宇宙起源时间新解
1.0 宇宙的起源时间.
最近突然发现,我们通常认为的宇宙起源时间150亿年计算恐怕是错误的.实际的起源时间至少是这一时间的上千倍,达到10万亿年!下面对此结论做一下说明:
假如我们现在能够观测到的最远星体为A,离我们距离为S光年,我们处在B点的圆周上宇宙膨胀速度为V.如图1所示,O点是宇宙质心点(这里我们假定AB是宇宙膨胀最大圆周直径上的两个端点,是因为这样计算出的宇宙起源时间最短!).
那么宇宙起源时间就是:t=S/2V均. (1)
而宇宙膨胀初始速度V0可能很大,但随着时间的延长,平均膨胀速度是无限趋近于最后宇宙膨胀速度的,如图2所示.我们假定现在的宇宙膨胀速度和宇宙平均膨胀速度已经接近,所以可以用现今宇宙膨胀速度V代入(1)式计算.
比如,以现今观测值S=200亿光年,V=300公里/秒 代入(1)式,可解得
t=100亿光年/(300/300000)光速=10万亿年!
之所以算出的宇宙起源时间远高于通常认为的150亿年,是因为通常计算中错用光速代替了宇宙膨胀速度,这是一个很低级的错误!
再有,根据同位素等方法测出的年龄,只能说明所测定物质的产生年代,并不能证明是宇宙产生的年龄.
2.0 宇宙爆炸的初速度.
宇宙爆炸的初速度V0 和初始宇宙半径R0 成正比.满足式
V0 =2sqr(Gπρ0)R0 =2.9E-5* sqrρ0* R0 (2)
其中ρ0:初始宇宙密度.
根据本人《我之宇宙观》中有
原始宇宙质量总能量EM=(3/2)GM2/R0
在初始爆炸瞬间,质量能全部转化为质量动能,即有
EM=MV02/2 代入上式可推得(2)式成立。
根据此式,那种认为原始宇宙始于一个“奇点”的说法也就不攻自破!
3.0 原始宇宙半径.
如果认为原始宇宙为中子星状态,假定半径为10公里,将已知中子密度2.897E17公斤/立方米 代入(2)式,可解得V0 =1.56E8米/秒,比光速的一半还多了.
但我认为原始宇宙应该是一种球状闪电状态,它的密度也就和常温下的空气密度差不多.将空气密度ρ空气=1.205公斤/立方米,如果认为原始宇宙初始爆炸速度为光速c,并且认为光速不可超越,那么将此已知代入(2)式,可解得最大原始宇宙半径R0 max=9.433E12米,即原始宇宙是一个直径1.89E10公里或者比这还小的球状闪电,静止悬浮于真空中,它不会飘来飘去,因为宇宙质心不管在大爆炸前还是在爆炸后都是不会移动丝毫的.
现在我们的宇宙就是由这个球状闪电宇宙爆炸产生的.至于什么原因造成了这瞬间的爆炸,我想我们只能把它归于“上帝”的管辖范围了……
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球状闪电解析
我确信原始宇宙始于一个球状闪电爆炸.而且,在大爆炸之前,原始宇宙长期是以一个黑色球状闪电状态存在的.因为它还没产生光辐射之前,我们是看不见它的.有光子辐射出来了,就证明黑色球状闪电的平衡态初步开始打破了,并逐渐发展到以后的大爆炸.根据相关资料的分析,我也确信发生在通古斯的大爆炸也应该是一个球状闪电爆炸引起的.
假定宇宙中的正负电荷对,以一定的速度v传播,间距为r(如图1).顺着其传播方向看,二者产生的磁场B正好是互相排斥的(图2).不难想象,存在一个电荷引力和磁场斥力刚好相等的距离r(有兴趣的读者可以详细推导一下!这里只做定性分析不做定量讨论),使这对电荷粒子平行稳定地传播下去而不会相互吸合在一起;同样,对于同极性的电荷粒子,也存在类似的规律.比如图3,顺着其传播方向看,二者产生的磁场B正好是互相吸引的(图4).对于一定速度的同极性电荷粒子对,也必存在一个电荷斥力和磁场引力平衡的距离r,使这对同极性电荷粒子也能平行稳定地传播下去而不会相互排斥分离开.
而球状闪电粒子对是另一种情况(图5),它相当于一对异性电荷粒子做相对运动,这时二者的电荷力和磁场力都是互相吸引的.可以考虑更一般的情况(图6):两个带相反电荷q1,q2的粒子质量分别m1,m2,象双星运动一样围绕共同的中心点O旋转,速度分别为v1,v2,旋转半径为r1,r2则有关系式:
F=kq1q2/(r1+r 2)2 =m1v2 1 /r1=m2v2 2 /r2 (1)
由(1)式可知: m1v2 1 /2=Fr1/2, m2v2 2 /2=Fr2/2,即
E1 = Fr1/2, E2 = Fr2/2 (2)
由(2)式可知:球状闪电中动能量高的粒子会在球体的外围旋转,动能底的粒子在球体的内圈旋转.
那么,通过上述分析,宇宙中辐射到地球来的带电粒子,不管带正电荷还是负电荷,或者同时带正负电荷的粒子对,自身都不会形成球状闪电,都只会先稳定地传播到地球大气中来.形成球状闪电的过程应该是在地球大气中进行.通过上述分析也知道,要形成球状闪电,必须有相对运动的异种电荷粒子,同方向运动的电荷粒子是不能形成球状闪电的.那这异方向异种的电荷粒子很可能就是来自地球大气或者地球自身发射出的带电粒子.这详细的成因,还需后来者更具体深入的研究,我在这里的分析只算是抛砖引玉吧.
我设想了一个制造球状闪电的装置(图7):在一个充满尘埃的环境中,从相对两个方向分别通入正、负电荷量子,或者只简单地从相对两个方向通入正、负电荷粒子, 正、负电荷粒子的初速度范围可以大些,但不一定要很高的速度,估计10至15米/秒就可以,带正、负电荷的粒子质量也不做要求,但质量应尽量小些,达到尘埃的粒径和质量应该就可以了.经过一段时间,就应该会产生出球状闪电了.补充一点,因为球状闪电是大量异种电荷粒子对旋转产生的,所以做此实验最好从三个维度方向同时通入正、负电荷粒子流,这样实验成功的可能性更大些!希望有条件的物理学家或者物理爱好者能做做这个实验!
最后,罗列几个球状闪电的能量公式(这里假定球状闪电密度等于空气密度):
球状闪电质量总能量:
EM=(8/3)Gπ2ρ02R05=2.549E-9* R05 (3)
如果认为球状闪电的质量微粒全部为电子,并且令Q=Q+=Q-,则其所含电荷能为:
EQe=(ln2)(3/2)Qc2=1.64E28* R03 (4)
如果认为质量微粒全部为中子,则其所含电荷能为:
EQn=2.265E25* R03 (5)
如果认为质量微粒全部为尘埃,粒径为10-10米,则其所含电荷能为:
EQI=2.517E9* R03 (6)
我认为现实中的球状闪电是最后一种情形的可能性大一些。