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1 # 太上邪神
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2 # 霜葉9975
引力有具體物體引力,有宇宙總大球體引力,宇宙仍在澎漲說明爆炸當初的餘力的整體擴張力還大於宇宙大球體的總引力,將來餘力慢慢弱了就相反了,這不用去說是誰的相對論,只要你腦不殘就是你自已張三或李四的相對論。與那個領諾獎的相對論具有同等水平。
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3 # 今天黑坑釣魚
物質因引力聚集?沒有這個理。正是因為有所謂的引力,地球才圍繞太陽運動,太陽圍繞銀河系運動。這種運動是穩定的。
為何宇宙不斷加速擴張?這就不正常了。但現在科學家的確發現了銀河系不斷擴張,加速膨脹。膨脹的結果是什麼?
看看人類吧,從石器時代,到農耕的封建社會清朝,經歷了五千年。從工業革命到現在,短短二三百年,工業化,自動化,科技日新月異,知識大爆炸。短短几十年,農作物依靠工業化肥,土壤已經貧瘠。水汙染空氣汙染。一切都在加速度,到達山頂時,再栽下山崖?或者說,石油煤炭資源枯竭時,一切就gameover!
人定勝天?看看現在新冠病毒,厲害不?人類是渺小的。如草芥,如螻蟻,一腳下去,嗝屁。
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4 # 優美生態環境保衛者
根據萬有引力,所有宇宙中的物質應該逐漸因引力而聚集,為何現在宇宙卻在不斷加速擴張?
愛因斯坦在提出廣義相對論之後,將人們對於宇宙的認知,從普通的物理世界變為時間和空間相統一、物質和能量相統一的大背景,然而在這種大背景下,愛因斯坦是不相信宇宙會發生膨脹或者收縮的,雖然透過推匯出的方程能夠揭示這種結果。於是他在引力場方程中加入了一個不影響方程式表達和正確性的常量,這就是宇宙常數,加入這個常量的目的,就是為了“抵抗”宇宙星體之間因引力發生坍縮的趨勢,從而將宇宙表達為一個靜態、穩定的狀態。
然而,美國天文學家哈勃透過長期的觀測,利用造父變星光度的週期性變化,確定了目標星雲與地球的距離,而且這個距離會隨著時間的推移,不斷遠離地球,距離地球越遠的區域,其遠離速度越快。用關係式表達即v=Hd,其中v為宇宙星體相對於觀測者的退行速度,H為哈勃常數,d為目標星體與地球之間的距離。
為什麼哈勃透過觀測得出宇宙在加速膨脹的結論呢?主要原因還是在於光線的光譜性質。大家知道,光線中包含可見光,我們觀測宇宙天體,基本上都是透過觀測目標星體發射或者反射的可見光來實現的,可見光的組成包括紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫7種顏色,由可見光組合而成的複合光,透過一定的儀器可以實現色散,然後在螢幕上形成相應的光譜。當來自目標物體的光線快速靠近觀測者時,光波波長會變短,頻率提高,光譜則會向著波長較短的藍端移動,也就是發生了藍移;與之相反的,如果來自目標星體的光線快速遠離觀測者時,光波的波長會變長,頻率降低,對應的在光譜上的表現就是向著波長較長的紅端移動,這就是我們常說的紅移。哈勃正是發現了遙遠星系都處在不斷遠離地球的現象,而且距離越遠的目標紅移現象越嚴重,因此確認了宇宙在膨脹的事實。
時間來到1998年,Saul Perlmutter、Brian Schmidt和Adam Riess這3位天文學家帶領他們的研究團隊,在進一步確認宇宙膨脹的事實基礎上,還發現了宇宙正在加速膨脹的現象,2011年諾貝爾物理學獎頒發給了這3位天文學家。他們透過觀測一種釋放能量穩定的La型超新星的爆發,依據其視亮度計算出了與地球之間的距離,這種距離隨著時間的推移,遠離地球的速度正在不斷加大,據此得出宇宙正在加速膨脹,這種現象後來成為天文學界標準的“教科書”式定律。
大家都知道,萬有引力使物體能夠相互吸引,而宇宙膨脹現象的證實,表明宇宙空間中存在著一種力量,這種力量和萬有引力的作用正好相反,對宇宙空間中的物質起到一種相互排斥的作用,科學家們將提供這種排斥力作用的東西稱為暗能量。
在隨後的研究中,科學家們透過宇宙微波背景輻射發現,在組成現有宇宙的物質中,我們可見的物質(可以觀測)所佔的比例是相當小的,僅佔4.9%左右,剩下的95%則是由我們觀測不到的暗物質和暗能量所構成,其中暗物質佔比26.8%、暗能量佔比68.3%,而對於這些觀測不到的部分我們對其知之甚少。暗物質和暗能量在推動宇宙執行演化中起到非常重要的作用,說簡單點,暗物質對物質之間提供的是引力,而暗能量提供的是斥力,它們之間相互抗衡的結果,決定了宇宙是否收縮或者膨脹。
根據設定的推測模型,暗能量的大小與空間尺度緊密相關,如果空間尺度越大,則暗能量也會越多。在138億年前宇宙大爆炸剛開始時,隨著爆炸釋放的巨大能量,宇宙空間開始擴張,但由於可見物質和暗物質居於主導地位,因此這個爆炸帶來的膨脹效應是變慢的。不過,這個減速的過程大約只持續到了45億年前,隨後暗能量逐漸佔據上峰,使得宇宙的膨脹開始加速。
至於暗能量到底是什麼,科學界對此還基本處於未知狀態。不過隨著大量的天文觀測,科學家們逐漸瞭解了暗能量的一些基本特性,比如它具有負壓強,也就是說物體被拉伸時,產生與正壓力相反的作用力,從而進一步推動物體被拉伸開來。透過觀測暗能量狀態方程的w值,科學家們正在逐步揭開暗能量運動規律的密碼,與在真空中的能量壓強與能量密度的比值進行對比,發現暗能量模型中的w值並不是嚴格的呈現-1這個值,而是會隨著時間的推移在-1處呈現震盪,這或許表明暗能量可能是某種未知的、且具有動力學性質的能量場。
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5 # 量子科學論
宇宙中的所有物質會因為引力而發生聚集,並在遙遠的未來重新坍縮一起!這個想法和擔憂在17世紀的時候就已經被提出了,而且首先想到這個問題的人正是牛頓。在牛頓之前,我們人類並不會有這樣的困擾,原因是在此之前我們還不知道有萬有引力的存在,也並不知道兩個質量物體會產生引力。
而當時解釋地球上物體下落和上升的理論還是古希臘時期提出的古元素說,人們認為地球上的萬物是由水、火、氣、土這四種元素組成的,而重的元素會下降,輕的元素就會上升,雖然這樣的說法解釋了地球上的所有現象,但是無法解釋天上的太陽、月亮以及恆星為何會漂浮在天空中,而且這些天體為何還在天空中做規律性的運動。
由於當時認知的侷限性,人們只能認為天上的事不歸地球管,它遵循著另外一套物理法則,時間來到了1687年,這一年牛頓發表了人類歷史上最偉大的曠世鉅著《自然哲學的數學原理》,首次提出了物體運動三大定律和萬有引力定律,為我們人類統一了地球上和天上物體運動的力學原理,也使得經典力學成為了一套完整的理論體系。
我們之前聽說過,牛頓發現萬有引力是因為被蘋果砸中腦袋的突發奇想,其實這種說法只是一個美好的傳說罷了,在牛頓發現萬有引力之前,其實他已經對物體運動的三大定律瞭如指掌,正是對三大定律透徹的理解,才讓牛頓發現了萬有引力,這個過程是這樣的。
牛頓第一定律告訴我們一個物體在沒有受到淨外力的情況下會一直保持靜止或者勻速直線運動,第二定律告訴我們一個物體在外力的作用下就會在力的方向上產生一個加速度,因此一個物體如果沒有受到外力,它就不應該向著地球加速運動,而是會靜止在空中,既然物體會改變最初的靜止狀態加速墜入地面,唯一的解釋就是物體在下落的方向上受到了一個外力,也就是地球對物體施加的力,由於第三定律說,你給一個物體施加了一個力,那麼這個物體也會對你施加一個作用方向相反大小相等的力,因此下落的物體也會對地球產生一個力,這個相互的力正是萬有引力。
我們從牛頓發現萬有引力的方式就可以看出,他只是對現象的一種總結,並沒有發現引力的本質,而且牛頓也一直認為引力的本質並不是物體所產生的,而是背後肯定有上帝之手的參與。不管怎樣萬有引力的提出讓人類對宇宙的萬物的理解有了質的飛躍。而且牛頓也想過,如果宇宙中的物體會產生引力,那麼這些物體就會因為引力的作用塌縮在一起,那為什麼沒有發生這樣的事情呢?
這個問題對於牛頓來說有點太燒腦了,畢竟哪個年代我們對宇宙的瞭解少之又少,牛頓當時就認為,為了使得宇宙保持穩定,那麼宇宙就必須是無限的,而且有無限數量的恆星並且空間中的物質分佈要相對均勻,不能存在任何瑕疵,這樣的宇宙模型太過於理想化,如果天體的位置或者數量發生一點點變化,都會導致宇宙不穩定發生坍縮,所以牛頓並不能解決這個問題,他又一次向上帝伸出了援助之手...
雖然牛頓理論存在以上的問題,但它的成功之處有目共睹,解決了人們在當時認知水平下的所有問題,因此這套理論體系就統御人類宇宙觀長達三個世紀!時間來到了20世紀最初的幾年,隨著人類觀測技術和能力的提升,當把牛頓理論應用在解釋水星軌道進動的問題上時,出現了無法抹平的偏差,這個問題的出現讓人們對牛頓理論的正確性首次產生了質疑,解決這個問題的正是1916年由愛因斯坦發表的廣義相對論。
這套理論不僅解決了水星軌道的異常進動問題,還解決了牛頓無法解釋的引力本源問題,並且還提出了很多具有超越時代的預測,例如星光彎曲、引力透鏡、引力波。不過,研究引力最終都會面臨同一個問題,引力始終會使整個宇宙坍縮,愛因斯坦在這個問題上也犯了難,由於他當時更加相信一個靜態的宇宙,因此愛因斯坦就在自己的引力方程中加了一個宇宙常數,用來對抗萬物產生的引力效果。
愛因斯坦的這個操作並沒有比牛頓高明都哪裡去,牛頓借了上帝,愛因斯坦借了自己都不知存不存在的、虛無縹緲的宇宙常數,不過後來的事實證明我們的宇宙正在膨脹,星系正在遠離我們,這個結論是由埃德溫哈勃在1924年透過觀察變星、以及星光紅移得出來的。哈勃的發現,讓人類認識到了一個動態的膨脹的宇宙,為宇宙大爆炸模型奠定了理論基礎。
大爆炸模型的提出和確立,讓我們知道了宇宙在誕生之初就有一個初始的膨脹率,在138億年的宇宙歷史中,物質所產生的引力一直都在和這個膨脹率對抗,而且我們還發現了宇宙中存在另外一種物質形式暗物質,當時我們認為整個宇宙是由普通物質、暗物質和輻射組成的。
但是在1998年,兩個獨立的科學小組透過對遙遠1a型超新星的觀測發現,我們的宇宙的膨脹率並沒有下降,而是在加速膨脹,這說明宇宙中除了以上的普通物質、暗物質和輻射以外,還存在另外一種能量形式,這種能量在拉扯著宇宙空間,為宇宙的膨脹提供負壓,這就是我們常說的暗能量。
並且這種能量形式目前佔了宇宙總質能得80%左右,暗物質佔了15%左右,我們生活的普通物質世界只佔了微小的5%。這說明我們的宇宙中,有絕大部分的能量和物質是我們目前還不清楚的形式。因此物質所產生的引力已經不能掌控宇宙的未來,所佔比例最多的暗能量才是主宰宇宙的能量形式。
總結一下宇宙在誕生之初就存在一個膨脹率,這是宇宙膨脹的開始,物質的引力確實可以對抗這種膨脹效果,但引力一直也沒有使得整個宇宙的膨脹停下來,隨著宇宙的演化,時間來到了大約50億年前,空間的膨脹導致了物質密度的下降,這使得物質所產生的引力越來越微不足道,反而暗能量開始掌控了宇宙,並且導致了宇宙開始加速膨脹。
這就是宇宙為何沒在引力的作用下坍縮的原因。
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6 # 天澤方圓之楊春順
宇宙時空以外質量體的存在模式是,由區域性爆炸到區域性膨脹,由區域性膨脹到區域性坍塌,由區域性坍塌到區域性壓縮,再由區域性壓縮再到新一輪的區域性爆炸。而整體宇宙則處於各個區域性盾環的永恆不變之中。
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7 # 星宇飄零2099
宇宙對於現在的人類文明來說,有太多的未解之謎,諸如宇宙是怎麼出現?生命又是怎麼出現?意識又是怎麼出現?這些問題,其實至今還沒找到讓人滿意的答案。
對於第一個問題,很多人都聽說過宇宙大爆炸理論,可能很多人都認為宇宙大爆炸理論就是第一個問題“宇宙是怎麼出現?”的答案。事實果真如此嗎?答案也許讓你失望:並不是……
宇宙未解之謎現代宇宙學中,包含了暴脹理論的宇宙大爆炸理論解釋了從宇宙大爆炸後1普朗克時間後宇宙所發生的事情,如數家珍,彷彿科學家就在旁邊看著似的。但實際上,目前對宇宙大爆炸初期比較確定的只是宇宙大爆炸後大約1秒以後的情況。對於宇宙大爆炸1秒內所發生的事情,實際上並不那麼確定。
原因是目前物理理論對早期宇宙超高能量狀態下的物理並不太瞭解。在目前的理論中,宇宙大爆炸初期,現在自然界中的四種相互作用力是統一在一起的,隨著能量狀態(溫度)的不斷降低,四種力才相繼分離。大約到宇宙大爆炸後的10^-12秒時,宇宙溫度下降到大約10^15度,自然界的最後兩種力:電磁力和弱力才最終分離。
在此之後宇宙的演化大概是比較確定的。但在此之前宇宙的演化就不太確定了。
實際上一個最基本的問題:為什麼會發生大爆炸,也就是宇宙為什麼會膨脹?據我所知現在的理論還回答不了。這個問題有點類似於牛頓當年的第一推動力。牛頓說,最最開始的時候,上帝只需要推一下,宇宙就會自動執行迴圈不息,上帝就不需要再參與宇宙的運作了。現在大概也是如此,我們需要一個初始膨脹的“力”,只要宇宙開始膨脹,之後的事就可以交給物理規律去完成了……然而宇宙為什麼會膨脹?導致膨脹的力是什麼?不知道……
雖然目前有一些理論嘗試給出解釋,但均沒有獲得廣泛認同。
雖然我這麼說是想讓大家都接受現實,但我既然要回答這個問題結果說了一大堆後什麼都沒回答一定會被你們罵死的……所以對於宇宙為什麼膨脹我就不說了,我說說關於加速膨脹的一些理論解釋吧……
暗能量這個除了一個名字就沒有別的……一種會產生負壓強的未知能量。實際上有沒有這玩意?不管你信不信,反正我是不信的……
宇宙常數當年愛因斯坦為了維持靜態宇宙,在引力場方程中加入了一個常數項,使空間產生一種斥力來抵禦引力,這是空間本身的屬性,不需要別的未知機制。
引力逃逸有理論認為引力在大尺度下逃逸到額外維度了,導致引力在大尺度下大幅減少……看著比較科幻……這種理論是基於弦理論中存在的額外維度,這些維度可能是蜷曲在微觀領域中的,但也有可能是宏觀的維度。這種理論比較複雜,至少要一篇獨立的文章才能解釋清楚,在此略過。
引力臨界距離引力存在一個會失效的臨界距離,引力不再是傳播到無窮遠的,當引力傳播達到這個距離後,就慢慢消失。這是我認為最靠譜的解釋……(我認為最靠譜純粹是個人觀點,因為這跟我自己想到的一個民科理論有點像……我認為超過臨界距離後引力會發生逆轉成為斥力……個人觀點,別當真……)
那麼你認為哪個解釋比較靠譜?又或者覺得都不靠譜你有更靠譜的解釋?說來聽聽。
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8 # 語境思維
既不是膨脹,也不是收縮,而是處於動態平衡。這個問題,糾結了太多的科學家。不妨看看新視野如何釐清脈絡,直擊要害。
1 需要解釋的兩個效應① 萬有引力效應,來自扭秤實驗,沒毛病。但是,萬有引力的根源,尚無定論。所謂來自彎曲的時空,也是隻是一個猜想。
萬有引力是一對引斥力,彼此是對抗性的動態平衡,不是題目暗示的越拉越近。
② 加速紅移效應,來自太空望遠鏡,無疑。但是,加速紅移的根源,尚無定論。所謂來自天體退行性紅移,只是一種可能。
2 宇宙存在的兩大物態宇宙的一切都是物質的。物質的存在形式,簡稱物態,是物理學的研究物件。
總的來說,物態分為兩大類:連續性的氣場態,離散性的實體態。
① 連續性的氣場態,是充滿空間的不含亞原子的氣場(fields),即常說的真空場。
氣場是以光速波動的動態場,不是死氣沉沉的以太場,也不是拉格朗日虛構的細絲場。
氣場,不是空的,就像空氣一樣,也是有質量密度、能量密度、電荷密度的。
氣場因不同波源的震盪,表現為引力場、電磁場、鐵磁場、地磁場、熱力場。
② 離散性的實體態,是可以獨立存在的實體(bodies),如天體、大粒子與亞原子。
實體最終可以降解為亞原子。大粒子泛指大分子、分子與原子。
亞原子,泛指從原子分解出來的獨立而穩定存在的基元粒子,諸如電子、質子 。
自由中子壽命不足900秒,還是要分解為質子與電子,故中子也可歸類為大粒子。
n→p⁺+e⁻+νₑ
質子與電子很穩定。質子還可分解為高能正電子與高能負電子:
p→e⁺(uud)+e⁻(μ-)+m"(?hc/λ)...(1)
場質增效應:m"=nm₀(1+r³/r"³)...(2)
基於電子湮滅反應,質子裂變反應,我們不妨認為,所有的實體粒子,最終可以降解為若干電子與場效應光子。
尤其,雖然電子半徑(rₑ)極小,大約是:
rₑ≤10⁻¹⁹米...(3)
值得注意的是:電子密度可謂宇宙之最,但電子不是實心的,而是超高密度的氣場。
電子湮滅反應,表明:正負電子作為最高密氣場的超聚態,在光速碰撞條件下,可以急遽膨脹為兩個電磁輻射的兩個光子,
e↑+e↓+2×½m₀c²→γ↑+γ↓+2hc/λ.(4)
這就真正實現了離散性電子向連續性氣場的脫胎換骨的質的飛躍,反之亦然。這就有了下面的統一場法則:
無論在實體的內空間,還是在實體的外空間,都充滿了特定密度的氣場。氣場,既是構造萬物的基底物質,也是吸能·載波·傳力的基本介質。
統一場法則,也叫【場介質原則】,是現代量子場論的基石,是克服超距論的理據,是抵制神邏輯的法寶。
3 場介質原則的兩個推論有人為宇宙起源困惑。其實這是杞人憂天,宇宙是自然的或固有的,起源論大可不必。
有人為加速紅移困惑。其實天體總是繞大圈的,只存在切向運動的橫向紅移,不存在法向運動的縱向紅移,即不存在退行性紅移。
有人為引力機制困惑。其實是迷信純幾何演繹的時空彎曲論。時空是用來測量的工具,本身並沒有物質屬性。
場介質原則的兩個推論如下,另起為本文的第4章與第5章。
4.萬有引力的傳遞介質,是空間充滿的引力場,不是剔除物質的四維時空。這句話,具體有以下幾個要點。
4.1,純幾何時空,只是一個測量技術的容器或工具,本身並不具備可彎曲性。
只有當其充滿了氣場,才有波動、漣漪、漲落、震盪、乃至波濤洶湧的彎曲特性。
空間好比池塘,氣場好比水,池塘不會波動,只有水在池塘裡湧動,還可以傳遞波源震盪的動能,表現為波動性的輻射能。
4.2,獨立天體,像磁鐵一樣,具有內向性引力,天體外圍的氣場有一個外向性的反引力,使得該天體飄浮在太空中。
故有重要命題:天體內向的引力質量(m)等於氣場外向的引力質量(m")。即:
m≡m"=ρV...(5)
ρ=m₀/(4π/3)(λ/2π)³,V=(4π/3)r³...(6)
m=(m₀/(4π/3)(λ/2π)³)·(4π/3)r³...(7)
①λ,是引力波的波長。引力波與電磁波共存,引力波波長=½電磁波波長,即
λ"=½λ...(8)
②r"=λ/2π...(9),是引力子半徑,來自引力波的一個波節所拓撲的漩渦球。
④m₀,是電子質量常數。
⑤式(7),可以作為引力波方程。
4.3,萬有引力是兩天體引力場的量子疊加效應,基於天體內部電子當量的實量子,也有天體內氣場與外氣場的引力子。
疊加效應,既有大量電子自旋引力場之間同斥異吸的弱化效應,也有大量電子自旋擾動氣場的疊加效應。設總疊加係數為ξ,
ξm₁c²·m₂c²/r²=Gm₁m₂/r²...(10)
ξ=G/c⁴...(11)
=6.67×10⁻¹¹/(81×10³²)
=8.2×10⁻⁴⁵[1/N]
疊加係數,也叫弱化係數。我們看得出來,萬有引力是強力在大質量天體與大尺度範圍內保持弱化約1萬億億億億億倍。
5.加速紅移的根源,是遠距離天體的切向軌跡的漸遠,不是徑向軌跡的漸遠。天文物理學觀測經驗表明:
① 所有天體,包括彗星、小行星、大行星、類日星、脈衝星、磁星、類星體,都在做環繞運動,不存在絕對的直線運動。
② 在太空望遠鏡看來,越遠越大的類星體,繞旋半徑越大,短期的軌跡弧線,越近似為切向直線運動。如下圖所示:
當太空望遠鏡鏡頭,簡稱「鏡」,捕捉到某個類星體,簡稱「星」後,假設該星的平均軌道速度為v,
第1次測量的波長為λ₁,星鏡距為L₁,並⊥近似直線的軌跡弧,此時軌跡弧a₁=vt₁=0(剛開始t₁=0),夾角θ₁=π/2。
第2次測量的波長為λ₂,星鏡距為L₂,作為直角三角形的斜邊,夾角θ₂<π/2,星軌跡長度a₂=vt₂,有以下關係式
L₂²≈a₂²+L₁²
L₂≈√((vt₂)²+L₁²))...(12)
同理,依次往後的每次測量都有一個星鏡距漸漸拉長的直角三角形斜邊,有:
L₃≈√((vt₃)²+L₁²))
L₄≈√((vt₄)²+L₁²))
.....
Lₙ≈√((vtₙ)²+L₁²))...(13)
顯然,vtₙ>vtₙ₋₁,故,Lₙ>Lₙ₋₁...(14)
而且,L∝λ,或△L∝△λ...(15)
換句話說,每次測量時,該星沿著眼【切線方向】漸漸遠離望遠鏡。這就相當於多普勒退行性紅移效應,但一定不是沿著【法線方向】漸漸遠離望遠鏡。
這就足以證明,當初哈勃望遠鏡接受的加速紅移,被誤判為【法向退行性紅移】,而應該修正為【切向退行性紅移】。這樣,也就證明,也不存在所謂的【宇宙學紅移】。
那麼,為什麼我們在測量仙女座M31星系時,會發現多普勒藍移現象呢?
這是因為,M31緊挨著我們的銀河系,離太空望遠鏡太近時,由於可能存在繞旋週期太長,需要數億到數十億年,它才走出逼近望遠鏡的那條特大的軌跡弧。
且不說M31是遠大於銀河系,僅僅我們的太陽系繞銀一圈,尚需2.4億年。
這種情況,我們幾乎沒有辦法找到對照組引數來證實,但理論分析沒毛病。
結語本文,提出【獨立天體的內向引力場與外圍氣場外向反引力場的動態平衡】之命題,並給出引力波方程,旨在解釋天體自由自在的飄浮在太空中。
同時,提出【兩個天體之間的萬有引力,是各自引力場之間的疊加效應】之命題,本來萬有引力,就是萬有引斥力,是一種動態平衡,進而說明天體之間,不會因為萬有引力相互拉進而收縮。
另外,提出【遠大天體的繞旋軌跡弧,近似直線,導致望遠鏡每次測量了切向退行性,而不是法向退行性加速紅移】,證否了宇宙學紅移,即不存在時空膨脹。
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9 # 淡漠乾坤
在海上,我們經常會看到由於海水的湧動而泛起的泡沫。甚至,有時這些泡沫會聚集起來,但它們對於大海的影響卻是微乎其微的。因為,真正起主導作用的,是海水本身。其會受到月亮的吸引,而產生潮汐現象。
我們的宇宙,也是如此。根據現代科學的認識,宇宙是一個具體的物體,其是由無數個最小粒子構成的封閉系統。該最小粒子就是由普朗克常數h定義和定量的量子,具有不可再分的特性。
因此,宇宙就好比是量子的海洋,而物質只是由量子的運動所形成的封閉體系,是因為量子海的劇烈湧動所產生的泡沫,即量子的耗散結構。所謂萬有引力,就是由於物質的封閉性小於1,會對外輻射熱能,使量子空間圍繞著該物質形成了熱的梯度分佈。於是,當兩個物質相遇時,就會引起空間量子對它們的不對稱碰撞,從而使量子空間對兩者產生了擠壓。
目前,我們看到的,都是由質量向能量的轉化,如原子的裂變與聚合,服從熵增原則。這說明,宇宙的過去,具有截然不同的環境,導致了能量向質量的轉變。根據耗散原理,當局部遠離平衡態時,該區域性就會形成耗散結構。通俗地說,物質是量子空間(能量)的聚集。這就是物質產生的原理。
因此,物質是不穩定的,其是熵減的結果。於是,一旦外部環境恢復正常,作為耗散結構的物質就會逐漸地還原為開放的能量。這就是我們現在看到的情形,由質量轉化為能量。結合宇宙大爆炸理論,宇宙曾經的非正常情況,就是其高速的膨脹。只要宇宙的膨脹速度遠大於其內部空間的傳播速度,就會在區域性形成非平衡態,從而產生了耗散結構。
然而,根據常識,極速膨脹只是釋放宇宙被壓縮的能量,其膨脹的時間是非常短暫的。因而,物質在宇宙中所佔的比重是極小的。目前,平均每立方米只有幾個質子,比大海中的泡沫還要少。因此,物質只是宇宙膨脹的能量緩釋器,是宇宙膨脹的副產品。而且,隨著宇宙膨脹的趨緩,當其膨脹速度低於宇宙內部空間的傳播速度時,物質就會解體,因而萬有引力也並不總是存在的。
我們的宇宙就好比是一個巨大的量子氣球,其膨脹或收縮,以及宇宙的變化速率,都取決於宇宙內外部量子空間能量密度(壓強)的比值。正是因為該比值,與宇宙的膨脹成反比關係,與宇宙的收縮是正比關係,從而限制了宇宙單向的極度變化,使宇宙處於來回震盪的狀態。
對此,你或許會提出疑問,既然目前主要是質量轉化為能量,那麼現在的宇宙應該是相對靜態的啊?為何說宇宙正在加速膨脹?這實際上是對宇宙的誤判。度量宇宙的膨脹有兩種相互獨立的方法,其一是根據宇宙的微波背景輻射溫度的變化,其二是直接測量星光的紅移。前者是遠距離的情況,觀測值較小;後者是近距離的情況,觀測值較大。於是,由於兩種方法得出的結果並不一致,從而獲得了宇宙加速膨脹的結論。
其實,對於觀測結果的不一致,還可以有另外一種解讀。我們也可以認為,上述兩種方法存在疑問。其中,至少有一種方法是不正確的。例如,星光的紅移,其既可以是運動紅移,也可以是耗散紅移。前者表明各種天體的相互遠離,而後者則意味著空間不空,存在著量子空間。因為,光子在其運動的過程中,透過與空間量子的碰撞,消耗了一定的能量。
由於光子的質量很小,其運動紅移只有百萬分之一的量級,不足以說明實際觀測到的平均0.1的紅移。而耗散紅移與光的傳播距離成正比關係,可以在傳播的過程中得到不斷地積累,其數值遠大於運動紅移。由此說明,星光的紅移,主要是光的耗散紅移。
總之,如果我們放眼宇宙,物質和萬有引力都是微不足道的。宇宙的主體是由無數個最小的粒子構成的量子空間。而且,宇宙的膨脹也只是短暫的非常態,其常態是相對平靜的。因為,決定宇宙狀態的因素,僅只是宇宙內外部量子空間能量密度的比值。
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10 # 彭曉韜
首先,對於依據萬有引力推定物質應該逐漸聚焦就是錯誤的。一方面,因為萬有引力相當微弱,當物質間的距離較大時,相互作用力十分微弱。另一方面,當物質分佈相對均勻且範圍無限時,宏觀上,物質間的萬有引力相互作用會相互抵消。再者,物質存在一定慣性有相互並非靜止,會抵消萬有引力的作用而不會聚集。
其次,所謂宇宙在不斷加速擴張的說法也是不確切的。原因是:天體間的紅移量隨距離增加並不意味著相互在彼此遠離。因為,天體紅移量與距離成正比的根源並不是相互遠離產生的多普勒效應。而很可能是由於星際空間非絕對真空,星際物質會使星光的頻率隨距離不斷降低。因為,地球上觀測到的星光並非原生光,而是由星際物質產生的次生折射光。其頻率隨距離降低是完全正常的現象。並非天體在遠離地球。哈勃望遠鏡拍攝到的不少星際相互碰撞的照片就直接證明天體間的距離並非均隨時間不斷增加。類星體存在多組紅移量不等的吸收譜線簇也證明星光的頻率隨距離在不斷降低。
再者,哈勃定律是建立在錯誤的假設:天體紅移量全部是由天體遠離地球運動產生的多普勒效應基礎上的。我們可以利用適當的方法來驗證哈勃定律的正確性。
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11 # 永動機45
宇宙怎麼能用膨脹之說就形容呢?宇宙本身就無限大,怎麼還能膨脹的更無限大,這樣叫邏輯重疊,是病句,宇宙是無法膨脹的,膨脹也只能是宇宙空間中的物質在離散,變稀疏,有邪說宇宙大爆炸論,說是宇宙膨脹,那是一種錯誤的觀點。
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12 # 凡手
可以拿水做比喻一下,水分子間有相互作用力,所以才有水滴水珠的出現,而大江大海則是不斷佔領比它低矮的地方。
我們的宇宙也許就和水一樣,要不斷的去佔領侵蝕宇宙之外的空間,而我們的銀河系也許就是一滴水珠。
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13 # 昊田2
宇宙加速膨脹只是哈勃的一家之言,並沒有得到確切的證實!事實上發光體的執行速度根本就影響不到已發出光的波譜,哈勃用移花接木的辦法把星系光譜在傳播過程中產生的紅移藍移現象說成是星系在接近或遠離造成的,完全違背了事實,更何況,在一次爆炸的推力下眾多星團星系分散開的速度即使不減弱也決對不會增加!離我們越遠的星系離開我們的速度越快的說法,完全是一種人為的臆想邏輯,完全找不到動力源!現在有人把星系星團的遠離歸結為暗物質暗能量的推動,我想問一句,難道宇宙中的暗物質暗能量只在星團星系的一側存在嗎?再一點,可觀測宇宙的外圍還有沒有空間,如果有,那不還是宇宙的一部分嗎;如果沒有,現有的宇宙部分又往哪裡膨脹?現在的宇宙科學如此混亂,完全都是這些,宇宙超光速膨脹;時空可以彎曲、摺疊;宇宙起源於一個奇點等奇談怪論造成的!現在已經弄得一些人云山霧照,說什麼:宇宙空間可以捲縮進無限小的奇點之中;我們的宇宙很可能就是存在於一個超大黑洞之中;宇宙可以無限度的超光速膨脹;宇宙最終會收縮排一個黑洞之中而毀滅;……等等等等!真不知道,有什麼力量能讓宇宙無限度的膨脹;有什麼力量能讓數以萬億計的星團星系收縮到一起鑽進一個黑洞裡面;更有什麼力量能讓宇宙無邊無跡的虛無空間鑽進一個無限小的奇點之中?真的希望在人類滅亡之前能夠弄明白這一切,不然,每一個關心宇宙學的人都會帶著遺憾離開這個世界!
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14 # 灰太狼創客工作
減速膨脹好理解,加速膨脹就費解了,說明宇宙大爆炸後仍然有力量將物質往外推,是什麼原因產生的力?是人類面臨探討的問題。
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15 # 陳轉運
請仔細閱讀下面這篇文章,解放思維,有你要的答案!
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摘要:艾薩克•牛頓發現了萬有引力,然後又發現了運動三定律,亨利•卡文迪許用 扭秤 證明了萬有引力 定律正確性,並算出了地球的“質量”,但都沒對引力的來源給出明確的解釋。阿爾伯特•愛因斯坦更是玄之又玄的把引力的來源解釋為物質對空間造成的凹陷。本文將根據一些小實驗和理論推導對以上的某些觀點進行糾正與反駁。
關鍵詞:內能(熱力學能),引力,地球質量,扭秤,重力加速度,。
引言:耳熟能詳的定律,質量越大,引力越大,但還有一個被人類忽視的資料,那就是內能。天體的質量越大,引力越大,內能越大(此文的內能是拋開 所有化學反應,核反應的 熱力學能)。那麼引力的來源是不是高能量體與低能量體的溫差效應呢?看下面的實驗。
三個質量相同鋁球,用液氮把兩個鋁球分別散熱到零下150℃與零下50℃,還有一個與室溫溫度相同20℃。觀測三個鋁球近距離的水氣有什麼反應。觀察到的結果是零下150℃的鋁球對附近水氣有很大的吸引力,有明顯的重力加速度現象,末端水氣落體速度大約是零下50℃鋁球的三倍。而與室溫相同的鋁球對水氣毫無反應。5分鐘後終止實驗,零下150℃鋁球結霜質量大約是零下50℃鋁球的三倍。
我們用這個實驗是不是能說明兩物體的引力大小與兩物體內能的大小相關呢?內能差越大,引力越大,與質量無絕對關係。那麼在地球上為什麼質量越大的物質,引力越大呢?這麼說吧,地球是個巨大的能量體,她對所有的低能量體都有 熱平衡 需求,她會根據 低能量體所能承載的熱量產生引力,也就是說相同溫度(內能)的1千克水與1千克油分別放到地球地心,地心下降的溫度是一樣的。
根據此實驗說明兩個物體沒有 熱平衡需求就沒有引力,那麼亨利•卡文迪許的扭秤又是怎麼算出“地球質量”的呢?他的扭秤為什麼出現扭力呢?還準確推匯出引力常量。5.965*10^24到底是地球的內能還是地球的質量?我們根據 F=GmM/r^2計算出了太陽系的大部分行星的 軌道與速度,衛星的均速圓周運動,這足以說明F=GmM/r^2正確性,那麼一個天體的內能值與質量值一定很接近。為什麼會很接近呢?是根據質量有了內能?還是根據內能的大小有了質量?看下面的實驗與理論推理。
亨利•卡文迪許的扭秤為什麼使兩個沒有熱平衡需求的兩對鉛球出現引力呢?
看實驗,準備兩個磁力不同的磁鐵,一根鐵絲,一些細鐵砂,釋放靜電,先用鐵絲吸鐵砂,肉眼觀察下是毫無吸引力。然後把強磁鐵放到鐵絲底端,整根鐵絲會吸住很多鐵砂,距離磁鐵越近吸住鐵砂越多,換上弱磁鐵,鐵絲吸引的鐵砂要少的多。根據這個小實驗去理論推導下個實驗,我們把引力看作成弱磁現象,扭秤的兩對鉛球之所以會互相吸引,完全是因為在地球的引力磁場上。小實驗裡我們可以輕鬆的把磁鐵放到一旁,以現在的科技我們也可以輕鬆的把扭秤送到太空,送到月球,那時你會發現扭力與此區域 重力加速度 值成正比。引力越小,扭秤的扭力越小。月球上表面的扭力只剩下地球上的1/6。到底是什麼原因使我們的`萬有引力常量`不能像圓周率那樣精益求精?“不穩定的引力常數”是不是可以理解為兩個物體根本就沒有固定的引力值?我也做了個簡陋的扭秤,在只有4個質球實驗下,加大兩對質球的溫度差,會得到不同的扭矩。我也猜測是不是空氣對流加劇造成的,但一直沒有找到真空實驗室而擱置。(具體的溫度差與扭矩比例,由於扭秤的簡陋,就不一一敘寫了)。
此理論的最有力的證據還是需要把扭秤送到太空,送到月球。
那麼太陽系天體的質量值與內能值為什麼如此相近呢?太陽除外。因為太陽是中心,在太陽系中是懸浮不動的,即使內能值與質量值差距很大也測不出來,又點燃了核聚變。理論上來講,內能值遠高於質量值。(此內能是暫停核聚變),所以我們現在根據引力算出的太陽質量(其實是內能)遠遠大於真實質量。大家都知道太陽是氣態的,而密度竟然是地球的0.26倍,這是荒謬可笑的,他的意思也就是說一立方氫氣與一立方土的質量比是0.26 : 1,就算把氫氣壓縮到液態,這個比值也相差甚遠。太陽的平均密度1.4克每立方厘米,氫液態才0.07克每立方厘米,矛盾嗎????(別害怕,目前太陽質量不可測,看下面實驗)。
每個天體都有一個心核,太陽的心核最大,我們根據心核大小比例,做出九個鋁球,分別代表太陽與八大行星。全部冷卻到零下200℃,把太陽放到實驗室中心,按照距離比把八大行星擺好,懸浮運轉,2個小時後結束實驗,結霜質量比與太陽系天體質量比一致。水氣代表分子云,心核是宇宙所有天體的種子。遇到肥沃土壤(分子云)就會根據大小演變成恆星或行星(沒有心核的分子云是一團死雲,不會孕育出任何天體,否則違反熱力學第二定律)(這個僅僅是邏輯推理,猜測)。引力不是絕對的,我們分別把太陽、地球、月球的內能設為1000焦耳,100焦耳,10焦耳。然後把地球加熱到500焦耳,地球與太陽引力會變小,地球與月球引力會變大。
在此理論正確的前提下,F=GmM/r^2還能繼續使用嗎?當然可以,只不過要稍微修改一下,首先就是其中的一個M改成U。那麼以引力計算的1熱值等於多少焦耳?這就需要廣大科學家的共同計算了。
母式:F=GUm(1-u/U)/r^2
此公式也不是適用於任何引力場,(只有兩物體質量與半徑相同的情況下才能做到誤差為0,比如冰球實驗,你可以理解為把鋁球切割成與水氣大小相等顆粒,然後每顆粒與水氣產生的引力全部相加)。就如F=GmM/r^2無法解釋水星近日點進動,愛因斯坦廣義相對論描寫的引力與量子力學格格不入。可以說很難有一個引力公式通用於宏觀與微觀等多種引力場,只有根據不同的引力場拿出不同的公式給予計算。
微博暱稱:小冰球
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16 # 千辰八霸天文宇客
因為宇宙中有一種比引力還要巨大的暗能量,而暗能量佔了宇宙總質量的68.3%,人類肉眼可見的只有4.7%其它的27%是暗物質了。
萬有引力是牛頓在1687年發現的,這讓人類認識到了宇宙天體運動的真相,知道了地球等天體為什麼會永不停歇的繞著太陽轉。那是由於太陽等大質量天體都存在萬有引力,就是這種力量使得它們互相吸引,繞著彼此的質心運動。
宇宙中的物質會因萬有引力而聚集,為何宇宙卻正在加速擴張?在理論上,宇宙中各天體會由於引力而逐漸聚集到一塊,宇宙膨脹速度也會變慢。然而在1998年,天文學家透過觀測宇宙星系的紅移速度卻是越來越快,也就是宇宙在加速膨脹,膨脹速度比想象中快太多。
科學家推測這股勝過引力的神秘力量是一種探測不到的暗能量。由於它不輻射、吸收反射光而不可見。
其實宇宙中還有一種不可見的暗物質,暗物質與暗能量相反作用,能像膠水一樣透過引力使星系粘合。可暗能量能吞食暗物質,那暗物質的粘合作用會日益減小,星系之間會隨著暗能量的逐漸增大而加速遠離,便形成了宇宙的超光速膨脹。
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17 # 高維宇宙觀
在1687年,牛頓在《自然哲學的數學原理》一書中發表了萬有引力定律。該定律表述如下:“宇宙中每個質點都以一種力吸引其他各個質點。這種力與各質點的質量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比。”
透過這個在經典物理學時代基石地位的定律基本描述,可以看出萬有引力是把引力視為由質量引起的一種基本力,並與距離有直接聯絡,這也就意味著引力主要作用於臨界距離中的星球效應,舉個例子,我們在地球上因為地球的質量大,而我們就在球面上所以就受到了重力的作用;相類似也可以描述星球之間的關係,我們經常會看到木星捕獲哪顆星球變成了它的衛星,這就是質量所引發的引力之間博弈,引力大的捕獲引力小的,這也就意味著,萬有引力是有侷限性的,這個侷限就是在臨界距離才有效,放到宏觀宇宙中萬有引力定律就基本失效了(對於小尺度而言,引力作用仍然是主導,所以行星系、星系、星系團才能夠形成)。
當理論物理學家阿爾伯特·愛因斯坦1915年在創立他的廣義相對論的時候,得出了一個驚掉下巴的反常識結論,引力場方程預示著宇宙空間不是靜態的,而是要麼在收縮,要麼在膨脹。為了給自己壓壓驚,愛因斯坦自己給引力場方程中引入宇宙常數,它能抵消掉宇宙中物質的引力作用,從而使宇宙空間保持靜態。當然,這個宇宙常數也導致了物理學史上最大的烏龍事件,當然也從另一個層面體現出了愛因斯坦的偉大。
不久後,美國天文學家哈勃有了重大發現——宇宙中大多數星系的光譜竟然都表現為紅移,並且紅移值隨著距離的增加而成比例的增加,表明星系與我們的距離變得越來越遠,這意味著宇宙是動態的,空間正在膨脹。
一個膨脹著的宇宙意味著一件事:宇宙必然有一個開端,宇宙大爆炸理論應運而生。在廣義相對論提出之前兩年,美國天文學家斯萊弗就已經透過測量幾個旋渦星系(那時候還叫“星雲”)的紅移得出了一個結論,即這些星系都在退行。一九二四年,美國天文學家哈勃觀測了仙女座大星系和其他一些旋渦星系,並測定了它們的紅移。結果發現,這些四面八方的星系都在遠離我們而去,星系離得越遠,退行的速度就越快。星系距離與退行速度之間的關係就是“哈勃定律”。由此定律得出的星系退行率就是“哈勃常數”,即宇宙膨脹的速率。這些史無前例的發現打破了人們一直以來的固有認識,以至於愛因斯坦坦言在引力場方程中引入宇宙常數是他一生最大的錯誤,於是就在他的方程裡面把這一項去掉了。
到了二十世紀末,天文學家又有了重大發現。透過觀測河外星系中Ia型超新星的光譜,天文學家注意到宇宙空間在過去的擴張速度竟然比現在慢,表明空間的擴張速度正在加快,這顯然與廣義相對論的預言不符。因為如果宇宙中只有產生引力作用的普通物質,那麼,空間的膨脹速度勢必會變得越來越慢。於是,天文學家推測,宇宙中還存在著一種具有排斥引力作用的另一種相反的作用力,曾經被詬病的宇宙常數似乎是正確的,愛因斯坦如果泉下有知,估計要氣瘋了。
於是,暗能量假說誕生了。經過計算,宇宙質能的68%都是由神秘的暗能量組成的,它們均勻的分佈在宇宙之中,可以產生超過萬有引力的負壓強作用(可以理解為反引力或者斥力),成為宇宙加速膨脹的推動力。
從最新的研究成果看,宇宙大爆炸之後,在萬有引力作用下,宇宙的確經歷了很長一段減速膨脹,但在空間擴張的過程中,物質的密度迅速下降,而暗能量的密度則幾乎沒有變化,於是在大約50億年前,暗能量支配了空間膨脹進度,使得空間由減速膨脹轉變為加速膨脹。
當前來看,宇宙的膨脹速度不但沒有減弱的趨勢,反而還在加速,宇宙的膨脹到底有沒有邊界和極限,它會無限膨脹,還是到了臨界點進入相對靜止狀態甚至坍縮,這取決於宇宙各種物質之間的密度博弈。
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18 # 科學黑洞
宇宙大爆炸的模型是被目前主流科學認可的,認為宇宙誕生於138.2億年前,那個緻密、質量巨大、時空曲率無限大的奇點。目前宇宙中的所有物質、所有能量都起源於那一個“點”,聽起來很是什麼玄幻,但事實確是如此。當然了宇宙大爆炸目前也算是一種假說,它的兩個證據就是:星系紅移現象和宇宙背景微波輻射。我們用最簡單的思維去思考,一個點爆發出整個宇宙,那麼這個過程就非常像是一場“爆炸”,所有物質在那一瞬間的力下四散而逃,但是當沒有持續的力在作用,同時又存在萬有引力的情況下,那麼這些四散而逃的物質運動應該是減速的。這很好理解,物體運動方向和受力方向相反,物體減速運動。這也就是說正常情況下,宇宙膨脹應該是減速的。
當一群科學家透過Ia超新星測出宇宙是加速運動的,這才是非常令人難以接受的。在地球上向上扔出一個小球,小球的運動應該是減速上升最後落回地面。但是宇宙的加速膨脹就比較類似於,小球減速上升一段時間開始加速,最終跑出了地球。
對於這種現象科學家提出了暗能量的概念,這是一種新的作用機制,它的作用效果與萬有引力相對,距離尺度越遠作用效果越明顯。宇宙中暗能量可以佔到68.3%,當然這個資料可能並不權威,而我們肉眼可見的物質僅僅佔4.9%。隨著宇宙的不斷膨脹,尺度的不斷加大,暗能量的作用效果會越來越明顯,宇宙膨脹的加速度會越來越大。
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19 # 宇宙觀察
“我們的宇宙在膨脹”,這是埃德溫哈勃在上個世紀初確定的事實,這個發現之重大以至於讓愛因斯坦都在理論中把維持穩恆態的“宇宙常數”刪除了
人類對宇宙的系統認知開始於牛頓時期,認知宇宙的主要工具也是牛頓的萬有引力定律,該定律認為宇宙中所有物體都存在引力,且引力會將物體聚合在一起,宇宙中的天體運動也都是引力在起作用。
然而牛頓絕對沒有想到,他所認為和看見的宇宙其實只是宇宙物質的一小部分,準確的說“可見物質”只佔了宇宙質能總量的4.9%,因此這4.9%的質量產生的引力遠遠不足以讓宇宙開始坍塌或者說“縮小”,因為除了這微不足道的4.9%外,宇宙中還存在著26.8%的暗物質和68.3%的暗能量。僅從佔比上來說,暗物質和暗能量才是主宰我們宇宙命運的重要因素,而以往的牛頓乃至愛因斯坦某種程度上也是“井底之蛙”,因為他們並沒有意識到宇宙的組成,所以他們的理論出錯也是理所當然的。
在明白宇宙膨脹而不是收縮的原因後,我們還要知道“宇宙是在加速膨脹的”如果以往的宇宙膨脹是說我們的宇宙像一個正在膨脹的氣球的話,上個世紀末對於la型超新星的觀測則證明了“氣球膨脹”的速度正在不斷變快,而變快的元兇就是佔比68.3%的暗能量,目前認為這些暗能量存在“負壓強”且均勻的散佈在空間之中,暗物質和可見物質加起來的引力也敵不過它。
現如今對於宇宙加速膨脹速率的測定已經成了宇宙學重點工作之一,因為只要確定加速膨脹的速率就能推算出我們宇宙中的所有物質經過多久才會被空間膨脹的力量完全撕裂(這便是宇宙可能的末日之“大撕裂”)
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20 # 星辰大海路上的種花家
根據萬有引力,所有宇宙中的物質應該逐漸因引力而聚集,為何現在宇宙卻在不斷加速擴張?
1998年兩個研究小組透過Ia型超新星的觀測,不約而同的發現宇宙正以超過目前測算的膨脹速度約10-15%的比例擴張,因此而得出了宇宙正在加速膨脹這一結論。而在同一年美國理論宇宙學家約翰·特納提出了“暗能量”的概念。
透過觀測發現而修改宇宙學模型,這是科學發展中常有的現象,1937年天文學家弗裡茨·茲威基在觀測后髮座星團時發現,似乎萬有引力定律不再適用,因為星團中的好多星系的公轉速度似乎大大超過可見物質引力所能束縛的極限,但這些星系仍然在平穩執行,從來都沒有出現過分崩離析的跡象,修改宇宙學模型?還是按特例來處理,如果按特例,未來的宇宙學模型可能就是一個處處特例的詞典了。
弗裡茨·茲威基認為宇宙中大多數物質可能是看不見的,我們看到的只是其中一部分物質,他將這些物質取名為“暗物質”,暗物質這個名詞就是這麼來的,儘管我們現在還不知道暗物質真是模樣,但我們根據廣義相對論中的光線透過大質量天體附近是會被彎折這個現象繪製出了宇宙中暗物質分佈,根據它的特性推斷出了它參與引力與弱相互作用,而現代暗物質觀測基礎也是弱相互作用為基礎展開的。
在和弗裡茨·茲威基發現並命名暗物質的十幾年前,俄國數學家亞歷山大·弗裡德曼在1922年發現了廣義相對論中一個非常重要的解,即弗裡德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規。
即曲率在正負零時的不同宇宙學模型,被稱為弗裡德曼宇宙模型,這中間有一個非常重要的一點就是曲率K的選擇,這將關係到宇宙的未來。那麼如何來衡量呢?只能觀測,因為宇宙學模型的提出需要大量的觀測來證實,否則它就是一句空話,其實這也是科學的精神。
哈勃的觀測證明遙遠的宇宙正在迅速遠離,但哈勃從來不為他說過的話做過多的聯想,以前是怎麼樣,未來又是怎麼樣,哈勃一聲不吭,他只對他的觀測資料負責,其它任由科學界自由想象。
因此從宇宙膨脹,再到宇宙誕生的模型正在逐漸流轉開來,二十世紀六十年代初,美國科學家 彭齊亞斯和R.W.威爾遜為了改進衛星通訊而發現來來自宇宙的全向干擾,從而開啟了宇宙微波背景輻射觀測這扇大門,這也是在宇宙各向同性證明道路上邁出了堅實的一步
COBE繪製的背景輻射圖
從1989年COBE衛星升空繪製宇宙微波背景輻射,發現宇宙微波背景輻射漲落的幅度只有約十萬分之一。再到哈勃空間望遠鏡分別在1995和1998以及2003年隨機選定的天區中觀測發現,遙遠宇宙中星系數量在任何方向上沒有區別。
三者精度一目瞭然
再到2009年5月普朗克衛星發射,補全了威爾金森微波各向異性探測器 (WMAP)在測量大尺度微波背景輻射波動上的不足,最終普朗克衛星測得的宇宙微波背景輻射漲落只有百萬分之六,跟COBE衛星相比,精度提高了兩個數量級,基本上為宇宙各項同性的鋪墊已經成熟。因為從這個結果中我們已經可以假設宇宙是平直的,繼而推匯出我們想要的宇宙臨界密度計算公式。
當H=70千米/秒/百萬秒差距時,宇宙的臨界密度為3.6×10^-30g/cm^3,而當前測得的哈勃常數約比70千米小了2.75千米/秒/百萬秒差距,這使得兩者差距非常小。宇宙似乎會朝著目前的趨勢一直膨脹下去,但1998年發現的宇宙加速膨脹確實令宇宙學家措手不及,從這一年開始,宇宙學模型加入了暗能量加速膨脹個概念,而根據兩個小組的測定,宇宙大約在誕生90億年時,暗能量導致的宇宙膨脹開始加速。
暗能量:天文學家認為暗能量是某種直接作用於時空結構的能量,產生的和引力相反,導致時空結構膨脹的能量。請注意,到現在為止暗能量仍然只是一個計算值。
根據大爆炸模型推測出的物質比例和現代宇宙物質比例模型,除了顯物質以外,似乎暗物質和暗能量的比例都大幅改變了,按暗物質下降比例簡直就是顛覆性的下降。
宇宙正在加速膨脹這已經成了不爭的事實,兩個透過研究Ia型超新星爆發紅移得出宇宙加速膨脹的兩個研究小組,獲得了2011年的諾貝爾物理學獎,這表示整個科學界在為他們背書,現在也因為加速膨脹而引入了暗能量的概念,宇宙大爆炸模型正在被一個個補丁打齊,但補丁的方向是否正確,數量是否足夠,還有待未來進一步的觀測來佐證,比如確認暗物質和暗能量的具體性質,特徵以及由來。
回覆列表
宇宙空間是一個充滿“以太”的流體環境,相鄰的兩個物體在流體中運動,同向運動相吸,逆向相斥。物體在空間流體中運動產生了萬有引力,天體的運動線速度越快,產生的萬有引力G值越大。自轉的天體在空間流體中運動,會產生公自轉偏向力,使天體產生公轉現象。萬有引力、磁力、強弱核力、公自轉偏向都來源於物體的運動。