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以基态量子观探讨宇宙的诞生和变迁

时间:2019-09-07 13:47来源:关于科技
根据量子理论的有机构成,基态量子应是宇宙的基本单位。无数离散的基态量子构成空间,普朗克尺度的离散量子既极其微小,又处于无规的运动状态,我们人类是感知不到它们的存在

根据量子理论的有机构成,基态量子应是宇宙的基本单位。无数离散的基态量子构成空间,普朗克尺度的离散量子既极其微小,又处于无规的运动状态,我们人类是感知不到它们的存在的,所以我们把它视为"真空″,其实真空并不空。

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“凡是具体的,都是有限的。” 这是我们认识的一个基本原则。因此,作为自然界一部分的宇宙,是一个有限的物体。比如,宇宙的体积始终都是有限的,是介于零到无穷大之间的一个有限空间,不存在体积为零的奇点。

当空间中的基态量子受到外部额外能量的激发就会变成直线有向运动的能量子,基态量子由无规运动的隐性状态破格升级为有规运动的显性状态,也就是量子的激发态。并且为我们人类所感知。

无论宇宙如何膨胀,膨胀多少时间,宇宙的体积都不会无穷大。对于这一点,是很好理解的。首先,作为自然界一部分的宇宙,始终小于自然界,这与无穷大是相矛盾的;其次,无穷大的膨胀,也是不可想象的,更不会在局部感受到无穷大的膨胀。

不过,作为能量子的光是球形发散运动的,遇到阻碍就会被吸收,它不是一个稳定的存在。如果在一定的条件下,由数个高能量子组成一个封闭系统,在系统内以量子引力相互牵制,那这个封闭系统就是粒子,粒子进而构成原子。从而成为各种相对稳定的显性物质。

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按此推理,宇宙诞生前的奇点应该是一个由单一的基态量子组成的集合体。而且在爆炸之前,奇点应是处于收缩态的,当基态量子间的距离达到零时,奇点再也无法收缩了。于是,发生反转,产生了大爆炸,宇宙诞生并开始了膨胀之旅。

然而,宇宙的收缩,会导致宇宙的体积为零吗?当然,收缩也不会使体积为零。为什么呢?

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首先,如果体积为零,那么宇宙就不会产生反转,由收缩变为膨胀。因为,自然界不存在体积为零的物体。如果宇宙中没有任何物体,也就不所谓膨胀了。膨胀一定要有被膨胀的东西。

在初期,宇宙膨胀的速度要远大于宇宙内部的传播速度,大爆炸产生的巨量高能基态量子不可能赶上暴胀的超速,而在所有空间得到均衡的分配,因此高能量子的传播速度与空间的超速扩张之间形成了不平衡。不能极时分散的高能量子就自由结合形成封闭系统,宇宙可见物质就此产生。宇宙从单一的基态量子状态衍生出一种新的状态"物质″。

其次,伴随着宇宙的收缩,无论宇宙的构成物会变成什么,其体积一定是大于零的。因此 ,只要宇宙不是虚无的,只要宇宙的构成物还在,宇宙的体积就一定会大于零。

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最后,认为宇宙会收缩至没有体积的奇点,是基于万有引力公式,距离为零时引力无穷大。按理,由于得出了荒唐的奇点,可以反向证明万有引力公式是不完备的,在距离极小时失效了。万有引力公式只是远离近距离的近似引力公式。然而,由于思维的惯性,非但不思其过,反而坚持由此得出的错误结论,即宇宙的体积会因收缩而消失。

但宇宙追求平衡和均衡的自然属性是不会改变的。当宇宙膨胀的速度开始减弱并低于光速时,宇宙内部的熵会随着宇宙的减速膨胀而不断增大,以形成量子封闭系统来平衡基态量子未能及时垫补空间已变得不再需要。而且量子封闭系统也会随着宇宙的不断膨胀最终释放能量而解体,最后达到宇宙的超级平衡和均衡"热寂″。

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所以物质包括我们人类只是宇宙演化过程中的一段小插曲,而且将成为宇宙演化的历史。

根据有机的量子景观 ,宇宙由量子构成。离散的基态量子构成空间,受到激发的量子成为光子属于能量的范畴,由高能量子组成的封闭体系就是物质。作为封闭体系的物质,只是宇宙演化过程中为保持宇宙内部的平衡而临时生成的能量缓释器。因为,当宇宙膨胀的速度大于其内部传播的速度时,只有靠把局部高能的量子封闭起来,才能够维持宇宙内部的平衡。作为封闭体系的物质,会随着宇宙的进一步膨胀或收缩,回归为空间量子。这就如同海水的泡沫,终归要还原为海水。

因此,宇宙收缩的后期,物质是不存在的,宇宙中只有单一的离散量子。宇宙的收缩并不是引力的缘故,而是取决于宇宙外部空间压强与宇宙内部空间能量密度之比。这个比例大于1会使宇宙收缩,小于1则使宇宙膨胀。

综上所述,宇宙的收缩也同样不会使宇宙的体积为零。正是因为不允许宇宙的体积为零,当宇宙的体积缩小到一定的程度时,宇宙就开始反转,从新走上膨胀之旅。

既然宇宙的奇点不存在,那么限制宇宙体积缩小的因素是什么呢?这个原因就在量子身上!当宇宙的收缩,使宇宙中量子之间的距离为零时 ,宇宙的收缩就进行不下去了。

由于宇宙是一个独立的个体,其含有的量子数量是一定的。如果我们知道量子的半径 ,则量子的体积乘上量子的数量,就得出宇宙体积的下限,从而在定量上也能证明宇宙的奇点是不存在的。

首先我们要证明量子与其他粒子一样,其静质量和半径都是大于零的。普朗克常数h是量子的本征参量,即量子的角动量,相对于量子的能量具有不变性。角动量中含有质量和半径,而作为量子角动量的普朗克常数h是大于零的,由此说明量子的静质量和半径也都是大于零的。

接下来我们要计算出量子的半径。由于量子的体积非常小 ,且不可再分,所以量子可以像气体分子那样被视为弹性碰撞的粒子。于是,我们可以借用气体分子半径的公式来计算量子的半径。该公式是

r半径 = (1/25/2πNr自)1/2

将空间量子的自由程r自= cτ0和密度N= r-30代入公式。于是,量子的半径为

r量 = (1/25/2πNr自)1/2 = (r30/25/2πcτ0)1/2 = 3.57×10-21cm

其中τ0是基态量子的弛豫时间即频率的倒数,可以由宇宙的微波背景温度2.7k求出,其具体数值为3.61×10-12秒;r0为空间量子之间的距离,约为原子核的下限(强相互作用的范围在量子间距的附近),具体数值为2.912×10-14cm。

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既然宇宙是一个巨大的封闭体系,其中所含的量子数目是不变的。于是,“奇点”的半径为

R奇 ≥ R视界 ≥ 1720光年

其中,R视界为140亿光年。当“奇点”内充满了离散的量子,且离散的量子间的间距为零时,宇宙就再也无法收缩了。于是,宇宙产生了反转,以大爆炸的方式开始了新一轮的膨胀旅程。

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