太空相对论是根据中国道学思想阴阳两极相生相克的原理,德国哲学家
康德提出的星云学说,中国当代哲学家
许向东提出的自我论思想的基础上建立的关于太空天体形成和运行的假想。太空相对论认为,在太空的星际之间真空不是绝对的,而是相对的。在不同的相对真空之间存在着相对高压区和相对低压区,在高压区会自然而然的对天体产生向低压区推动的力,就象地球陆地上的龙卷风和大海里的海浪漩涡一样,造成了天体向低压区中心的运动。这样就造成同银河系相类似的漩涡状天体。
基本原理
康德认为,原始
星云是由大小不等的固体微粒组成的,“天体在吸引最强的地方开始形成”,万有引力使得微粒相互接近,大微粒把小微粒吸引过去凝成较大的团块,而且团块越来越大,引力最强的中心部分吸引的物质最多,先形成太阳。其实在大小不等的微粒在凝聚在一体的时候,同样存在着内因和外因两种力。这个外力来自相对外部高压区的推动的力,内部就有自我力的存在。这两种力在相互作用,这些星云就凝结在一体,形成了天体。在形成天体的时候,同样是以漩涡状的形式形成的。比如太阳,在最初形成时也是以同样的道理形成,但在星云物质凝结到一定程度,由于内部压力和凝聚物内部相互关系,产生了聚变反应,这种反应消耗大量的能量,因而使太阳的周围形成相对于外围的低压带。因而造成周围天体来自外围的力。这种力就成为万有引力的组成部分。外面的微粒在太阳吸引下向中心体下落时与其他微粒碰撞而改变方向,变成绕太阳的圆周运动,这些绕太阳运动的微粒又逐渐形成几个引力中心,这些引力中心最后凝聚成朝同一方向转动的
行星。卫星形成的过程与行星类似。
彗星则是在原始星云的外围形成,太阳对它们的引力较弱,所以彗星轨道的倾角多种多样。行星的自转是由于落在行星上的质点的撞击而产生的。康德还用行星区范围的大小来解释行星的质量分布(当时人们仅知水星、金星、地球、火星、木星、土星六颗大行星、十颗卫星和三十来颗彗星)。
拉普拉斯认为,形成太阳系的云是一团巨大的、灼热的、转动着的气体,大致呈球状。由于冷却,星云逐渐收缩。因为角动量守恒,收缩使转动速度加快,在中心引力和离心力的共同作用下,星云逐渐变为扁平的盘状。在星云收缩中,每当离心力与引力相等时,就有部分物质留下来,演化为一个绕中心转动的环,以后又陆续形成好几个环。这样,星云的中心部分凝聚成太阳,各个环则凝聚成各个行星。较大的行星在凝聚过程中同样能分出一些气体物质环来形成卫星系统。
当然在更大的天体中,所受的力和产生的因素不尽相同,但道理是一样的。
中国易经在演变混沌初开的原理同我们所陈述的太空相对论的说法是相同的。在老子创立的道家学说上演变的太极图形象的说明了宇宙的原理。
衍生理论
在太空相对论的基础上提出,任何天体,其内部是空心的。因为在内容的高温高压之下,有一个微粒子交换的场所。在内部通过微粒子交换,向外也就是南北极两端发射电磁波。这些电磁波形成了太空中掌控其它天体的秘密武器。也就是充斥星际空间,增强外部压力的物质。在太空中,人们未知的人们目前无法捕捉到的横行于星际之间,在星际之间起特殊作用的物质很多。有待于人们更进一步的研究。
通过欧南天文台(ESO)与美国航太总署(NASA)钱卓X射线观测卫星(Chandra)的观测,天文学家Manfred Pakull等人发现至今已知的恒星型黑洞中最强的喷流对。这些喷流将炽热气体强力向外推送的结果,在其周围形成一个宽约1000光年的气泡状结构,比其他微类星体形成的类似结构还大2倍。
这个又称为所谓的「微类星体(microquasar)」的天体,如果将天体本身缩小成足球般大小的话,其每道喷流长度将超过地球到冥王星的距离,威力约为其他微类星体的10倍以上。
目前已知这个恒星型黑洞(stellar black hole)的质量约为太阳的数倍大而已,但它却是质量高达是百万倍太阳质量的类星体或电波星系的缩影。因此,这个研究将帮助天文学家厘清从超新星爆炸产生的恒星型黑洞,与一般星系中心的
超大质量黑洞之间的差异。
这些高速喷流会撞击周遭的星际气体,将之加热到极高温状态,促使这些气体以时速约100万公里的高速向外膨胀。事实上,这个气泡状结构中除了炽热气体外,还含有不同温度的极高速粒子。从可见光、电波和X射线等不同波段观测,可帮助天文学家计算黑洞加热周围物质的总速率。这个微类星体距离地球约1200万光年,位在NGC 7793
螺旋星系的边缘地带,是一对双星的其中一个子星。从气泡状结构的大小和扩张速度,天文学家估计这些喷流活动已经持续至少20万年之久。
微子学说
在地球的两极出现了磁场让人们摸索了多少年,通过对磁场的发现让人们享受了电。在人们使用电的时候,一分一秒没有离开过地球的两极。在地球上人们已经熟知了电磁波。成为人们信息的传播工具。这些在人们生活的150年前,几乎是个迷。其实在人们认识天体的时候,人们却乎略了对天体的两极的研究。人们往往喜欢犯的错误没有别的,就是乎略。这个乎略让人们走不出人们思维中的疑团。在这个理论未面世之前,人们认为地球是实心的。答案是有很多科学家说是实心的。人们从来没有把地球看成是内外处在一个周而复始的循环状态的活物。在地球的内核是运动着的。在地球内核的运动中不但形成了自我运动的维护,同时在地球的两极迸发出微粒子物质,这种物质一方面维护着自身运动的平衡,一方面用来同其它天体保持信息的联系。在太空中形成无形的“手”,发散到地球所能影响的边缘“地带”,成为他的独特的“势力范围”。这种势力的影响构成了月亮围绕地球运行的条件。地球的这种情况同样可以证明其它天体用来控制卫星和星系的运行机制。当然不同星系,不同的天体在两极所迸发出的微粒子是千差万别的,它们的用途和手法也不尽相同。他们充斥着人们原以为空空如也的天体的两极以及天体的边缘地带。
太空相对论认为,在太空中的星际与星际之间,充斥着大量的微粒子的超微粒子,这些粒子都来自不同天体中心的南北两极。它们在星际空间中形成共同的场,也有各自不同的场。场与场之间相互联系相互排斥,互为因果。这些微粒子和超微粒子在天体中心的内部的高温高压下产生,是天体中心通过对天体构成物质的深加工而形成的。这样,每一个天体的天体中心就成了微粒子和超微粒子的加工厂。这些微粒子和超微粒子以超过光速的速度及时的投入到天体边缘的各个地带,产生了星际空间边缘地带的高压区域的同宇宙中心的稳定和平衡。所以在宇宙的南北两极不是空无一物的,而是人们对这些物质并没有捕捉到,尚无认识。
太空相对论同牛顿万有引力的联系有待于进一步研究。
推理论述
我们在微子学说中说道,在天体的南北两极通过天体中心的内压力的作用,对其内部物质的内部组织结构的整合,产生了微粒子。这些微粒子因为来自不同天体,因而其大小,形态,能量,以及作用各不相同。但有一个共同的特点,因为都来自天体的南极和北极,因而相互对应,相互形成性能上的互补。我们以电磁波来形容是为了让人们在思想上容易接受。其实,在他们之中有微子,有奇子。
据有关科学研究确定,电子的质量是9.3×10ˇ-31㎏,微子的质量为3.636×10ˇ-45㎏。运动速度同质量成反比。电子的运动速度是3×10ˇ8m,微子的运动速则=(9.3×10ˇ-31)㎏/(3.636×10ˇ-45)㎏×(3×10ˇ8)m=7.373267×10ˇ22m。一光年=3.888×10ˇ11m,微子的运动速度大约每秒=(7.373267×10ˇ22m)/
(3.888×10ˇ11)m=1.8964×10ˇ11光年。
根据物质自我论原理,假设物质总体以“1”,物质的最小单位为奇子。奇子≧0。在越接近0时的奇子的运动速度越大。这样的情况下,我们所拓宽的宇宙空间越大了。1.8964×10ˇ11光年只是微子一秒即逝的区域。
奇子定律
我们定性奇子为空间和时间最大限度的接近于0的最小单位,这个单位根据自我论思想的原理,存在自体定性趋向。总有“向外迸出”的趋势。它的运动速度为1/0。1/0即为无穷大的概念,同时我们假设宇宙空间为1的前提下,作如此解释。质量越小,运动速度越大,我们所定性的奇子运动速度则最大。这就是奇子定律。然而根据太空相对论的原理,从太极向无极,形成了从无穷大到无穷小的趋向。通过奇子从中心向周边的迸出,从而又形成了从无极向太极的趋向。当我们将宇宙的整体当作1的时候,我们又会发现这个1不是完整的,是0.99……直至n个9的情况。然而在我们寻找最小的时候,我们找不到真正的0,我们找到的是0.00……直至n个0后而一个1的情况。古人说过,一尺之杆,日去其半,半世不竭。这就产生了0.99……直至n个9到1的渴求,和0.00……直至n个0后而一个1到0的渴求。这种渴求形成了宇宙中无极向太极,太极向无极的永无至境的趋动。这种趋动就形成了宇宙中的无限变量。然而在有限的区域内,存在着有限变量。我们所处的地球其实是有限变量的一种形式。地球上的生命是变量的产物。同时我们认识到生命不是地球的专利。
霍金理论评论
关于宇宙膨胀说
我相信要是你真的看过了这篇文章的论述,你的眼界更加开阔了。我们在这里依然恭恭敬敬的对遥远的霍金说句话,“你身残志坚的精神实在令人敬佩,你的想象也超脱了常人。我在这里代表很多很多的人感谢你!不过,我们不能不明确的寻找出你的理论之中的谬误的部分,因为真理往往是从谬论中脱壳而出的。当谬误传播于世时,意味着真理便很快也降临人间。”
(Stephen William Hawking),1942年1月8日在英国牛津出生,曾先后在牛津大学和剑桥大学三一学院学习,并获剑桥大学哲学博士学位。他在21岁时就不幸患上了会使
肌肉萎缩的卢伽雷氏症,他的演讲和问答只能通过语音合成器来完成。他是
英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,是当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是本世纪享有国际盛誉的最伟大的科学家,还被称为“宇宙之王”。 70年代他与彭罗斯一起,证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。
2004年7月21日,在爱尔兰都柏林举行的“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上,英国科学家斯蒂芬·霍金教授宣布了他对
宇宙黑洞的最新研究结果,他明确规定提出:信息应该守恒。黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞食”,事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来。
在荒诞无稽的大爆炸学说周围,生存着一帮附庸,坐在轮椅上的斯蒂芬·威廉·霍金是一个代表人物。如果我们承认大爆炸学说,承认宇宙是通过大爆炸而开始的,那大爆炸以前呢?这个意思是大爆炸以前是死寝的,静止的,对吗?宇宙膨胀学说认为:可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球,而星系是气球表面上的点,我们就住在这些点上。我们还可以假设星系不会离开气球的表面,只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动……。如果宇宙不断膨胀,如同气球的表面不断地向外膨胀,则表面上的每个点彼此离得越来越远,其中某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行,而且离得越远的点退行速度越快。(引自《宇宙指南》第224页)。
彩色斑斓的气球上斑斑点点,随着气球被吹胀,球上的斑点各自远离而去。许多天文书籍上都用了一个人在吹气球这样生动的插图,来形象地说明宇宙膨胀的理论。但是,除了这种“宇宙膨胀”的观点以外,难道就没有别的观点和理论能够解释“所有星系都在彼此离得越来越远,而且离得越远退行速度越快”这样的天文观测结果吗?有好多人对这种说法产生了怀疑:我们的宇宙真的象气球?它真的在膨胀?是上帝在吹这个气球?上帝觉得这很好玩吗?那么这个气从何而来呢?现在的宇宙,我们这个气球,已经让上帝吹得这么大了。但是,原来的宇宙,上帝还没有吹气球之前,是什么样子的呢?
他们说,现在的宇宙,是150亿年前发生的“
创世大爆炸”造成的。“创世大爆炸”理论认为,宇宙最初是由一个体积之小、能量和质量密度之大均难以想象的“
粒子”突然爆炸,扩展开来,向四处喷发出放射线,后来凝固成质点,经过150亿年的发展变化而成了现在这个样子。
比利时天文学家乔治·埃杜伍德·莱美卓的说的更为形象,他在1927年提出:宇宙是从一个发生剧烈爆炸的“宇宙蛋”开始的,今天在不断膨胀的宇宙是由“宇宙蛋”爆炸产生的。(《宇宙指南》第224页)
这样解释宇宙的创世,似乎还不能使我们消除迷惑,而且让我们更加迷惑。正如《宇宙指南》一书中所说的,如果我们回到大碰撞(指创世大爆炸)的时候,并假设宇宙的所有物质和能量都集中在一个相当稠密的小球(也就是“宇宙蛋”了)中,这个小球非常热,它发生爆炸形成了宇宙,那么这个小球是从哪来的呢?它是怎么形成的呢?(见该书第229页)我们还要问,谁产下了这枚“宇宙蛋”?又是谁孵化了它?是上帝吗?上帝会下蛋吗?等等!
按照
大爆炸宇宙论,宇宙的不断膨胀,使各种星系和其他天体彼此高速远离而去,因此,宇宙物质将变得越来越稀疏,密度也越来越小。如若如此,我们的宇宙终将变得“空空荡荡”。于是又有另一种理论认为:当宇宙膨胀使星系之间的距离变得足够“巨大”的时候,就会有许多新的物质从“虚无”中被创造出来,以填补出现的“间隙”,维护宇宙物质的应有密度,他们甚至计算出新物质产生的速度。(见《宇宙的起源》第34页)这真是“无中生有”!在这里,我们不但发现
物质守恒定律变得毫无意义,而且还发现上帝在背后又插了一手。
针对上述我们的问题再提出三个问题:
第一个问题,如果上帝在吹这个气球,那上帝在哪里?上帝所在的地方难道是宇宙之外的吗?这个宇宙之外又该称为什么地方呢?
第二个问题,有人说150亿年前,宇宙最初是由一个体积之小、能量和质量密度之大均难以想象的“
粒子”突然爆炸,扩展开来,向四处喷发出放射线,后来凝固成质点,经过150亿年的发展变化而成了现在这个样子。就算150亿年前,有这么个难以想象的粒子,这个粒子是怎么形成的呢?宇宙形成粒子的理由何在?动力源在哪里?300亿年前是什么样子呢?3000亿年是什么样子呢?3亿亿年又是什么样子呢?
第三个问题,150亿年前这个“粒子”要爆炸,那么爆炸的原因是什么?造成粒子的外在力量在哪里去了?不爆炸再稳定150亿年到现在,有什么了不起?既然爆炸,导火索在哪儿?是谁点燃的,是怎样点燃的,是为什么点燃的呢?
我们不得不在疑问之余,对上述的理论下一个恰当的定义,这是主观臆造的结果。
尽管我们对我们无法测量的宏观世界和微观世界认识不足,但我们要以我们的认识为基础,我们的推论要符合逻辑思维,才能在一定的程度上取信于人。
量子力学表明,微观物理实在既不是波也不是粒子,真正的实在是量子态。这种量子态就是粒子同运动结合在一起,形成的状态。真实状态分解为隐态和显态,是由于测量所造成的,隐态和显态的区别说明粒子的千差万别,而又复杂的交织在一起。微观体系的实在性还表现在它的不可分离性上。量子力学把研究对象及其所处的环境看作一个整体,它不允许把世界看成由彼此分离的、独立的部分组成的。关于远隔粒子关联实验的结论,也定量地支持了量子态不可分离。
量子力学是在20世纪初由
普朗克、
尼尔斯·玻尔、
沃纳·海森堡、
薛定谔、
沃尔夫冈·泡利、
德布罗意、
马克斯·玻恩、
恩里科·费米、
保罗·狄拉克等一大批
物理学家共同创立的。通过量子力学的发展人们对物质的结构以及其相互作用的见解发生了划时代的变化。通过量子力学许多现象才得以真正地解释,人们无法直觉想象出来的现象,但是这些现象可以通过量子力学被精确地计算出来,而且后来通过了非常精确的实验证明。
量子力学的基本原理包括量子态的概念,
运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。在量子力学中,一个物理体系的状态由
波函数表示,波函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个
线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其波函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的
积分方程计算。量子力学是在旧
量子论的基础上发展起来的。旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和
玻尔的原子理论。1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克
常数,从而得出黑体辐射能量分布公式,成功地解释了
黑体辐射现象。
1905年,
爱因斯坦引进
光量子(
光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。其后,他又提出固体的振动能量也是
量子化的,从而解释了低温下固体比热问题。
1913年,玻尔在
卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,在轨道上运动时候电子既不吸收能量,也不放出能量。原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫“
定态”,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处,但对于进一步解释实验现象还有许多困难。
在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无法解释的现象,
法国物理学家德布罗意于1923年提出了
物质波这一概念。认为一切微观粒子均伴随着一个波,这就是所谓的
德布罗意波。
德布罗意的物质波方程:E=ħω,p=h/λ,其中ħ=h/2π,可以由E=p2/2m得到λ=√(h2/2mE)。
由于微观粒子具有
波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。
量子力学与经典力学的差别主要表现在对粒子的状态和
力学量的描述及其变化规律上。在量子力学中,粒子的状态用波函数描述,它是坐标和时间的复函数。为了描写微观粒子状态随时间变化的规律,就需要找出波函数所满足的运动方程。这个方程是薛定谔在1926年首先找到的,被称为
薛定谔方程。
当微观粒子处于某一状态时,它的力学量(如坐标、动量、
角动量、能量等)一般不具有确定的数值,而具有一系列可能值,每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时,力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。这就是1927年,
海森伯得出的测不准关系,同时玻尔提出了并协原理,对量子力学给出了进一步的阐释。
量子力学和狭义相对论的结合产生了相对论量子力学。经狄拉克、海森伯(又称
海森堡,下同)和
泡利(pauli)等人的工作发展了
量子电动力学。20世纪30年代以后形成了描述各种粒子场的量子化
是在旧量子论建立之后发展建立起来的。旧量子论对经典物理理论加以某种人为的修正或附加条件以便解释微观领域中的一些现象。由于旧量子论不能令人满意,人们在寻找微观领域的规律时,从两条不同的道路建立了量子力学。
1925年,海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识,抛弃了不可观察的轨道概念,并从可观察的辐射频率及其强度出发,和
玻恩、约尔丹一起建立起
矩阵力学;1926年,薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识,找到了微观体系的运动方程,从而建立起
波动力学,其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性;狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论,给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。海森堡还提出了
测不准原理,原理的公式表达如下:ΔxΔp≥ħ/2=h/4π。
在量子力学中,一个物理体系的状态由状态函数表示,状态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个
线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其状态函数的作用;测量的可能取值由该算符的
本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。(一般而言,量子力学并不对一次观测确定地预言一个单独的结果.取而代之,它预言一组可能发生的不同结果,并告诉我们每个结果出现的概率.也就是说,如果我们对大量类似的系统作同样地测量,每一个系统以同样的方式起始,我们将会找到测量的结果为A出现一定的次数,为B出现另一不同的次数等等.人们可以预言结果为A或B的出现的次数的近似值,但不能对个别测量的特定结果做出预言.)
状态函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。根据
狄拉克符号表示,状态函数,用<Ψ|和|Ψ>表示,状态函数的概率密度用ρ=<Ψ|Ψ>表示,其概率流密度用(?/2mi)(Ψ*▽Ψ-Ψ▽Ψ*)表示,其概率为概率密度的空间积分。
状态函数可以表示为展开在正交空间集里的态矢比如,其中为彼此正交的空间基矢,
=δm,n为狄拉克函数,满足正交归一性质。态函数满足薛定谔波动方程,,分离变数后就能得到不含时状态下的演化方程,En是能量本征值,H是哈密顿能量算子。玻尔,量子力学的杰出贡献者,玻尔指出:电子轨道量子化概念。玻尔认为,原子核具有一定的能级,当原子吸收能量,原子就跃迁更高能级或激发态,当原子放出能量,原子就跃迁至更低能级或基态,原子能级是否发生跃迁,关键在两能级之间的差值。根据这种理论,可从理论计算出里德伯常理,与实验符合的相当好。可玻尔理论也具有局限性,对于较大原子,计算结果误差就很大,玻尔还是保留了宏观世界中轨道的概念,其实电子在空间出现的坐标具有不确定性,电子聚集的多,就说明电子在这里出现的概率较大,反之,概率较小。很多电子聚集在一起,可以形象的称为电子云。19世纪末,许多物理学家对黑体辐射非常感兴趣。黑体是一个理想化了的物体,它可以吸收,所有照射到它上面的辐射,并将这些辐射转化为热辐射,这个热辐射的光谱特征仅与该黑体的温度有关。使用经典物理这个关系无法被解释。通过将物体中的原子看作微小的谐振子,马克斯·普朗克得以获得了一个黑体辐射的
普朗克公式。但是在引导这个公式时,他不得不假设这些原子谐振子的能量,不是连续的(这是经典物理学的观点),而是离散的: En=nhν
这里n是一个整数,h是一个自然常数。(h=6.626176*10ˇ34,后来证明正确的公式,应该以n+1/2来代替n,参见零点能量)。1900年,普朗克在描述他的辐射能量子化的时候非常地小心,他仅假设被吸收和放射的辐射能是量子化的。今天这个新的自然常数被称为普朗克常数来纪念普朗克的贡献。其值为氢原子的电子云的概率密度。
我们通过上述科学家的研成果中可以看出,物质虽然在变化,发展,产生,灭亡,但没有无源之水,无本之木,无因之果,无母之子。任何物质的发展变化都的从一点一点开始的,从量变的积累达到一定程度,才产生质的变化。
我们认识宇宙,不得不以审慎的态度,来认识粒子和波的关系。我们可以通过我们人来做比方。一个人表现出的力量是软弱无力的,但两个人形成合力,就很有力量,成千上万人的合力就有排山倒海之势。粒子有大有小,人们从分子,认识到原子,又从原子认识到电子和质子,现在又从质子认识到微子和奇子。然而这些物质在每一分一秒又充满在这个宇宙的每一个角落。他们形成的波是千奇百怪,纷繁复杂的。他们的杂乱无章并不能说明他们能为所欲为。他们时刻在运动变化之中,但他们的运动变化是有各自的规律性。
俄国-
苏联数学家、气象学家、宇宙学家亚力山大.弗里德曼从
爱因斯坦的
相对论出发,研究了“穹形”结构。(他乎略了一个重要的问题,就是他忘记自己是一个人,他所认识的“穹形”是人有限视野和想象力的结合的产物。)他认为,一个时间不发生变化的空间,即静止的宇宙是不存在的。随着时间的推移,空间要么变大,要么缩小。弗里德曼对这两种情况作了区分。显然,宇宙在膨胀,星系在以一定的速度远离,阻止这一过程的力量来自星系之间的引力。第一种情况,当整个宇宙的密度很大时,万有引力也很大,因此星系退行的速度会不断减慢直到星系的退行停止,也就是宇宙的膨胀停止了。这个停止的过程不会很久,使宇宙慢下来的力导致宇宙逆转其进程,就像反着放电影胶片一样,宇宙开始收缩,直到成为一点。这种宇宙模型叫做封闭式模型;开放式模型在宇宙开始时体积为零,一旦开始膨胀,便不停地膨胀下去,因为宇宙的物质密度不足以提供使它停下的万有引力。这两种模型就像人类发射火箭的情景。当火箭耗尽燃料后速度小于
第一宇宙速度时,火箭升空的速度越来越慢,最终在重力的吸引下落回地面;如果火箭在燃料耗尽后达到了第一宇宙速度,它就会飞向太空,与地面永久地告别。目前我们在宇宙中观察的现象是,星系是相互飞离的。
即便亚力山大.弗里德曼把自己的想象描述的如何完美,如何逼真,总让我们无法摆脱对他的理论给以盲人摸象的看法。我们只感到他把眼光和思维限制在一定的空间,或一定的星系,或几个星系组成的宇宙单位,来评价宇宙的整体,是苍白无力的。因为我们将宇宙限制在几个星系之间,抛却了我们发现的星系之外的世界,你难道能说清楚星系之外又是什么呢?这就是人类的无知。
弗里德曼还建立了第三种模型,称为平直式,在开始时这种宇宙与封闭式、开放式一样膨胀,此后虽然宇宙也不停地膨胀,但总是在收缩的边缘徘徊。
弗里德曼之后的科学家们试图为宇宙圈定唯一的道路,于是宇宙的物质密度和膨胀速度成为讨论的焦点。星系退行的速度相对来说不会引来太多的麻烦,只要观测的更细致,计算的更准确些就行了。但宇宙的物质密度却是个令人头疼的问题。如果仅就人类观察范围内的物质质量来计算的话,宇宙的物质密度是很小的,宇宙将永远膨胀下去。但是不要忘了,宇宙中还有许多的未知领域,很可能有我们看不到的物质存在,它们的质量也应计算在内。科学家们把看不到的物质称为“
暗物质”,并区分出
热暗物质和
冷暗物质。热暗物质是指有质量的
中微子。只是微小到几乎检测不出来的地步。1994年,一位叫怀特的科学家测得,中微子的质量为质子质量的两亿到二十亿分之一。冷暗物质就像是隐身人一样,不给人类发现它的机会,人类只能猜测它的存在,并认为冷暗物质是多品种的。不管怎么说,只要有暗物质存在,宇宙的物质密度就得重新计算,并影响科学家们对宇宙模型的选择。
显然对宇宙的这种圈定,是建立在想象之中的。对宇宙的封闭式的理解只是为其想象的膨胀而寻找合理的借口,如果要问宇宙的边缘是如何封闭的,是什么封闭的?就无法自圆其说了。这种说词虽然受到了一大帮人的推崇和吹捧,在理论的推理上是经不起追问和推敲的。对自然的宇宙不能理解其运动的法则,而用膨胀的理论进行分析,用封闭式的或开放式的宇宙模形来给时间和空间套框框,这就是宇宙膨胀学说的失败。想必跟在宇宙膨胀学说后面的人,他们根本无法解释一个很简单的问题,太阳为什么是圆形的?氢原子为什么也是圆形?好多物质是圆形的,那圆形是怎么来的呢?
那地球为什么不是方的呢,月球为什么不是方的呢?对圆形的理解以及为什么这些物质是圆形的理解,都有助理解我们的宇宙。圆形是物质存在的最稳定的状态。因为圆形能将几何角度上的中心和质量角度上的中心重叠在一起。物质在一定的时间范畴中,形状和质量就是物质的一大矛盾。而圆形是解决这一矛盾的最好办法。所以,万物在运动中都是趋于圆形和球形状态的存在形式。我们把物质边缘的不同点交汇在一起,其中心点称为中心,而将质量的中心称为重心。对于一个物质来说,中心和重心的距离越大,稳定性越差,距离越小,稳定性越好。
彭若斯和霍金的“奇性定理”表明,任何一个真实的时空都一定存在奇点,即一定存在时间有开始或终结的过程。时间有没有开始和结束,原本是哲学家和神学家议论的话题,现在经过对黑洞和宇宙的研究,这一话题被纳入了物理学的领域。
宇宙学家相信,太空中有许多类型的黑洞,从质量相当于一座山的小黑洞,到位于星系中央的超级黑洞,不一而足。科学家过去认为,从巨大的星体到星际尘埃等,一旦掉进去,就再不能逃出,就连光也不能“幸免于难”。而霍金教授关于黑洞的最新研究有可能打破这一结论。经过长时间的研究,他发现,一些被黑洞吞没的物质随着时间的推移,慢慢地从黑洞中“流淌”出来。
霍金关于黑洞的这一新理论解决了关于黑洞信息的一个似是而非的观点,他的剑桥大学的同行都为此兴奋不已。过去,黑洞一直被认为是一种纯粹的破坏力量,而现在的最新研究表明,黑洞在星系形成过程中可能扮演了重要角色。但霍金并没有过多的说明在黑洞里掉进去的物质所出现的变化,是通过什么方式进行转化的,黑洞与微粒子的关系是什么,在霍金的想象中,光子是最小的。但他并没有想象到宇宙中是光子的几亿分子一的微粒子是什么,他们是怎样形成的,在这个问题上,霍金只走了很短的一步。
更让人不尽人意的是,霍金和彭若斯关于奇性定理的说法。这种说法无法说清这个奇点之前的“故事”。这就形成了无源之“点”。我们不能否认霍金关于黑洞的其它理论,同时我们也高度称道霍金关于信息守恒的说词。但我们不能称道的是霍金没有处理好“信息”、“质量”和“能量”之间的关系。没有将信息同物质世界中没有发现的,个头很小的中微子或更小的奇子联系在一起,甚至没有将中微子和奇子同他们形成的波联系在一起,甚至从物质的概念中分离出来,这就成了这个学说最大的悲哀了。
新的探索
越来越多的天文学家和宇宙探索者证实了太空相对论的正确性。一直以来,大爆炸常被人们误解为是发生在空间中的膨胀,而事实上,它是空间本身的膨胀。换句话说,大爆炸每时每刻都在发生,因为空间与物质、能量一样,作为大爆炸的产物而与前两者同时产生。从这个意义上而言,不存在所谓的供宇宙向其延展的“外部空间”,人们也不可能找到宇宙大爆炸发生的具体位置。每个人随意席地而坐,都可以把自己当前的坐标看作是大爆炸的中心——这个看似不严肃的回答,就是最严肃的答案。我们认为,当前的星系,总体上呈现出向各个方向散逸的状态。无论从宇宙中的哪个位置进行观察,都能够得到相同的结果。实际上观察者的位置毫无意义,对于一个全部处于膨胀状态中的宇宙而言,任何位置都是中心。因而试图通过星系运动轨迹来逆向推算大爆炸起始位置是徒劳的,人们绕了半天只会发现又回到了出发的地方。也许有人会问,为何星系们都能够以非常齐整的形式,在空间中运行不悖?回答这个问题,需要首先抛弃将空间看做固定、僵化事物的思维。只有这样,才能够真正理解星系在空间中高速运行只是一种表象,其后的实质依然是空间本身的膨胀。所谓“气球类比”,其实是一种科学家借以更形象解释宇宙膨胀的可视化工具:假定人们坐在一只巨大的、表面有很多标记点的气球上。当气球开始膨胀时,人们就会看到这些标记点从自己的位置朝着各个方向移动而去。而不管人们坐在表面的什么位置,都会看到同样的情景。此外,标记点移动的速度与它们移动的距离成正比例。比如,整个气球的体积如果在一分钟里膨胀了一倍,那么原本距离人们一英寸远的标记点现在就距离两英寸,两英寸远的则变为四英寸,以此类推。这种理论的问题在于,它毕竟只是一种类比。整个气球的表面用
局部比例尺上看,实际上是一张二维的平面,而宇宙则是一个三维的空间。气球作为集合体,在三维世界里有一个中心,但宇宙没有。借用因宇宙加速理论而获得
诺贝尔奖的布莱恩·施密特教授的话说,“气球的内部更应当是一个四维的世界”。在他看来,只有这样,才能真正将宇宙看作一个高维度的球体。不过对于一般人而言,这实在太过抽象。我们要把一定的空间用这无数的气球进行叠加,这不就好理解了吗?再说,我们也不要把我们想得像我们感觉的那么大,我们把我们想得如同一个小小的电子那么大,你再想像我们面前的世界,就更了理解我们的学说了。