关于“宇宙终结”的新理论

有个名段:“我知道我是怎么来的,我还想知道我是怎么没的!” 那么,我们也一定想知道宇宙是怎样来的,也一定还想知道宇宙是怎样没的!

一、引言

我们的上一篇博文,最后的“宇宙暴胀理论”之战说的是宇宙怎么样来的那些事。http://www.pptv1.com/?P=1188

最近这还有这么一篇文章,物理学家提出“宇宙结束”的全新理论

2017-05-19 ,说的是宇宙的未来将怎么终结。

https://mini.eastday.com/a/170519222122269.html

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这是普林斯顿高等研究所主管—数学物理学家Robbert Dijkgraaf,他是一位非常权威的世界知名的理论物理学家。去年在北京的2016-String 国际弦理论大会上,他做大会报告,就是关于弦物理和宇宙的历史。我在报告当场公开提问他,是否有TOE,他回答了很长。

各家都想发展TOE,这样的TOE不仅要描述宇宙万物,还要描述宇宙的创生和宇宙的终结。他也在发展他的 TOE。下面是他的宇宙末日的观点:

1.黑洞是一如我们所知,掌握世界末日的关键;或者更准确地说,我们所知的宇宙末日。

2.物理学家近年来发现宇宙不只是在膨胀,而且有力量正在推开让它加速膨胀。最终,它们将达到非常快的速度(在他的理论,比光速快),甚至遥远星系会逐渐消失;直到我们生活在岛屿宇宙( island universe)。

3.当星系独自存在于这类空洞的宇宙时,恒星会一颗接着一颗熄灭,因为它们会燃烧燃料。而如果所有的恒星都烧完燃料,剩下的唯一力量就是重力。然后它会慢慢地把它们拉进来,而黑洞会吃掉宇宙的一切,就是这样。

4.对宇宙来说,这是一个非常荒凉的遥远未来,许多物理学家还没有相信也无法检验是否这是宇宙历史真正的未来。但结果是,所做的实验都是指向这个方向。

二、宇宙未来的三个主要方向

本来在天文学中宇宙的未来取决于宇宙的密度与临界密度的比率,用大写的Ω表示。

1.如果 Ω < 1, 宇宙膨胀并发散。(universe diverges)

这是一个开放(open)宇宙:如果重力不足以阻止膨胀,则宇宙将一直膨胀下去,没有终结且渐趋冰冷,星系间距离持续增加,但奔离速度会逐渐降低。

2.如果Ω = 1, 宇宙膨胀并趋于热寂,或“岛屿宇宙”。( island universe)

这是一个平坦(flat)宇宙:宇宙膨胀至某限度后,此时重力刚好与膨胀力相抵,因此即不膨胀亦不收缩,星系间距离将保持不变。

3.如果 Ω > 1, 宇宙回归于初,或循环往复。( bounce or circle )

这是一个封闭(close)宇宙:若重力足以阻止膨胀,宇宙膨胀至极大值之后将转为收缩,最后又回到像最初的高密度、高温度状态。有人认为它可能会再度发生大爆炸,开始下一次的膨胀。

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以上情况表明,1和2应该是宇宙一直会膨胀下去,或停止膨胀,但永远也回不了头!

宇宙至今仍在不断地膨胀中并加速膨胀。然而因物质之间的重力吸引会降低膨胀速率,故物质的多寡决定未来宇宙的演化,问题是这个Ω可能会有动态变化,最后,以上可能的三种结果有可能变化,让Ω> 1,于是一起回归于初。宇宙就会走向大收缩。再次成为一个宇宙蛋,而这个宇宙蛋也很可能会再次形成一次大爆炸;或是再经历一次宇宙乾坤大逆转的演变。

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对于宇宙的未来命运,一种简单的解决方法就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Ω < 1的水平。但是如果这个比值会出现变化呢?比如不再是Ω <1了呢?如果出现这样的变化,情况就会有很大的不同。

随着宇宙的膨胀,一切遵循幽灵能量模型进展,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趋向无限大,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”(BigRip)。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。

物理学家弗兰普顿(Frampton)等人提出了一种与此不同的替代方案,称为“小撕裂模型”(Little Ripscenario)。在这一模型中,他们假设这种压力/密度比将随着时间变动,物质的链接,基本粒子也同样会被撕裂,但是其中的不同点在于他们限定这种比率的变动将不会导致宇宙尺度达到无限。

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暗能量的性质决定了宇宙的最终命运。图片来源:NASA。

这是权威的宇宙未来时间表:

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当然,按照我们的 理论检验—-质量控制 拼图模板,就像主流的宇宙起源的暴涨理论一样不靠谱,这也是不可靠的物理理论。但这样的描述直观、动人、具体、权威,它吸引了大众的眼球,成为普通民众的信条。

如果没有宇宙学计算依据,这样的理论就当做科幻著作看吧!

三、基本计算依据

海枯石烂,质子变心!在宇宙星球由黄矮星变成白矮星时,如果质子可能这样衰变:

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或是:

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或进入黑洞的时间尺度:

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第三阶段,或是霍金黑洞蒸发,所有物质变成微波光子之类的辐射:

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当 讨论到宇宙寿命 远大于 TU〉〉10^100 年,10^200年 后面的预测就很不靠谱了。

或许,我们又回到,宇宙早期创生的 Te=10^-45 的时期,

宇宙的密度与宇宙的寿命TU,可以由下式:

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现在,我们周围宇宙的Ω观测值 在1 附近,所以,主流宇宙学家也很难估计,我们的宇宙未来到底将如何发展变化。

但宇宙学的进一步发展,将揭示主流的宇宙终结理论就如同主流宇宙起源的暴涨理论一样不靠谱,一定会失败。因为,一定还会有更新的版本。

四、龚学新理论

但我们龚学物理,完全不同于主流物理学。

由于,宇宙粒子创生方程0,表明宇宙随着时间的增长,其宇宙物质和空间也都在增长!

方程0中,宇宙的四分之一(16/64=¼)是空间,同时四分之三(48/64=¾)成为总体物质,总体物质包含可见物质和暗物质。见《超统一理论》一书第42页(龚先生35年前写的书)。

现在,方程0的细节比以前清楚得多,有两个新的知识:
1,48个物质粒子其中的41个是暗质量的成分,7个是可见物质成分。我们可以精确计算,宇宙的暗物质、暗能量比例、可见物质比例。这个结果与国际观测值普朗克CMB DATA 高度一致。此模型全球首创,举世无双。
2,有暗物质转化暗能量的比率(W);或称暗流,计算预测值为w=9%,2016年被观测证实。这是宇宙学的重要发现。表明宇宙质量增益减慢。

H0(哈勃常数,根据CMB 观测数据,宇宙的早期,Neff = 3),H0= 66.93±0.62公里−1 MPC−1
另一方面,在哈勃常数的本地值H, 现在 的观测值H= 73.24±1.74公里−1 MPC−1。

因此,W=H/H0 -1 =9.4%

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Comment on Adam Riess’ talk

对于以上工作,哈佛大学的最近的报告指出:如果没错的话,对于理解宇宙中我们还不懂的95%暗物质暗能量的那部分,这可能是一个重要的线索。

ADAM RIESS’ TALK at the Harvard-Smithsonian Centre Center on May 11, 2017

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事实上,目前是Ω略小于1,宇宙仍然还是为加速膨胀。

我们估算预测宇宙未来的Ω必须大于1。宇宙回归宇宙蛋并穿越反弹(循环多重宇宙),这种Ω动态的机制是什么?
原因1,方程0的创生机制;原因2,宇宙暗流的作用和变化W。
当W = 100%,将没有 物质,宇宙将无限扩大类似永久的膨胀。

当W > 0%时,宇宙仍在加速膨胀,时间加暗流为驱动力。

当W= 0%时,宇宙空间没有了加速膨胀,所有的质量增益都在使 Ω增加。

因此,当宇宙膨胀速度受光速的限制,不能超过光速时,其宇宙物质密度必然增加。

宇宙必然进入封闭宇宙, Ω > 1, 宇宙最后回归原点,进入反向周期。而下一个宇宙生命周期寿命会加倍。

我们已经给出了一些新物理学理论和科学定量计算依据,更具体精确地计算宇宙年龄之类的事,以后再展示给大家,或是留待宇宙学家们继续努力的工作。

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五、结束语

宇宙的未来还是一个神秘的令人着迷的未知世界。宇宙探索将改进我们现有的物理学和宇宙学。只有当更可靠的物理学理论出现,才有可能更好地描述宇宙的未来。

龚学物理已经给出了宇宙静态增长模型和动态 Ω描述,特别是宇宙暗物质流转变预测值w=9%,得到实证,这应该是宇宙学发展中的一个重要里程碑。

重要提示:

最新结果已经计算出来了!

C-universe2017-6-18

T=4.34×10^17  秒

N=345

我们的宇宙已经进入了第345个震荡周期。

正是:

宇宙未来是个谜,无人猜透真谜底。

可靠理论已出现,宇宙一统乾坤移!

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