评迟到的西方循环宇宙模型 彭晨风 据晨风先生报道,西方物理学家弗兰普顿等人提出了一种称为“小撕裂模型”的循环宇宙模型。这个模型假设宇宙的压力/密度比,随着时间变动会影响到物质,如基本粒子同样也会被撕裂。但其中的不同点在于限定这种比率的变动,将不会导致宇宙尺度达到无限。 这被我国一部分反相反量人士看成是支持宇宙循环论,反对宇宙大爆炸论而受到追捧。其实,这只是西方新一轮的一种迟到的循环宇宙模型。因为在这之前,西方已经产生过:A、兰德尔和桑德鲁姆的额外维R-S膜世界模型;B、斯坦哈特和特鲁克的火劫/循环世界模型;C、中科院理论物理所李淼教授汇总西方的非高斯性宇宙模型等工作。 一、为什么有人说弗兰普顿支持宇宙循环论 高斯性指的是类似数学上的高斯分布。高斯分布也就是正态分布。在平面坐标上定量分析事物必经阶段,是要写出分布函数的数学式子,并能分解化简到平面坐标上用二个变量一步一步地表达。这类曲线典型的类似抛物线。相反,非高斯性就类似平滑直线,即类似稳恒态。宇宙学非高斯性联系现有的宇宙学观测结果和理论,所能观测到的“可见物质”仅仅占据宇宙质量的很小一部分,占据主导地位的是暗能量。而在这种神秘物质诸多让人困惑的性质之中,有一条是它们的密度似乎是不随时间改变的。 1、对此,这与霍伊尔的“稳恒态宇宙论”有一点相似,即宇宙随时间推移不断膨胀,暗能量将不会随之被稀释。这一点和普通物质存在重大的差异。即随着宇宙膨胀,暗能量似乎会从真空中“无中生有”般不断被“创造”出来,填补宇宙膨胀后留下的空挡并维持暗能量总体密度的不变。 2、但这里和“稳恒态宇宙论”还有些不同,是暗能量可以被接受。因为暗能量并非是一种真正的“能量”,而不会让热力学三大定律就失效。如暗能量能够最简单解释膨胀:假设暗能量具有负压力,宇宙或可呈现的均匀膨胀。而从实际观测的数据来看,宇宙也呈现明显的平直性。这意味着暗能量的压力和密度比约为1,或者更准确的说,是-1,因为这里讨论的是负压力。这种关系被称为暗能量的状态方程。 3、对于宇宙的未来命运,一种简单的解决方法是假定暗能量的性质将保持不变,并且其压力/密度比同样保持-1的水平。但是如果出现这样的变化,情况就会有很大的不同:如暗能量的密度随时间降低,宇宙的膨胀速率将出现下降,如果其压力/密度比达到-1/3,那么宇宙的膨胀甚至会出现停滞。反过来,假如暗能量密度增长,随之其压力/密度比达到-1下方,如-2或-3;这目前虽然仅仅是一种理论推算,是一种假设。但如果先假设随着宇宙的膨胀,暗能量密度上升,那么它就有可能使宇宙尺度在有限的时间内膨胀至无限大,物质连接物,原子和分子等基本粒子,甚至亚原子粒子都将被撕裂,出现所谓的“大撕裂”。当暗能量的压力/密度比达到-1.5,这种情形将在短短220亿年内发生。 4、弗兰普顿等人对宇宙数学方程的推算,只是一种与此不同的称为“小撕裂模型”的循环宇宙解。如果要硬说弗兰普顿支持循环宇宙模型,只因小撕裂模型解可以解决熵的问题。即在传统的大爆炸-大反冲循环宇宙模型中,会面临一个熵的悖论问题:因随着所有物质都在引力作用下相互结合,宇宙中将不再残留自由能,那么最后在大反冲的最终阶段,仅仅能得到一个巨型黑洞而已,循环缺乏动力。而“小撕裂模型”给了一条出路:既然所有的物质都被撕裂了,那么它们还能再次聚合在一起,形成新的恒星和星系,循环往复。 二、中国已成为自主创新研究宇宙学大国 总结弗兰普顿支持宇宙循环论的意思是:A、在暗能量作用下,对宇宙数学方程求解有三种命运走向,即其密度随着时间推移降低,维持不变,或者增加。 B、我们的宇宙正处于加速膨胀过程之中,现在弗兰普顿等人进一步提出,这种膨胀速率可能将达到非常极端的程度,甚至将导致亚原子粒子被撕裂,形成所谓的“大撕裂”。 其实,中国作为自主创新研究宇宙学的大国,早已有将宇宙“大撕裂”,物质“小撕裂”写入论文和专著,并拿出了定量数学方程式,在我国正式的杂志和出版社出版公开发表。例如,1996年四川科技出版社主编出版的大型综合性科学杂志《大自然探索》第3期,发表的《物质族基本粒子质量谱计算公式》,和2002年及2007年出版的两本专著《三旋理论初探》与《求衡论---庞加莱猜想应用》,就详细地论证过这种理论。 |