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揭开宇宙与物质之谜

2009-08-29
宇宙与物质之谜
揭开宇宙与物质之谜

周 志 钢

一.宇宙是什么?

宇宙是什么?宇宙如何起源?宇宙如何运行?这些问题至今一直让科学家们感到困惑。现在被普遍接受的观点是:宇宙起源于一次创世纪的能量大爆炸。大爆炸理论事实上是默认在大爆炸开始的时刻,宇宙空间中的爆炸奇点处只有唯一的能量场存在。
我认为,该宇宙模型存在着重大的缺陷。

首先,站在哲学的对立统一规律的角度上来看,宇宙中仅有能量场的观点与自然法则或宇宙法则相违背。所谓自然法则或宇宙法则是指,自然界或宇宙中存在的某一事物一定是与该事物的对立面同时并存并相互制衡的。比如光明不能离开黑暗而独立存在;有物质,就必有反物质;上帝不只创造亚当,还要创造夏娃;就是上帝本身也得和他的对立面魔鬼同时并存。因此,让能量场没有自己的对立面而在宇宙中单独存在的大爆炸假说是不合理的。
其次从宇宙的现实的角度看,宇宙中仅有能量场存在的假说亦是不合理的。假如宇宙仅有能量场,那末在大爆炸火球之后,光子四处逃逸,最后只留下空荡荡的宇宙。然而现实的宇宙中却留下了大量的物质。宇宙中只有能量场的大爆炸假说无法解释能量如何转变成了物质。

基于以上理由,我认为有必要提出一个全新的宇宙模型以取代目前不合理的大爆炸宇宙模型。
首先,要着重强调的是:我的宇宙论─即周氏宇宙模型是建立在哲学的对立统一规律,即自然法则或宇宙法则的基石之上的。对立统一规律是放之四海而皆准的真理,自然是最牢固的理论基石。基于哲学的对立统一规律即自然法则或宇宙法则,原能量场(原能量场:The Original Energy Field)决不能在宇宙中单独存在,原能量场必定有一个与之并存的、特性与之绝然相反的对立面,我暂且将其称为“原囚禁场”(原囚禁场:The Original Imprisoning Field)。

原囚禁场的秉性同原能量场的秉性绝然相反:
原能量场辐射能量,可以称原能量场为“亮场”(亮场:The Bright Field),或“光明的势力”(光明的势力:The Bright Power),或按中国古典哲学称原能量场为“阳”(阳:The Yang);
原囚禁场本身没有能量,可以称原囚禁场为“暗场”(暗场:The Dark Field)或“黑暗的势力”(黑暗的势力:The Dark Power),或按中国古典哲学称原囚禁场为“阴”(阴:The Yin);
原能量场具有原扩张力(原扩张力:The Original Expansion),呈扩张之势;

而原囚禁场具有原引力(原引力:The Original Attraction)(我必须在此强调,原引力不是万有引力!),呈内敛之势;原引力不仅作用于囚子与囚子之间,也作用于囚子与光子之间。原引力应该是宇宙间最强的作用力,也是迄今我们尚未发现的力。
由于原能量场具有原扩张力,所以原能量场的秉性就是扩张。故原能量场遵循热力学第二定律,从高端流向低端。这就是说,原能量场具有正能量或正熵;

由于原囚禁场具有原引力,能够克服原能量场的原扩张力,将原能量场吸引到自己附近,对原能量场做功,增加了原能量场的能量。并在大爆炸奇点囚禁原能量场生成物质。故原囚禁场具有负能量或负熵;现代物理中认为引力子是量子,我认为这种观点是错误的。

之所以要在能量场,囚禁场等等前面加“原”,是我认为,它们原本就在宇宙中存在,不可以再追问为什么。
按照周氏宇宙模型,其实宇宙很简单:宇宙中原本就存在两个既相互对立,而又相互依存的场:原能量场和原囚禁场,而不存在一个单独的统一场。所以,宇宙归根结底就是原能量场和原囚禁场的对立统一体,或按中国古典哲学称为“阴”和“阳”的对立统一体。也就是说,我们所在的宇宙实际上是一个两极的宇宙(两极的宇宙:The Two Poles Universe)。大爆炸前的宇宙按中国古典哲学称为“无极”(无极: The Wu-Ji),“无极”在古汉语中的意思是“没有物质的宇宙”。此时的宇宙中只有原能量场和原囚禁场,而没有物质。故所以非常简单,简单得可以用1比特表示:如果用“0”表示“原囚禁场”;则“1”表示“原能量场”。此时的宇宙中,只有两种力:原能量场的原扩张力和原囚禁场的原引力。只有在宇宙大爆炸产生物质后,才有物质世界的四种作用力:电磁力、强相互作用力、弱相互作用力和万有引力。显然,物质世界的四种作用力只是原扩张力和原引力物质中相互作用的表象,并最终应该统一在这两种力之上。我确信,这才是当今顶尖的物理学家们一直在苦苦寻觅而不得的所谓“万物之理”(万物之理:Theory Of Everything, 即TOE)的框架。我认为,试图将物质世界中的四种力统一为一种超力(超力:superforce)的努力是不能成功的,因为这违反了哲学的对立统一规律即宇宙法则。按照这一规律,力必需成对出现。

构成原能量场的基本单元是光子,光子具有一个单位的能量:E = h﹒ν,式中:E为光子的单位能量、h为普朗克常数、ν为光子的振动频率。故光子是能量量子;
构成囚禁场的基本单元是囚子(囚子:The imprisonon,我生造的英文单词,不知是否符合英文构词法?),囚子具有一个单位的裸静止质量(一个单位的裸静止质量:one unit of naked rest mass)和一个单位的原引力(一个单位的原引力:one unit of Original Attraction ),之所以称为“裸”,是指囚子周围没有光子环绕。囚子自己完全没有能量,故囚子不是能量量子,而是质量子(质量子:The masson,我生造的英文单词,不知是否符合英文构词法?)和引力子(引力子:The attractionon,我生造的英文单词,不知是否符合英文构词法?),可以称囚子为质量子/引力子。我确信,裸静止质量和原引力都是囚子原本固有的属性,不可以转换为别的东西。所以我认为爱因斯坦的、认为物质的质量可以全部转换为能量的观点是不正确的。

基本上述观点,可以给宇宙下一个定义:

什么是宇宙?
宇宙就是原能量场和原囚禁场的对立统一体,或按中国古典哲学,将宇宙称为“阴”和“阳”的对立统一体;宇宙是原能量场与原囚禁场并存的空间;是原能量场与原囚禁场相互制衡、较量、争斗的舞台。宇宙的收缩或膨胀是原能量场的原扩张力同原囚禁场的原引力之间相互较量,此消彼长的结果。也就是说原囚禁场和原能量场主宰了宇宙的运行。原囚禁场囚禁原能量场生成物质。

大爆炸前的宇宙中只有原能量场与原囚禁场,故可以认为我们的宇宙是一个二进制的宇宙。宇宙中的物质正是以二进制的方式由“囚子”和“光子”逐步构建的,所以,我认为,宇宙是以二进制的方式运行的。

二.物质的构成、起源与演化

我们周围是物质的世界,我们看得见,模得着或感觉得到物质的存在。更小的物质粒子我们可以用各种精密的测量仪器发现,测量并分析它们。但究竟什么是物质的本质呢?这个问题至今一直使许多科学家感到困扰和迷惑。本文中,我试图以哲学的对立统一规律为基石,依据现有的天文学观测以及实验物理的实验结果,站在一个全新的立场上对此作一个探讨。

1. 什么是宇宙中最基本的粒子?
我认为,构成囚禁场的基本单元囚子和构成原能量场的基本单元光子是宇宙中最基本的粒子,自然也是构成物质的最基本的粒子。迄今为止,只有囚子尚未找到,但天文学家早就“看”到了囚子的集合 – 星系中心的“裸奇点黑洞”。
将光子和囚子这两种宇宙中最基本的粒子作一个比较是有趣的:
光子和囚子皆为半径为零的点粒子;
光子和囚子皆为玻色子;

能量场中的所有光子在裸奇点(the naked singularity)囚禁场的原引力(the Original Attraction of the Original Imprisoning Field)的吸引下,可以在裸奇点囚禁场周围无限压缩;而囚子则可在自身原引力的作用下玻色凝聚至某一个裸奇点;
光子在是运动的,光子没有静止质量;囚子是静止的,囚子有一个单位的裸静止质量。
光子没有惯性;囚子有惯性;

光子有能量,故光子是能量量子(能量量子: the energy quantum);囚子没有能量,故囚子不是能量量子,而是非能量量子(非能量量子: the non-energy quantum);
光子呈扩张之势,有一个单位的原扩张力,囚子呈收敛之势,有一个单位的原引力;
光子有自旋,自旋为1;囚子没有自旋,自旋为0;

2. 物质如何起源?
我认为,物质起源于大爆炸奇点处的原能量场和原囚禁场的相互作用;原囚禁场俘获并囚禁原能量场生成物质。
对物质还可以有更通俗易懂的解释:物质之父:“阳”(原能量场)和物质之母:“阴”(原囚禁场)的结合诞生了物质这个孩子,这个物质孩子具有父母亲的遗传特征:物质孩子有内能,像他的父亲;有质量和万有引力,像他的母亲。但又有遗传变异:虽有能量,但不如其父的大;有质量和万有引力,但比其母小许多;尤其不像其父母亲的是:物质孩子的个子(体积)要比其父亲“阳”,和母亲“阴”大无数倍。

3. 物质与能量场和囚禁场间的区别:
我认为,光子绕囚子旋转组成了物质的终极基元(the ultimate unit of Matter)。如果把光子绕囚子运行的轨道视作一张三维的膜,则可以把物质看作是能量的膜或能量的汽泡。所以物质必须占有空间,故笔者认为,物质粒子不可以视为点粒子;而能量场和囚禁场既可以占有空间,也可以无限压缩至奇点,不占有任何空间;

4. 物质的组成成分:
在创世纪大爆炸开始前,宇宙中不仅有由光子组成的原能量场,还有由囚子组成的原囚禁场。所以推测光子和囚子是构成物质的最基本的粒子是合理的。故我确信,光子和囚子均是组成物质的要素,二者缺一不可。这就是说,没有囚禁场,能量不能变为物质。物质粒子是由能量量子(光子)和质量子/引力子(囚子)组成。这就是说,物质是能量量子和非能量量子(质量子/引力子)的对立统一体。只有光子和囚子才是宇宙中最基本的粒子。其它所有物质粒子,如夸克、中微子、电子等等除光子外的所有已发现的基本粒子都应由光子/囚子对即物质终极基元以某种确定的层次结构构成。如果上述推测成立,则物质粒子应由量子(光子)和非量子(囚子)构成。我们应该而且能够构造一个数学模型,将自旋为1的光子和自旋为0的囚子有层次地组成为具有不同自旋的物质粒子。按照笔者的上述推测,费米子肯定不是组成物质的最小粒子。

我认为,所有物质粒子都有某种确定的层次结构,所以当今量子力学中运
用的统计方法是错误的,把物质粒子当作纯能量子来研究也是错误的。
由上所述,我认为,物质粒子不是无限可分的。认为物质粒子无限可分的观点是不正确的;

6. 宇宙中最基本的作用力:只有能量场的原扩张力和囚禁场的原引力两种。原引力是宇宙中最强的作用力。只有在宇宙中有物质存在的时期,才会有物质间的四种相互作用力,故物质间的四种作用力应该统一在能量场的原扩张力和囚禁场的原引力上。我们应该而且能够构造一个数学模型,将万有引力,电磁力,强相互作用力和弱相互作用力表示成原引力和原扩张力的函数。

7. 物质粒子的质量与惯性:物质粒子的质量与物质中的囚子数和光子数有关,囚子数越多,物质粒子的质量越大;光子数越多,物质粒子的质量越小。物质粒子中的囚子对该物质粒子的内能毫无贡献。也就是说,物质粒子的质量不能转换为能量。
囚子自己没有能量,必须靠外加能量才能使囚子移动。我认为,这就是惯性的本源。物质粒子中包含有囚子,自然也就有了惯性。
我确信:物质粒子中所包含的囚子是物质粒子的质量和惯性的本源。

8. 物质的内能:光子是构成物质的要素之一,故物质必定是能量的载体,即物质中蕴藏着能量,我称其为物质的内能,并定义“能量势”作为物质内能大小的度量。显然物质粒子的内能仅只与其所包含的光子数量有关,并与光子数成正比。光子数越多,则内能越大,能量势越高;光子数越少,则内能越小,能量势越低;光子数为零时,内能亦为零,能量势降到最低,物质粒子死亡或消失,蜕变为囚禁场。我确信:物质粒子中包含的光子是物质粒子具有内部能量的本源。

以上观点的依据是:一方面,我们从实验物理中知道物质与反物质碰撞面相互湮灭,变为光子,由此我们可以推测物质或反物质的一种成份是由光子组成。另一方面我们从天文观测中知道,大质量的恒星或星系在能量耗尽后会坍缩成为裸奇点黑洞。裸奇点黑洞没有体积,自然它不再是物质,而是我称之为的裸奇点囚禁场。组成囚禁场的基本粒子是囚子。于是我们知道组成物质的另一种成份是具有一个单位裸静止质量和一个单位原引力的囚子。将以上事实联系到一起,可以知道物质和反物质都应由光子和囚子组成。这样,原来认为物质与反物质碰撞相互湮灭仅变为光子的看法是错误的,应还有囚子留下来。尽管由于囚子是非能量量子,没有能量,长久以来一直未被观测到而不知道它的存在。但囚子迟早会被找到,从而彻底纠正长久以来物理学界对物质的错误认识。

如果前述的、我的推测被证明是正确的话,那么爱因斯坦的质量能量关系式:E = m•C2无疑是错误的了。因为该关系式暗示,物质的质量可以全部转换为能量,即物质完全由能量构成。只要发现囚子,并证明物质(或反物质)由光子和囚子构成;爱因斯坦的质量能量关系式E = m•C2就不成立。实际上,天文观测表明,一颗大质量的恒星在能量耗尽后,蜕变为质量巨大的黑洞。可以认为黑洞是物质燃烧完后留下的灰烬。这就是说,物质并没有全部转换为能量。所以爱因斯坦的E = m•C2实际上已被天文观测的结果所否定,反过来印证了我的观点:物质粒子的质量是不能转换为能量的。

9. 物质终极基元结构的推测:一个囚子可以俘获一个光子,或许可以俘获两个或多个光子;两个或多个囚子组成的囚子团可以俘获一个或多个光子;或者囚子在光子/囚子结构间充当粘结剂。

10. 物质与反物质结构的推测:光子绕囚子旋转的方向不同决定了终极基元是物质终极基元,还是反物质终极基元。我推测:光子绕囚子顺时针旋转的是物质终极基元,逆时针旋转的是反物质终极基元。

11. 物体间的万有引力的推测:我认为物体间的引力是一种表象,引力更深层次的根源应是物质中囚子的原引力。囚子在囚禁光子生成物质的同时,赋于物质以万有引力。但由于环绕囚子旋转的光子的屏蔽作用,使得囚子的强的原引力衰减为弱的物体间的万有引力。可以认为,囚子的原引力也被光子囚禁在物质中,这应该是物体间的引力为什么如此弱的原因。

物质粒子间的万有引力同物质粒子的质量成正比,故如同物质粒子的质量一样,物质粒子间的万有引力也与物质中的囚子数和光子数有关,囚子数越多,物质粒子间的万有引力越大;光子数越多,物质粒子间的万有引力越小。于是我定义“引力势陷”作为物质粒子间引力大小的度量:引力愈强,则引力势陷愈深;引力愈弱,则引力势陷愈浅。
实际上,天文观测中的大量数据已经为引力变化提供了强有力的证据,只是现在没有为人所注意而已。对此,我将在另一篇文章中详细谈及。
综上所述,我认为,物质在其演化过程中,其质量、引力是不断变化的。变化的引力在宇宙的运行机制中所起的重要作用。我将在以后的文章中加以讨论。
物质的演化:

考察已有的天文学及实验物理成果,我们可以发现,现阶段的宇宙中,物质一直处于释放能量的过程中。在引力作用下,较轻的物质粒子不断地聚合成较重的物质粒子。如氢聚变生成氦;氦聚变生成碳;……直到生成铁。能量耗尽后,质量小一些的恒星变为白矮星;质量大一些的变为中子星;质量更大的则变为黑洞甚至是裸奇点黑洞。由此可以推断,从宇宙大爆炸初期物质诞生开始,到物质死亡,蜕变为裸奇点囚禁场(裸奇点黑洞)为止,物质渡过了一段从出生到死亡的生命周期。在生命周期内,物质的演化过程就是内能较高、质量较小、引力势陷较浅的物质粒子通过释放内能,不断聚合为内能较低、质量较大、引力势陷较深的物质粒子的,能量势不断降低,而引力势陷不断加深的过程。我由此推测,大爆炸初期诞生的物质粒子应该具有最大的内能、最小的质量和最浅的引力势陷。并且内能越大、质量越小的物质粒子越不稳定,越容易释放内能,且释放的内能越大。反之内能越小、质量越大的物质粒子,由于更多囚子对光子更深的囚禁而更稳定,更难于释放内能,且释放的内能更小。例如:夸克结合成质子或中子;氢聚合成氦;氦聚合成碳。释放能量由后往前递增,所需温度与压力由前往后递增。由此可以推测,夸克前物质粒子结合成夸克所释放的能量要比夸克结合成质子或中子释放的能量要大,所需的温度和压力要低。

物质粒子可以以辐射光子或辐射高能物质粒子(如中微子)的方式释放内能。如是前者,则内能释放前后,物质粒子的总质量没有损耗;如是后者,则内能释放后,物质粒子的总质量有亏损。考虑到物质粒子聚变(夸克聚变成质子、中子;氢聚变成氦;氦聚变成碳等等)过程中,以高能物质粒子方式释放内能是必然的,所以聚变过程中产生的质量亏损也是不可避免的。但我认为质量亏损决不是物质粒子的亏损质量转化成了能量。而是高能物质粒子在带走能量的同时,也带走了一部分质量。
物质在内能即将耗尽时濒临死亡,有体积的黑洞则是死亡物质的坟墓。当物质的内能完全耗尽时,物质解体,消失,蜕化为引力势陷达到最大的裸奇点囚禁场。
从大爆炸奇点能量场与囚禁场相互作用生成物质开始,到物质最终又分解成为能量场和囚禁场为止,这就是物质的整个生命历程。

三. 宇宙的运行与轮回
根据目前被普遍为人所接受的理论,宇宙起源于约150 亿年前的一次奇点能量大爆炸。但这个大爆炸模型无法解释:
1) 大爆炸前,能量场为什么会向大爆炸奇点集中,因为能量场遵循热力学第二定律,只能从高端流向低端,不可能从低端流向高端。所以我认为该模型一定是缺失了重要的一环。
2) 既然能量场在大爆炸前集中在奇点,为什么在大爆炸后又要逃离奇点?
3) 大爆炸后,能量场以光速逃离奇点,宇宙中的大量物质从何而来?
现有的大爆炸模型无法回答这些问题,只能令能量场在大爆炸奇点处无中生有,并将大爆炸开始的时刻定为整个宇宙诞生的起点。这个模型不仅直接违背热力学第一,第二定律,而且导致整个宇宙不可避免地走向永远的,没有变化的死寂。
鉴于现有宇宙大爆炸模型的诸多缺陷,我认为有必要提出一个新的,能够较好地说明宇宙究竟是如何运转的新理论以取代之。
正如前所述,基于哲学的对立统一规律即宇宙法则,我认为宇宙中原本就存在一对相互对立的势力:原囚禁场(黑暗的势力)和原能量场(光明的势力),按照中国传统哲学的称呼则是“阴”和“阳”。
宇宙的收缩或膨胀是原能量场的原扩张力同原囚禁场的原引力相互较量,此消彼长的结果。
我认为,宇宙的空间无限,但我们所在的宇宙空间有界。所谓有界的意思是指:在边界内,原囚禁场的原引力大于原能量场的原扩张力,从而使所有的原能量场都受到原囚禁场的控制,而无法逃逸出边界外。这就是说,由于原囚禁场原引力的囚禁作用,我们所在的宇宙成了一个封闭的,被囚禁的宇宙(这正是囚禁场名称的由来)。于是,我认为可以把热力学第一定理伸延到这个封闭的宇宙:在原囚禁场控制的封闭的宇宙内,总能量是守恒的,既不能产生,也不能消失。所以我认为,能量场原本就存在于宇宙中。原来的大爆炸模型中,令能量在大爆炸奇点无中生有是不正确的。
在大爆炸前,宇宙是处于原能量场和原囚禁场分离并存的状态。这个时期的宇宙中只有场存在,而没有物质。故所有的原引力都从物质中释放出来,使得宇宙中的力的平衡被打破,原囚禁场的原引力大于原能量场的原扩张力。在原引力的作用下,宇宙中原囚禁场和已逃逸到边界附近的原能量场 一起向大爆炸奇点以涡旋方式加速收缩。我认为,这正是大爆炸前原能量场收缩至奇点的原因。最终在大爆炸奇点,在该裸奇点的原囚禁场的原引力的吸引下,原能量场紧紧包裹在原囚禁场四周旋转。这就是说,在大爆炸前,不是一个简单的奇点原能量场,而是在奇点,原能量场紧紧地包裹着一个奇点原囚禁场的内核。所以我认为,能量场决不是在大爆炸奇点无中生有,物质宇宙也决不是起源于一次奇点能量大爆炸,而是起源于携带有封闭宇宙中全部能量的能量场与携带有封闭宇宙中全部裸静止质量和原引力的囚禁场在奇点的一场大决斗。
前面,我曾提出过一个猜想,即光子绕囚子旋转的方向决定了该物质终极基元是物质终极基元还是反物质终极基元。基于这个猜想,就不难解释至今困扰物理学界的难题之一:大爆炸初期,宇宙是超对称的吗?
绝大多数科学家都同意:由于大爆炸奇点处的极高温度,宇宙在大爆炸初期是超对称的。于是,在大爆炸初期会以同样的概率生成物质和反物质。由于物质和反物质碰撞会湮灭,超对称的假说至今尚无法解释为什么在大爆炸后,宇宙中留下了大量的物质。
我本人的观点与上述观点相佐,我认为宇宙从来就不是超对称的。理由如下:从天文观测中可以知道,星系是以各种涡旋形态存在的,在星系总引力场的作用下,星系中的物质会以涡旋方式向星系中心收缩。所以,假设宇宙大爆炸之前,原能量场以涡旋方式向裸奇点的原囚禁场收缩是合理的。原能量场绕裸奇点的原囚禁场旋转的方向决定了在宇宙中是生成物质还是反物质。假如原能量场绕裸奇点的原囚禁场顺时针旋转主要生成物质,则逆时针旋转主要生成反物质。原能量场旋转的方向性决定了在大爆炸初期生成物质和反物质的概率大不相同。我猜想,在宇宙的运行过程中, 原能量场绕裸奇点的原囚禁场旋转的方向是随机的,这就是说,宇宙在每个周期的运行中,有50%的概率主要生成物质或主要生成反物质。
我认为,宇宙既不是离心式大爆炸,也不是向心式大坍缩,而是以涡旋方式收缩或展开。宇宙的这种运行方式破坏了对称性,从而使我们今天生活在物质的世界。
在裸奇点的原囚禁场原引力的吸引下,宇宙中所有的能量全部到达爆炸奇点,紧紧地包裹住囚禁场旋转,并开始向位于核心的,极其致密的囚禁场渗透,使奇点处呈现极高密度的光子、囚子混合的混沌状态。于是,囚子不断俘获、囚禁顺时针(或逆时针)围绕其旋转的光子,生成物质(或反物质)。由于光子环绕囚子旋转的轨道要占据空间,故伴随着物质的大量生成,宇宙自大爆炸奇点开始以涡旋方式急剧膨胀,宇宙开始进入物质时期。
按照宇宙大暴涨的假说,大爆炸初期宇宙以超过光的速度膨胀。对此假说,我不敢苟同,根据我的宇宙模型,大爆炸前有太初裸奇点囚禁场在爆炸中心,它集聚了整个宇宙的裸静止质量,具有最大的原引力和惯性。故在囚禁场囚禁能量场生成物质时,宇宙由收缩转到膨胀只能以一种很和缓的、类似炸爆米花的方式进行,膨胀速度应远远低于光速。因此我认为,物质宇宙既不是以能量“大爆炸”的方式,更不是以能量“暴涨”的方式产生。我认为,迄今为止所提出的,诸如宇宙大爆炸(the Big Bang of the Universe)、宇宙大暴涨(the Inflation of the Universe) 模型都是错误的,因为这些模型都建立在宇宙中只有能量场的、单势力(the Single Power)或单极(the Single Pole)的错误宇宙模型上。在大爆炸奇点处,由于没有囚禁场的原引力束缚,能量场当然会以大爆炸或暴涨的方式膨胀。
我认为,准确的说法应该是:“宇宙膨胀”(the Expansion of the Universe)。我在论文中用宇宙大爆炸一词,只不过是约定俗成,不得已而为之。
位于大爆炸中心的裸奇点原囚禁场仰仗巨大的原引力将封闭宇宙中的整个能量场拉向自己,俘获并囚禁能量场生成物质。但最终它却不是赢家,原囚禁场在俘获并囚禁能量场生成物质的同时,几乎耗尽了自己的原引力。为此付出的巨大代价是不得不交出对宇宙的控制权。
囚子俘获光子生成物质,一方面将能量储存在物质中;另一方面,光子绕囚子旋转,屏蔽了囚子的原引力,使强的原引力削弱为物体间的万有引力。故随着宇宙中大量物质生成,宇宙中的总引力被大大削弱,在宇宙中,总扩张力在与总引力的对峙中开始占优势,于是宇宙开始加速膨胀。
与现在一些科学家所持的“物质总量不够导致宇宙膨胀”以及“暗能量导致宇宙膨胀”的观点正好相反,我认为宇宙膨胀的加速度与宇宙中生成的物质总量成正比;与没有构成物质的能量场和囚禁场的总量成反比。当宇宙中生成的物质总量达到最大时,宇宙膨胀的加速度亦最快。这是因为物质愈多,则有更多的原囚禁场的原引力被囚禁在物质中,衰减为物质的万有引力,从而使得宇宙中的总引力不断减小,于是宇宙膨胀加速。我们现在所处的是一个物质占优势的宇宙, 很少能观察到死亡的恒星和星系,所以宇宙的膨胀是不可避免的。可以认为宇宙的膨胀期就是宇宙中物质占优势的时期。爱因斯坦为了解释宇宙膨胀,曾经人为地在他的方程式中添加了一个相当于负引力的宇宙常数。他认为宇宙膨胀是因为在宇宙之外有一个负引力在起作用。现在最流行的看法则是认为:宇宙膨胀是暗能量在起作用。因为NASA发现暗能量被评为2003年世界科技新闻的头条。我认为NASA发现的所谓暗能量的证据不过是一幅更详细的宇宙微波背景辐射能量分布图而已,能量场原本就在宇宙中存在,没有什么值得大惊小怪的。这与宇宙膨胀根本没有必然的逻辑上的联系。
我确信:在宇宙内,由于物质的生成而造成总引力的减弱(总引力的负增量)是导致宇宙膨胀的根本原因。物质生成愈多,则宇宙膨胀愈快。
物质期的宇宙,其特征是:物质大量生成,由此导致总扩张力大于总引力,使得宇宙加速膨胀。同时,物质开始渡过从诞生到死亡的生命周期。在万有引力或黑洞原引力的压榨下,物质粒子开始释放内能,能量势不断降低、质量不断加大、引力势陷不断加深。由质量较轻的物质粒子不断聚合成为质量较大的物质粒子。恒星在耗尽能量后,按其质量大小蜕变为白矮星、中子星、黑洞和裸奇点黑洞。星系的引力则继续将星系物质中的所有能量彻底榨干,使星系蜕变为裸奇点黑洞(即裸奇点囚禁场)。从物质由能量场和囚禁场在大爆炸奇点的相互作用而诞生,到物质再分解为能量场和囚禁场而消亡,这就是物质的整个生命历程。
那么什么是黑洞呢?我认为,有体积的黑洞是由内能极小,能量势极低的、濒临死亡的物质组成,故可以称黑洞是死亡物质的坟墓。由于此时物质还有一点内能(光子),故黑洞还有体积。当物质的内能完全耗尽时,物质消失,有体积的黑洞蜕变为一个由100%的,纯囚子组成的裸奇点(没有体积的)黑洞,裸奇点黑洞不是物质,而是我称为的裸奇点囚禁场。裸奇点囚禁场的能量势降至0,而质量以及引力势陷达到最大值。
裸奇点黑洞既然不是物质,就没有能量、没有电荷,是一个由无数个囚子玻色凝聚在一起的、100%的质量/引力裸奇点。现在有不少物理学家(包括霍金在内)误认为裸奇点黑洞(即我称为的裸奇点囚禁场)是物质,用(能量)量子理论来加以研究,显然是犯了方向性的错误。
裸奇点黑洞或裸奇点囚禁场会蒸发吗?我认为不会,因为裸奇点囚禁场已经没有任何可供辐射的能量。星系中心的裸奇点禁因场只会不断吸引并粉碎星系中的物质,将物质中的能量(光子)榨出并释放,不断吸收留下的囚子来壮大自己,直到整个星系坍缩成为一个裸奇点囚禁场。随着越来越多的星系蜕变为裸奇点囚禁场,众多的裸奇点囚禁场在彼此间巨大原引力的吸引下,不断向心收缩,并合并成越来越大的巨型裸奇点囚禁场。直到宇宙中的所有的裸奇点囚禁场全部合并成为大爆炸前的超巨型太初裸奇点囚禁场。从而再次将整个宇宙中的裸静止质量和原引力集中在该裸奇点。
由于更多的物质蜕变为禁囚场,更多的原引力被释放出来,使得宇宙膨胀逐渐减速。而当物质减少到总引力大于总扩张力时,宇宙进入加速收缩期。可以认为收缩期就是宇宙中囚禁场和能量场较之物质要占优势的时期。宇宙收缩的加速度与宇宙中的物质的总量成反比。当宇宙中的物质的总量为零,即宇宙中只剩下分离的囚禁场和能量场时,宇宙收缩的加速度达到最大值。于是能量场和囚禁场再度收缩至大爆炸奇点,至此,宇宙完成了一个周期的运行。
从以上分析我们可以看到,在宇宙运行的过程中,宇宙中囚禁场的总引力和能量场的总扩张力总是此消彼长,除某一瞬时外,没有相等的时侯。所以宇宙
永远不会以匀速膨胀或收缩。我们现在所在的宇宙是一个物质占优势宇宙,自然正在加速膨胀中。
如上所述,旧的物质宇宙的死亡必然伴随着新的场的宇宙的诞生。就这样,宇宙在场时期和物质时期不断交替,从而在时间的长河中周而复始地在轮回中获得永生,既无时间起点,也无时间终点。因此可以认为,我们所在的封闭的宇宙是一个真正的永动机。一个生机勃勃的,处于永恒变化中的宇宙运转模型,应比一个无可挽回地向永远死寂的宇宙模型更符合宇宙的本来面目。
这正是周氏的宇宙运行与轮回论。

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作者:周志钢
发表日期:二零零四年七月二十九日
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