坍縮也就到此而終止。從物理要求來說,奇點(diǎn)并不是物理世界本身應(yīng)該具有的。它的出現(xiàn)表明,廣義相對(duì)論尚有不完善的地方。在奇點(diǎn)附近,也許是廣義相對(duì)論失效的地方。黑洞在坍縮的過程中,有熱量在起著重要的作用。
3 暗物質(zhì)的額度和暗能量之謎的解
經(jīng)過大量的觀測(cè)分析,人們發(fā)現(xiàn),超星系團(tuán)趨向于均勻的分布,不再有成團(tuán)的傾向。這就是說,在大于幾百兆秒差距的尺度上,我們的宇宙就可看作是均勻、各向同性的。由此可見,以上的結(jié)論是可信的。就是說,可見物質(zhì)只占宇宙物質(zhì)很小的一部分,而暗物質(zhì)則占其的絕大部分。所謂的暗能量即使存在,也是極為微小的。同可見物質(zhì)一樣,暗物質(zhì)也具有引力的作用,因此,我們所處的膨脹的宇宙將會(huì)發(fā)生坍縮的過程。
4 宇宙存在的確定性的證明
宇宙指的是客觀存在的一切。根據(jù)這一定義,宇宙有以下特征:
(1)存在的是客觀的。宇宙存在的這種客觀性,是不以人的主觀愿望而移易的。
(2)存在的是確定的。按照起伏式宇宙模型中的定義,空間是宇宙物質(zhì)分布的范圍。這種分布的范圍不管有多大,有多廣,都是一種存在。凡是存在的都是確定的。也就是說,宇宙存在的物質(zhì)是確定的。除非可以從存在的物質(zhì)之外再產(chǎn)生出其他物質(zhì),宇宙存在的物質(zhì)才是不確定的。長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)充分證明,1777年法國(guó)化學(xué)家A.L.拉瓦錫發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量守恒定律和1842年德國(guó)醫(yī)生J.R.邁爾發(fā)現(xiàn)的能量守恒定律,是自然界的兩條基本定律,是完全正確的。有人認(rèn)為,落入黑洞的物體會(huì)從宇宙中消失掉。1948年,英國(guó)物理學(xué)家H.邦迪、T.古爾德和F.霍伊爾提出了完全宇宙學(xué)原理,即宇宙在空間上均勻各向同性,在時(shí)間上穩(wěn)恒不變;認(rèn)為宇宙處于膨脹之中,且有無限大的年齡,宇宙各處不斷從虛無中創(chuàng)生出物質(zhì),保持物質(zhì)密度的不變,從而提出了穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型。然而,宇宙坍縮,物質(zhì)聚集,密度增加,物質(zhì)并沒有消失掉。穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型在觀測(cè)上得不到射電源和星系計(jì)數(shù)的支持,也無法解釋背景輻射和元素豐度等事實(shí)。如果宇宙存在的物質(zhì)不是確定的,就會(huì)違反質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律。
(3)時(shí)間是互逆的。
綜上所述,無論從時(shí)間上來說,還是從空間上來說,還是從宇宙中的所有物質(zhì)來說,由于存在是客觀的,確定的,因此,整個(gè)宇宙也是客觀的,確定的。由于宇宙的存在是客觀的,確定的,因此,可以說,整個(gè)宇宙也是有限的。
5 結(jié)論
綜上,物質(zhì)不會(huì)從宇宙中消失,也不會(huì)從虛無中創(chuàng)生出來。否則,將違反物質(zhì)守恒定律和宇宙確定性原理。我們的宇宙是物質(zhì)的宇宙,是屬于閉合的弗里德曼宇宙模型,即爆炸——坍縮——爆炸型的宇宙模型。
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