论文部分内容阅读
[摘 要]有限的四维宇宙,应该有它自己的中心,那就是原奇点或原爆炸点
[关键词]有限宇宙、无限宇宙、宇宙中心、原奇点、原爆炸点、四维宇宙。
中图分类号:B016.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)09-0097-01
无限的宇宙,它没有中心,或者说这个若大的宇宙处处是它的中心。若是有限的宇宙,它应该有它自己的中心,这是不可改变的永恒的真理。
那个本来就存在的无限四维宇宙或者说那个暗宇宙(见《三重宇宙》)没有中心,即无限的四维宇宙处处是它的中心.这是无限四维宇宙特定的或固有的特征。
然而,有人认为:“奇点大爆炸后的有限四维宇宙或者说可见(亮)四维宇宙也没有中心,抑或这个有限四维宇宙处处是它的中心。其理由是它在膨胀,因而改变了这个有限四维宇宙固有的中心”。这可能吗?
由于埃得温·哈勃关于红移的发现:“……几乎所有星系都是在远离我们而去,而且星系越远,则它离开我们运动得越快!这表明四维宇宙在膨胀,不同星系之间的距离在增加。”
“红移问题对大爆炸学说还有一个难点:就是从奇点爆炸产生出来的有限宇宙,无论你现在把这个奇点拉大到多大,这个有限的宇宙总会有一个中心,无论按空间曲率红移,还是引力红移,从中心来的天体光线就总会有一个蓝移,哪怕这个蓝移比红移小,也应该造成我们看到的天体红移各向异性,从而至少指示出宇宙中心的方向,但是我们看不到。”
“这就是四维时空奇妙之处!所有天体之间都相互远离(且远离的速度与距离有关,而与方向无关)这在有中心的膨胀中是不可能的。无中心的膨胀经常用的比喻就是:膨胀的气球表面上所有点都相互远离,并且远离的速度与距离成正比。”
在弗利德曼模型中正是这样描述的:“所有的星系都直接相互离开,这种情形很像一个画上很多斑点的气球逐渐吹胀。当气球膨胀时,任何两个斑点之间的距离在加大, 但没有一个斑点可认为是膨胀的中心。 并且斑点相离得越远,则它们相互离开得越快。 ……任何两个星系互相离开的速度和它们之间的距离成正比。”
如果以上的描述是正确的话,奇点大爆炸后的宇宙,若不考虑宇宙的膨胀,那么以光速每秒30万公里呈球面扩张的四维宇宙,就其表面而言,同样具有上述效果。因此能说这个不膨胀的四维宇宙没有中心吗?当地震发生时,始于震源的地震波呈球面形式扩展,亦具有上述效果.能说地震没有震源吗?凡是以球面传播的声波、光波和各种形式的电磁波,均具有上述效果,能说它们没有发射源(中心)吗?
对于前面吹账的气球而言,它只论及膨胀气球的表面,它代表不了呈球面膨胀的四维宇宙。虽然对吹胀的气球表面任何点而言,其它点都远离它而去,而且远去的速度与其距离成比例,只就其表面而言是处处是中心。但其表面上的任何点,就其有限气球球体而言,它们的任何点均不构成中心,它们只不过是这个有限气球球体的边缘上的点而已。事实上这个被逐渐吹胀的气球正是以它的球心点为中心,呈球面形式向外膨胀.诚然对有限四维宇宙球体而言也一样,即这个有限四维宇宙球体正以其原奇点为中心,呈球面形式向外膨胀。
再者,“……宇宙各星系就像遍布于吹胀气球的表面那样,相互远离,而不可能有中心。”这远远代表不了实际四维宇宙的表面。按照大爆炸后推算,当今有限四维宇宙半径约为137亿光年。考虑到宇宙的膨胀,经计算现在的宇宙半径已经是243亿光年了。宇宙的大小也由274亿光年膨胀到486亿光年了。由于宇宙大爆炸时,物质的速度远小于光速。因此在若大宇宙表面上,可能连一个星系也没有。由于宇宙物质所形成的星系,最大可能是分布于物质宇宙各个不同半径的层面上,因此宇宙空间所有星系决不可能分布在同一宇宙半径的层面上,更不可能分布在当今宇宙最大半径表面上。所以,实际有限四维宇宙空间各星系的膨胀远离机制,绝非遍布于吹胀气球表面那样各星系相互远离而处处是中心的论述。
前面談到“……从而至少会指示出宇宙中心方向,但是我们看不到.”这是因为奇点大爆炸论在大爆炸中创生宇宙时,将其大量物质抛离大爆炸点(中心)而形成若大的物质稀少的空间,这个若大的空间,这其中可能并没有任何可见星系的存在,也许只有暗物质和暗能量充斥其中。由于它们并不发出射线,所以人们观察不到从中心方向发出来的光线,因此更别奢望会看到什么兰移、红移了。
也许从地球观察宇宙中心方向确实并无星系的存在,故人们看不到兰移,事实上根据哈勃定律,即使地球指向宇宙中心方向有星系的存在,人们在地球上观察到这些星系发出的光仍然是红移,根本就不可能看到兰移。这是由于宇宙的膨胀不是星系在运动,而是星系之间的宇宙空间在膨胀,并促使星系之间相互远离,因此人们所看到的只有红移.
也由于“……所有天体之间都相互远离(且远离的速度与距离有关与方向无关)这在有中心的膨胀中是不可能的……” 因此而认定宇宙无中心,或者说处处是它的中心,这未免有些武断。
尽管由于宇宙的膨胀所有天体之间都相互远离,且远离的速度与距离有关与方向无关。但任何不在这个有限四维宇宙原奇点处的星系或点均不是这个有限四维宇宙的中心,因为任何偏离这个有限四维宇宙原奇点处的所有星系或点,它们到达这个有限宇宙边缘的距离都将不等于这个有限四维宇宙的半径,而不构成宇宙的中心。只有原奇点处到达这个有限四维宇宙边缘的距离才刚好等于这个有限四维宇宙的半径,所以原奇点处,才是这个有限四维宇宙的真正中心。因此不管这个有限四维宇宙在这个有限的膨胀笵畴中如何膨胀它必然有一个唯一的中心。但如果是无限的膨胀,那么它将会与暗宇宙或本来就存在的那个无限宇宙融为一体,处于这种情况,那当另作别论。
宇宙没有中心在宇宙学的基本原理即“均权原理”或“均权原则”中就认定宇宙中没有特殊的点,即没有中心。它源于宇宙大尺度的各向同性和均匀性,而且宇宙的尺度越大,这种各向同性和均匀性的效果就越好,倘若是宇宙的尺度越小,则各向同性和均匀性的效果就越不如人意了,要达到理想的各向同性和均匀性,除非万有引力不存在,否则如恒星、星系等等的成团结构将无法抹去(消除)。 “均權原理”关于宇宙中无特殊点的问题:从所有天体都相互远离看来,似乎无特殊点的存在,但就其有限四维宇宙而言,除原爆炸点外,所有偏离爆炸点的任何点到达这个有限四维宇宙边缘的距离都不等于这个有限四维宇宙的半径,唯独只有这个爆炸点到达这个有限四维宇宙边缘的距离,等于这个有限四维宇宙的半径,因此它就是这个有限四维宇宙的中心。即是至高无上的、唯我独尊的、有别于其它任何点的特殊点。
凡是定理、定律、公理、公设、理论、推论、原理、原则、法则等等均应能准确、真实地反映和解释自然客观存在规律和现象,它方能成立,否则它将被摈弃。宇宙没有中心的“均权原理”,它忽视了大爆炸后四维宇宙空间存在的有限性,作为有限的四维宇宙,它必然有它自己的中心,这是客观存在的固有规律,即使是膨胀的四维宇宙,只要它是有限的膨胀,抑或是“均权原理”也是无法改变的。若是无限的膨胀到与暗宇宙或本来就存在的那个无限宇宙融为一体时,那才是最理想的宇宙大尺度各向同性和均匀性。那时宇宙的基本原理“均权原理”将达到最佳状态,那时的无限宇宙中没有特殊点才有可能。
由于大爆炸后的有限四维宇宙,处于当前情况,它还在不断地加速膨胀,因而各星系之间仍在继续相互远离,所以人们观察到的只有红移;然而大多数天文学家都深信,这个膨胀的四维宇宙,总有一天会停止其膨胀,转而开始坍缩,到时各星系之间将相互靠近,人们所观察到的将只有兰移了;倘若宇宙的密度刚好等于其临界密度:5×10-30克/厘米3,宇宙将维持其既不膨胀也不坍缩的平衡状态。处于这种状态,人们将既观察不到天体的红移,也观察不到天体的兰移。若论及后两种情况,这个有限四维宇宙的中心又如何呢?自然是和前一种情况一样,都是同属于一个有限四维宇宙,它们当然具有同一个中心,而与其膨胀、坍缩与否无关。
实际上大爆炸论在定义大爆炸后宇宙大小的时候,就是以大爆炸点为中心,并由呈球面光波的行程来确定这个有限四维宇宙半径的大小的。事实上从宇宙大爆炸那一时刻起,大爆炸论就已经承认了大爆炸点就是这个有限四维宇宙的中心了。宇宙的膨胀亦是以宇宙的中心为中心向外的扩张,各星系之间的相互远离,且远离的速度与距离成正比。这正是以大爆炸点为中心,宇宙向外膨胀必然的结果。
参考文献
[1] 宇宙学.【美】爱德华·哈里森著.李红杰等译.
[2] 天体物理学.李宗伟,肖兴华编.
[3] 广义相对论.刘辽,赵峥编著.
[4] 时间简史.史蒂芬·霍金著,许明贤,吴忠超译.
[关键词]有限宇宙、无限宇宙、宇宙中心、原奇点、原爆炸点、四维宇宙。
中图分类号:B016.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)09-0097-01
无限的宇宙,它没有中心,或者说这个若大的宇宙处处是它的中心。若是有限的宇宙,它应该有它自己的中心,这是不可改变的永恒的真理。
那个本来就存在的无限四维宇宙或者说那个暗宇宙(见《三重宇宙》)没有中心,即无限的四维宇宙处处是它的中心.这是无限四维宇宙特定的或固有的特征。
然而,有人认为:“奇点大爆炸后的有限四维宇宙或者说可见(亮)四维宇宙也没有中心,抑或这个有限四维宇宙处处是它的中心。其理由是它在膨胀,因而改变了这个有限四维宇宙固有的中心”。这可能吗?
由于埃得温·哈勃关于红移的发现:“……几乎所有星系都是在远离我们而去,而且星系越远,则它离开我们运动得越快!这表明四维宇宙在膨胀,不同星系之间的距离在增加。”
“红移问题对大爆炸学说还有一个难点:就是从奇点爆炸产生出来的有限宇宙,无论你现在把这个奇点拉大到多大,这个有限的宇宙总会有一个中心,无论按空间曲率红移,还是引力红移,从中心来的天体光线就总会有一个蓝移,哪怕这个蓝移比红移小,也应该造成我们看到的天体红移各向异性,从而至少指示出宇宙中心的方向,但是我们看不到。”
“这就是四维时空奇妙之处!所有天体之间都相互远离(且远离的速度与距离有关,而与方向无关)这在有中心的膨胀中是不可能的。无中心的膨胀经常用的比喻就是:膨胀的气球表面上所有点都相互远离,并且远离的速度与距离成正比。”
在弗利德曼模型中正是这样描述的:“所有的星系都直接相互离开,这种情形很像一个画上很多斑点的气球逐渐吹胀。当气球膨胀时,任何两个斑点之间的距离在加大, 但没有一个斑点可认为是膨胀的中心。 并且斑点相离得越远,则它们相互离开得越快。 ……任何两个星系互相离开的速度和它们之间的距离成正比。”
如果以上的描述是正确的话,奇点大爆炸后的宇宙,若不考虑宇宙的膨胀,那么以光速每秒30万公里呈球面扩张的四维宇宙,就其表面而言,同样具有上述效果。因此能说这个不膨胀的四维宇宙没有中心吗?当地震发生时,始于震源的地震波呈球面形式扩展,亦具有上述效果.能说地震没有震源吗?凡是以球面传播的声波、光波和各种形式的电磁波,均具有上述效果,能说它们没有发射源(中心)吗?
对于前面吹账的气球而言,它只论及膨胀气球的表面,它代表不了呈球面膨胀的四维宇宙。虽然对吹胀的气球表面任何点而言,其它点都远离它而去,而且远去的速度与其距离成比例,只就其表面而言是处处是中心。但其表面上的任何点,就其有限气球球体而言,它们的任何点均不构成中心,它们只不过是这个有限气球球体的边缘上的点而已。事实上这个被逐渐吹胀的气球正是以它的球心点为中心,呈球面形式向外膨胀.诚然对有限四维宇宙球体而言也一样,即这个有限四维宇宙球体正以其原奇点为中心,呈球面形式向外膨胀。
再者,“……宇宙各星系就像遍布于吹胀气球的表面那样,相互远离,而不可能有中心。”这远远代表不了实际四维宇宙的表面。按照大爆炸后推算,当今有限四维宇宙半径约为137亿光年。考虑到宇宙的膨胀,经计算现在的宇宙半径已经是243亿光年了。宇宙的大小也由274亿光年膨胀到486亿光年了。由于宇宙大爆炸时,物质的速度远小于光速。因此在若大宇宙表面上,可能连一个星系也没有。由于宇宙物质所形成的星系,最大可能是分布于物质宇宙各个不同半径的层面上,因此宇宙空间所有星系决不可能分布在同一宇宙半径的层面上,更不可能分布在当今宇宙最大半径表面上。所以,实际有限四维宇宙空间各星系的膨胀远离机制,绝非遍布于吹胀气球表面那样各星系相互远离而处处是中心的论述。
前面談到“……从而至少会指示出宇宙中心方向,但是我们看不到.”这是因为奇点大爆炸论在大爆炸中创生宇宙时,将其大量物质抛离大爆炸点(中心)而形成若大的物质稀少的空间,这个若大的空间,这其中可能并没有任何可见星系的存在,也许只有暗物质和暗能量充斥其中。由于它们并不发出射线,所以人们观察不到从中心方向发出来的光线,因此更别奢望会看到什么兰移、红移了。
也许从地球观察宇宙中心方向确实并无星系的存在,故人们看不到兰移,事实上根据哈勃定律,即使地球指向宇宙中心方向有星系的存在,人们在地球上观察到这些星系发出的光仍然是红移,根本就不可能看到兰移。这是由于宇宙的膨胀不是星系在运动,而是星系之间的宇宙空间在膨胀,并促使星系之间相互远离,因此人们所看到的只有红移.
也由于“……所有天体之间都相互远离(且远离的速度与距离有关与方向无关)这在有中心的膨胀中是不可能的……” 因此而认定宇宙无中心,或者说处处是它的中心,这未免有些武断。
尽管由于宇宙的膨胀所有天体之间都相互远离,且远离的速度与距离有关与方向无关。但任何不在这个有限四维宇宙原奇点处的星系或点均不是这个有限四维宇宙的中心,因为任何偏离这个有限四维宇宙原奇点处的所有星系或点,它们到达这个有限宇宙边缘的距离都将不等于这个有限四维宇宙的半径,而不构成宇宙的中心。只有原奇点处到达这个有限四维宇宙边缘的距离才刚好等于这个有限四维宇宙的半径,所以原奇点处,才是这个有限四维宇宙的真正中心。因此不管这个有限四维宇宙在这个有限的膨胀笵畴中如何膨胀它必然有一个唯一的中心。但如果是无限的膨胀,那么它将会与暗宇宙或本来就存在的那个无限宇宙融为一体,处于这种情况,那当另作别论。
宇宙没有中心在宇宙学的基本原理即“均权原理”或“均权原则”中就认定宇宙中没有特殊的点,即没有中心。它源于宇宙大尺度的各向同性和均匀性,而且宇宙的尺度越大,这种各向同性和均匀性的效果就越好,倘若是宇宙的尺度越小,则各向同性和均匀性的效果就越不如人意了,要达到理想的各向同性和均匀性,除非万有引力不存在,否则如恒星、星系等等的成团结构将无法抹去(消除)。 “均權原理”关于宇宙中无特殊点的问题:从所有天体都相互远离看来,似乎无特殊点的存在,但就其有限四维宇宙而言,除原爆炸点外,所有偏离爆炸点的任何点到达这个有限四维宇宙边缘的距离都不等于这个有限四维宇宙的半径,唯独只有这个爆炸点到达这个有限四维宇宙边缘的距离,等于这个有限四维宇宙的半径,因此它就是这个有限四维宇宙的中心。即是至高无上的、唯我独尊的、有别于其它任何点的特殊点。
凡是定理、定律、公理、公设、理论、推论、原理、原则、法则等等均应能准确、真实地反映和解释自然客观存在规律和现象,它方能成立,否则它将被摈弃。宇宙没有中心的“均权原理”,它忽视了大爆炸后四维宇宙空间存在的有限性,作为有限的四维宇宙,它必然有它自己的中心,这是客观存在的固有规律,即使是膨胀的四维宇宙,只要它是有限的膨胀,抑或是“均权原理”也是无法改变的。若是无限的膨胀到与暗宇宙或本来就存在的那个无限宇宙融为一体时,那才是最理想的宇宙大尺度各向同性和均匀性。那时宇宙的基本原理“均权原理”将达到最佳状态,那时的无限宇宙中没有特殊点才有可能。
由于大爆炸后的有限四维宇宙,处于当前情况,它还在不断地加速膨胀,因而各星系之间仍在继续相互远离,所以人们观察到的只有红移;然而大多数天文学家都深信,这个膨胀的四维宇宙,总有一天会停止其膨胀,转而开始坍缩,到时各星系之间将相互靠近,人们所观察到的将只有兰移了;倘若宇宙的密度刚好等于其临界密度:5×10-30克/厘米3,宇宙将维持其既不膨胀也不坍缩的平衡状态。处于这种状态,人们将既观察不到天体的红移,也观察不到天体的兰移。若论及后两种情况,这个有限四维宇宙的中心又如何呢?自然是和前一种情况一样,都是同属于一个有限四维宇宙,它们当然具有同一个中心,而与其膨胀、坍缩与否无关。
实际上大爆炸论在定义大爆炸后宇宙大小的时候,就是以大爆炸点为中心,并由呈球面光波的行程来确定这个有限四维宇宙半径的大小的。事实上从宇宙大爆炸那一时刻起,大爆炸论就已经承认了大爆炸点就是这个有限四维宇宙的中心了。宇宙的膨胀亦是以宇宙的中心为中心向外的扩张,各星系之间的相互远离,且远离的速度与距离成正比。这正是以大爆炸点为中心,宇宙向外膨胀必然的结果。
参考文献
[1] 宇宙学.【美】爱德华·哈里森著.李红杰等译.
[2] 天体物理学.李宗伟,肖兴华编.
[3] 广义相对论.刘辽,赵峥编著.
[4] 时间简史.史蒂芬·霍金著,许明贤,吴忠超译.