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简介《物质粒子波动演生时空物理学》在宇宙学方面的应用

已有 400 次阅读 2024-5-27 18:01 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

      

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          《粒子波动演生时空物理学》在现有物理理论已经高度数学化的情况下,注重提高基本物理概念和物理过程描述的物理化和物质化程度,通过对大量实验观测结果的综合分析总结和提升,提出了物质粒子辐射空间本底量子新概念及质量时变关系(也可以通过现有物理理论从不同方面都能够推导出此结果),自然地揭示了物质粒子波动性的物理机制,推导出爱因斯坦——德布罗意关系和薛定谔方程以及普朗克长度。自然地揭示了惯性起源与引力机制、给出时间之矢的物质根基和空间本底的量子构成,推导出牛顿第二定律和牛顿万有引力定律与哈勃定律以及相近于德西特时空的宇宙膨胀模式,也使得爱因斯坦的引力理论中物质存在导致时空弯曲有了易于理解的物理基础(包括给出广义相对论基础的理论证明结果——引力质量即是惯性质量)。还推得并进一步阐释了爱因斯坦质能关系、康普顿波长、普朗克长度、光速是物质粒子运动速度的极限、惯性质量即是引力质量、哈勃常数与普朗克常数和光速及引力常数的关系。给出哈勃常数、普朗克常数、光速、精细结构常数和宇宙学常数与黑洞新的物理含义。将其应用于宇宙学方面,能够自然地解决有关宇宙学的诸多疑难问题和发现新的规律如下:
1.推导出当前不同距离星系退移速度与距离成正比的哈勃定律。
2.阐明每一个星系在后续持续退移过程中,其退移速度与距离的关系。

        这方面研究是目前宇宙学理论所欠缺的,由于不是完全清楚物质和能量在宇宙不同时期分布情况,按现有的宇宙学理论考虑的思路是难以简单明确地描述清楚的。
3.揭示银河系、太阳系、地月系统和地球自身统一性膨胀规律。

       在现有宇宙学理论中,认为宇宙空间膨胀只能带动距离非常遥远引力极弱的星系之间才能发生相互退移膨胀,引力很强的星系自身和太阳系等物质系统是无法随同宇宙空间一起膨胀的。所以说我们得出星系和太阳系等物质系统膨胀,是现有宇宙学理论根本无法理解的,从而加以回避甚至武断地加以否定。就如同近七八十年来轻率断定宇宙大爆炸后在引力作用下应该是减速膨胀的,甚至定义了减速因子,直到两个国际天文观测小组去实际观测宇宙减速情况,才惊奇发现宇宙原来竟是加速膨胀的,并以假设存在暗能量来承担加速膨胀的推动力。由于宇宙初始大爆炸属于唯像性描述和一直无法发现暗能量任何踪迹,所以从根本上来说,原有宇宙学还是不清楚宇宙膨胀及加速膨胀的真正原因。
4.揭示宇宙大尺度时空的膨胀演化规律。
1) 宇宙时空关系
        推得宇宙膨胀尺度随时间的变化关系,符合爱因斯坦宇宙学常数起主导作用的宇宙膨胀模式:德西特时空膨胀模式,弗里德曼宇宙膨胀模式(由于观测发现宇宙加速膨胀,便又把早已抛弃的宇宙学常数又重新拾了回来。但在我们描述的加速膨胀宇宙中,根本无需额外引入宇宙学常数)。给出空间本底量子即本底引力子质量公式,给出哈勃宇宙质量公式,给出宇宙空间本底量子分布的能量密度恰等于实际天文观测宇宙学常数的能量密度,给出哈勃宇宙质量和与实际观测限定相符的引力子质量。给出星系退移速度随时间的变化关系、星系退移光谱线红移量随时间的变化关系、星系⾃转周期和天体公转周期与⾃转周期随时间的变化关系。这里观测物理量随时间的变化关系,其中一部分已有高度符合的观测检验证据。

        需要指出的是,这里推导和计算给出与天文观测相符合的宇宙学常数的能量密度,在全世界尚属首次。而所有各种物理理论或数学至今还没有做到这一点,甚至目前量子理论的计算结果竟与宇宙学常数的天文观测结果相差120个数量级!这也反过来说明,只有真正搞清楚作为量子力学基础的物质粒子波动性的物理机制才不至于出现“物理学史上这一最糟糕的预测”。
2) 宇宙时空的无限性
        揭示宇宙时空是无限的,表明能量守恒与转化定律永远成立,能量既不能创造也不能消灭,可以向其它能量形式转化,物质的存在具有永恒性。虽然也推得宇宙在遥远的过去处于高密度高温度状态,但是,这里不存在物质和能量创生之说,不存在奇点之说,不存在空间有限之说,不存在时间有起始和终止之说。宇宙中任一位置观察者都处于自身的哈勃宇宙中。
3) 宇宙膨胀及加速膨胀
        自然地得出宇宙以临界速度各向同性地膨胀及加速膨胀,且与引力场强弱程度无关,根本无需引入宇宙学原理、宇宙初始大爆炸和暴胀概念,也无需额外引入暗能量(宇宙学常数)。既不存在奇点疑难、视界疑难、平直性疑难、磁单极子疑难。也不存在宇宙精细调节问题、宇宙巧合性问题,是否存在暴胀场问题、宇宙膨胀论有可能坠入地心说问题。
5.星系旋转曲线
        无需暗物质,能够自然地给出空间本底存在附加引力场强度,其结果与MOND理论引入的微小加速度类似,能够自然地解决星系旋转曲线疑难问题,给出与观测相符的星系旋转曲线。同时还能解释先锋号宇宙飞船出现的加速度异常问题。
6.提出几十项可以检验的预测

       其中,十几项推测至今已有了较高符合度的检验证据。还有十几项推测符合观测趋向,但目前还没有精细的观测结果。余下的其它推测虽然符合理论自身和相关理论及各种推演,但还是有于待检验验证。

        特别指出的是,我们于1996年和1997年相继发表论文《物体自身质量时变的引力理论》、《物体自身质量时变的引力理论及其应用》,推测宇宙不是通常认为的减速膨胀而是加速膨胀,并给出宇宙膨胀及加速膨胀的缘由和宇宙膨胀及加速膨胀物理公式,并明确指出这种加速膨胀出现的能量增量表象是原有物理学理论和宇宙学理论难以解释的。1998年天文观测发现宇宙处于加速膨胀之中,震惊了全世界,被迫假定宇宙中存在大量的斥力性暗能量推动宇宙加速膨胀。2011年该项观测研究获得诺贝尔物理学奖。如今,我们所推测的观测最遥远星空将会发现许多成熟星系和大质量黑洞,与目前韦伯太空望远镜的观测结果相符。而且预计,还将观测到越来越多的类似结果,比如将观测到越来越多的年龄大于根据大爆炸宇宙学理论推算的宇宙年龄的星系和星体存在,从而对现有的宇宙学理论构成越来越严重的冲击。

7.拓展应用领域

        可以首先推广应用于地球物理学,研究地球膨胀及演化,研究地质变迁、地震和矿产资源分布等。研究与地球密切相关的地月系统和月球起源,研究金星和火星这个分别与地球过去和将来命运相近的行星系统。

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