暗能量理论2

原载《中国科教博览杂志》2007年11期上的“宇宙的大循环小循环和微循环”一文的全文时间：2011-11-0818:51点击：172原载《中国科教博览》2007年11期2008年4月20日修改宇宙的大循环小循环和微循环----有别于霍金的宇宙刘敬华贵州省盘县教师进修学校[e-mail]摘要:循环是自然界的一种普遍现象，是整个宇宙大系统相互作用的必然。宇宙的大循环是在暗物质和普通物质之间完成的，暗物质是大循环的母体，暗能量是大循环的动力。小循环是在普通物质和黑洞之间进行的，动力是星体间的引力及暗能量旋涡场的斥力。可以把大爆炸作为一次大循环的开始，大爆炸后物质开始正向演化，然后在黑洞中进行反向演化并过渡为暗物质为下一次循环奠定基础。微循环是在元素和分子之间进行的,主要产生在行星上。文章有一定的科学意义和哲学价值。关键词：暗物质母体物质正演及反演暗能量旋涡场模型泡利不相容原理的维持大爆炸机理宇宙大循环我们是生活在一个极其丰富而又次序井然的宇宙大系统中。循环是这个系统的普遍现象。常见的有：自然界的碳循环、氮循环、水的大循环和小循环，人体的血液循环，种子发芽、生根、开花、结果，然后再发芽等。这些循环的动力是太阳能。整个宇宙是不是循环的呢，若是，那又是怎样循环的呢。对于这个问题千百年来一直为人们所关注，但至今尚无定论。为了很好地探究这个问题，我们首先得定义“物质正演和反演”。我们知道现有的各种普通物质，都是由原子、分子构成的，而原子、分子又是由质子、中子、电子、夸克等粒子构成的，他们是大爆炸后物质正向演化的产物。即大爆炸后物质演化为超星系、星系和恒星，由氢聚变为氦并演化出锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟等元素及一系列原子、分子。物质正演的实质就是由基本粒子向单质子原子及多质子原子方向演化。在这个演化过程中产生了元素金字塔，塔底是单质子和双质子的元素氢和氦，塔身是氧、碳、铁、氮、硅、钾、钙、镁、锰等，塔顶则是一些更多质子的不稳定元素。而物质反演是指多质子原子演化（降解）为少质子、单质子原子乃至基本粒子的过程①。其次,我们还得规范暗能量旋涡场。暗能量是“高速旋涡运动的基本粒子集”。正是这种高速旋涡运动才使得它以“能量”和“场”的形式存在。暗能量的基本单元是“弦理论”中的一个个“闭弦”，每个闭弦就是一个旋涡，构成这些闭弦的基本粒子可能70%以上是中微子，其余是电子。这些基本粒子环环相扣构成一个整体，对外显现为斥力。这些环环相扣的基本粒子串之间又有一定的间隔。这表现为在量子真空零点能中那些时隐时现的粒子。暗能量在宇宙中几乎均匀分布，具有穿透性和近光速的特点。暗能量旋涡场把整个物质世界联系在一起，构成宇宙这个最大的系统。暗能量的斥力可能就是诺贝尔奖获得者杨振宁教授的“千古三旋律中的‘向外因子’”。现有各种物质的原子结构就是由暗能量的斥力支撑的。原子弹爆炸释放的的原子能就是“暗能量”，它是宇宙大爆炸经过暴涨和短暂的夸克汤阶段到大爆炸后1秒形成原子时的“结合能”⑨。宇宙大爆炸后，“经过暴涨和短暂的夸克汤阶段原子核合成③。”可以想象：最先、而又最容易合成的原子是由一个质子和一个电子组成的氢——这种最简单、最原始物质。这就是我们今天能看到“氢”在星系、超星系中普遍存在的根本原因。“大爆炸后40万年发生退耦，物质和辐射分开，10亿年后第一批星系形成③”，于是宇宙大循环便有序地进行。在暗能量旋涡场斥力的长期作用下使得大量星系、星云呈旋涡状运动。如我们银河系以及邻近的仙女座旋涡星系等。“天文学家近日利用NASA斯皮策太空望远镜就发现了一个类似DNA双螺旋结构的星云”④。象星系这类物质，一般都是由千亿颗以上的恒星组成的，使质量如此之大的星系及星云呈旋涡状运动，除了占宇宙成分73%的暗能量，没有什么东西有如此巨大的力量和能量。除此而外，类星体、黑洞是旋涡状旋转的，太阳系是旋涡状旋转的，地月系是旋涡状旋转的，就是地球上的各种事物也都是旋涡状旋转的：如台风、龙卷风、流水的旋涡等，连人类的遗传密码也具有双螺旋结构，人的头发和指纹也具有旋涡。微观的基本粒子有自旋。由此看来，大到星系、星云，小到基本粒子，宇宙中的万事万物都是旋涡状旋转的，它们都是通过暗能量旋涡场联系在一起的。普遍存在的旋涡运动和现象就是暗能量的影子。物体是圆的影子就是圆的。物体是方的它的影子在一定条件下也是方的。物体呈旋涡运动说明推动这些物体运动的暗能量也是作旋涡运动的.我们是通过暗能量的影子“看到”暗能量的。我们现在看到的宇宙膨胀，在我们看得见的宇宙这一端是产生了“扩散”，而在与膨胀方向相反的另一端必然产生“聚集”。如图1所示。因为“我们的宇宙有平直的几何学”③。只不过我们目前还没有看到另一端而已。另一端的“聚集”实际上一直在进行着。这之中可能就隔着宇宙微波背景辐射这层膜，这层膜包裹着我们今天看得见的这个宇宙，从而使我们看不到宇宙的另一端。在另一端的物质和能量聚集过程中必然要产生宇宙大挤压，几百亿年后，当这个大挤压到足够大时，物质的密度和温度也会足够大以至于再次产生宇宙大爆炸，从而进行下一次宇宙大循环。宇宙的大循环是在暗物质和普通物质之间进行的，即暗物质在奇点通过宇宙大爆炸正向演化出普通物质，普通物质（星系、超星系、恒星、行星）会演化为黑洞，普通物质在黑洞中会进行反向演化并过渡到暗物质母体之中从而完成一次宇宙大循环。暗能量则是宇宙大循环的动力。我们可以把产生在137亿年前的那次大爆炸看作是一次宇宙大循环的开始。想象大爆炸之前整个宇宙全由暗物质组成，宇宙“一片黑暗”。而暗物质是由众多的基本粒子组成的，呈云雾状，可以叫做暗物质云海。它是宇宙大循环的母体，称为暗物质母体。这个“母体”就是东方人叫的“气”、“混沌”，西方人称的“晕”。由于暗物质全由基本粒子构成，这些粒子呈不规则状分布，因此它们进行着布朗运动，是基本粒子的大集合体。各种电磁波在这些暗物质粒子质点间不断反射和折射直至衰竭，所以我们不容易观测到它们，因此称为暗物质。人们现在知道暗物质还可能分为：强相互作用暗物质（SIDM）；温暗物（WDM）；斥暗物质（RDM）；模糊暗物质（FDM）；自湮灭暗物质（SADM）；衰变暗物质（DDM）和大质量黑洞（BH）④。暗物质约占宇宙成分的22%，普通物质占4.4%，暗能量居于主导地位，占73%③。暗物质在暗能量场的作用下，使得暗物质中的一部分正电荷和负电荷、电子和反电子在局部聚集，或许就象地球上的感应起电一样，当正电荷和负电荷聚集到一定程度它们相撞湮灭时就导致宇宙大爆炸；更有可能是经过多次碰撞合并的超大质量黑洞在引力的作用下往暗物质海“坠落”过程中与暗物质海相互摩擦产生部分电荷,而黑洞是基本粒子集的大磁场旋涡，巨型黑洞在宇宙的另一端受到暗能量旋涡场的挤压高速穿过暗物质海的电荷聚集区时，其磁力线被暗物质海中的电荷区切割而产生巨大的感生电流，在这些强大磁场和电场的共同作用下势必产生宇宙大爆炸。大爆炸奇点不应是几何上的点，而是暗物质海的一个区域。目前已过去137亿年的这次大爆炸也只从暗物质中生成了4.4%的普通物质，有人估算本次循环的周期可能是240亿年。大爆炸后十亿年第一批星系形成。此后的一系列变化是人们共知的，也是大多数人认同的，本文不再叙述。如果人类能让一些粒子模拟上述先顺时针方向膨胀、扩散，后来反时针方向旋转挤压而产生大爆炸机制并且生成物中有“氢”，这将有力地证明宇宙是循环的。暗能量旋涡场的斥力是通过一个个闭弦旋涡“感应”、“操纵”、“控制”暗物质和普通物质中的各种粒子，把整个宇宙联系在一起，使得普通物质中的粒子没有一个固定位置因而“测不准”，并且不让普通物质中的粒子“相容”。换句话说，是普通物质总是处在高速旋涡运动的暗能量旋涡场中，所以，普通物质的粒子遵从海森堡测不准原理，质子、中子、电子这些自旋为半整数的费米子都服从泡利不相容原理，就是暗能量旋涡场的斥力直接作用于普通物质的这些粒子的结果。“量子真空零点能”的产生也可以追溯到暗能量旋涡场。电子和光学仪器记录到的特殊不可避免的电平噪声就是普遍存在的暗能量旋涡场作用的结果。暗能量旋涡场的这种“感应”、“操纵”和“控制”具有穿透性，超光速，暗能量旋涡场的那些基本粒子振动频率很高，而暗能量整体波长可能很短很短，这就产生了那个“微小的涨落”。宇宙微波背景辐射就是暗能量作用的一种形式。正是暗能量中那些基本粒子的高速旋涡运动，通过斥力的形式作用于普通物质，才使得原子不会坍塌，从而形成今天的原子结构，才有今天五彩缤纷、次序井然的世界。从这个角度来看，才有了我们人类。不然的话，整个宇宙将是“一锅汤”、“一锅粥”。宇宙是质量和能量的共同体。在这个共同体中，质量的大小是决定性因素。已知的一百多种化学元素之所以性质各不相同，就是因为这些元素的原子核的质量大小不同、核电荷数多少不同而形成的。暗能量（也称为斥力）既然占了宇宙总能量的73%，它有上述的各种作用就不足为奇了。宇宙的小循环是在星系、恒星和黑洞之间进行的。几乎所有星系中心都存在有超巨黑洞，说明所有恒星、星系最终都将演化为黑洞。普遍存在于星系中的氢是维持恒星一定亮度能量源，在恒星内部的高温高压条件下发生氢聚变为氦、氦聚变为碳、氧等核反应，生成重元素，同时产生巨大的能量，发出辐射。太阳、恒星上的大耀斑可以看作是恒星上重元素形成的一个标致，这些重元素又随着恒星的爆发而抛到宇宙空间，以后又参与下一代恒星及星系的形成和演化。流星、陨石就是超新星爆发的产物。太阳、恒星上的核反应过程中会损失极少的质量，这些损失的质量就转化成巨大的能量伴随大量的中微子和少量的电子极少的质子辐射到宇宙空间之中，去增加暗能量的势力。暗能量在早期宇宙中微乎其微，之所以能到现在占据宇宙成份的73%，是宇宙大爆之后一百多亿年漫长演化过程的结果。大质量恒星到了晚年，核能耗尽以后，就会发生超新星爆发，超新星爆发后遗留下的致密物质的质量如果是在1.4——2.0个太阳质量之间，就会形成中子星。2.0太阳质量是一个极限值，称为奥本海墨极限。质量超过奥本海墨极限的致密天体，中子的简并压不足以抗衡引力，这个天体还要坍缩最后形成黑洞⑤。黑洞通过撕裂星系、恒星、吞噬中子星、白矮星等物质来壮大自己，这是黑洞增长的方式。上述物质在吸入黑洞之后，就会在黑洞中进行物质的反向演化,如图2所示。这时的黑洞就如同一个巨大的粒子加速器和巨型对撞机,处在黑洞中的各种物质原子、粒子在黑洞巨大引力、超强磁场的高速旋转之下互相轰击，使所有的原子核发生裂解，反演（降解）成为基本粒子。黑洞能放出X射线就是这种裂解过程的产物,特别是黑洞中的高速电子，轰击那些多质子的重元素，必然要放出大量X射线。所有物质反演成为基本粒子之后，黑洞会或快或慢地向宇宙空间辐射这些基本粒子,好象这些粒子是从黑洞中“蒸发”出来的一样⑥，到达宇宙空间的基本粒子在暗能量旋涡场斥力的作用下会受到暗物质母体的吸引，会回归暗物质云海，过渡成新的暗物质为下一次循环奠定物质基础。黑洞的这种“蒸发”可能是大黑洞高速旋转的离心力和黑洞引力平衡所致，部分粒子就会从黑洞视界（即黑洞边缘）“蒸发”出来，速度更大的基本粒子就从黑洞中心喷射出来，随着这些高能粒子的喷射也会将能量带回宇宙空间，补充暗能量的损失。这样看来，我们宇宙的各种物质，就只有存在形式的转化，没有产生和消亡的问题。这也是唯物辩证法的核心问题。至此可见：宇宙大爆炸是物质正演的“发动机”，而黑洞则是物质反演的“发动机”。研究人员用一种简单的办法来测算黑洞的能量效益：他们先根据“钱德拉”望远镜观测的星系内层大小来计算黑洞能获得多少物质的能量，再根据炽热气团中空洞大小来计算黑洞释放出多少能量。结果发现，黑洞释放的能量几乎接近于它所获得物质含有的能量⑦。这有点类似电路中的“节点电流定律”，“流进的”等于“流出的”。这是宇宙中的节点定律，是能量守衡的体现。黑洞除了通过撕裂星系、恒星，吞噬中子星、白矮星等手段来壮大自己之外，还通过碰撞合并来壮大自己。美天文学家在位于银河系中心区域的牧夫星座方向，距离地球约60亿至110亿光年的区域观测到1000多个超大黑洞⑧，这是黑洞在这个区域沉积、