1. 绪论

1.1 引言

天文学(Astronomy)是研究宇宙空间天体、宇宙结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。天文学是一门古老的科学，自有人类文明以来，天文学就具有重要地位。它主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索运动规律、研究物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。在天文学悠久的历史中，随着研究方法的改进及发展，先后创立了天体测量学、天体力学和天体物理学。天文学的研究对于人类的自然观有很大影响。古代的天文学家通过观测太阳、月球和其它一些天体及天象，确定了时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体，记录天象算起，天文学的历史至少有五、六千年。天文学在人类早期的文明史中，占有非常重要的地位。埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很著名的史前天文遗址。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来；康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说，在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。牛顿力学的出现、核能的发现等对人类文明起重要作用的事件都与天文研究有密切联系。当前，对高能天体物理、致密星和宇宙演化的研究，能极大地推动现代科学的发展。对太阳和太阳系天体包括地球和人造卫星的研究在航天、测地、通讯导航等领域都有许多应用。天文学循着观测-理论-观测的发展途径，不断把人的视野伸展到宇宙新的深处。随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳系发展到整个宇宙。天文学在对于了解宇宙及其相关特性上，已有很大进展。但仍有些天文学问题找不到解答。若要回答这些问题，可能要有新的地面或太空的天文仪器，也许在理论天文学或观测天文学上需有新的进展。目前，天文学领域被公认的重大科学问题是“一黑两暗三起源”。

“一黑”主要研究从恒星级质量到星系中央超大质量黑洞的形成、物质吸积、喷流等物理过程与物质循环，在极强引力场中严格检验引力理论。黑洞是宇宙中最奇特和神秘的天体，它具有超强引力源，不断地吸积周围物质。在1974年，史蒂芬.霍金通过理论计算发现黑洞的蒸发现象，黑洞已不是完全“黑”的，也不单纯是个“洞”。它既可以通过吸积物质使质量增加，也可以向外喷射物质而使质量减小。霍金的计算表明，黑洞的蒸发辐射具有黑体的所有特征，这赋予黑洞一个真实的，在整个视界上同一的，直接由视界处的引力场强度来决定的温度。质量越大的黑洞，温度越低，蒸发越慢；质量越小的黑洞，温度越高，蒸发也越快。随着蒸发的加剧，质量丢失得更快，温度会迅猛地上升；随着温度上升加快，质量丢失就更厉害。这个过程会以疯狂的形式演变，最终黑洞被摧毁，以猛烈的爆发而告终，所有粒子都得到了大赦。

“两暗”指通过对超新星、星系、星系团、星系际介质、宇宙背景辐射等宇宙探针的观测和统计，以及空间高能伽玛射线和带电粒子的直接探测，研究挑战近代物理基本框架的宇宙暗能量、暗物质的物理本质，进而深入理解星系及可观测宇宙的起源、演化历史和物理规律。此外，在星系、恒星和行星层次，研究重点为银河系结构、子结构和形成历史、大质量恒星形成、超新星爆发、伽玛射线暴、中等质量黑洞以及致密天体，搜寻系外类地行星和生命存在的可能性。20世纪60年代，天文学家假设宇宙的质量可能超过可观测的质量。华盛顿卡内基研究所的天文学家沃拉·鲁宾对星系内不同位置的恒星速度进行研究，发现处于星系中央的恒星速度几乎与外侧恒星的速度没有任何差异。这一发现似乎有悖于基本的牛顿物理学定律。按照牛顿的物理学定律，星系外侧的恒星速度应该更慢。天文学家用一种看不见的质量解释这一现象，也就是暗物质。虽然看不到，暗物质也拥有质量，研究人员根据其对可见物质产生的引力推断暗物质的存在。阿德里安表示："科学家仍不知道暗物质是什么"，即使有望在不久后发现暗物质粒子，天文学家也无法在短期内确定这种神秘物质的特性。20世纪20年代，天文学家爱德文·哈勃认为宇宙并非静止不动，而是不断膨胀的。1998年，哈勃太空望远镜对遥远超新星进行研究，认为宇宙在很久以前的膨胀速度低于现在。这种现象让科学家陷入困惑之中，长久以来一直认为物质的引力逐渐减缓宇宙的膨胀速度，甚至能够导致宇宙收缩。对宇宙加速膨胀进行解释促使科学家提出暗能量理论，正是这种能量导致宇宙加速膨胀。科学家认为暗能量在宇宙中的比重达到近73%，并且难以捉摸，科学家一直未能直接观测到它的存在。科学作家阿德里安·乔表示：“暗能量可能永远不会暴露其本来面目”。

“三起源”是指宇宙起源、天体起源和宇宙生命起源。宇宙起源是从古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。经过哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辨，而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。直至20世纪，有两种“宇宙模型”比较有影响，一个是稳态理论，另一个是大爆炸理论。天体演化是指宇宙中天体的产生、发展和衰亡的过程。科学家对于恒星演化的认识比较一致，普遍都主张弥漫说：星际云在自吸引收缩中碎裂为许多小云，各小云集聚成恒星。恒星完成引力收缩阶段后，内部开始热核反应，形成主序星，再经过较长时间后变为红巨星，然后经过不稳定的变星阶段成为白矮星，或通过猛烈的超新星爆发成为中子星。恒星的质量愈大，演化就愈快。宇宙生命起源问题是一个亘古未解之谜。历史上有诸多说法来解释它，如西方的创世说、中国的盘古开天地说等。19世纪，达尔文的《物种起源》问世后，一直认为宇宙生命起源是被设计的观念被“偶然”观念所代替。在生命起源问题上，创造论和进化论的观点是截然不同的。创造论认为各种从原始到高级生物都是由神按其种类造出来的；生命只能源于生命，各种生命皆来自永生的神。但进化论却认为生命是在漫长的进化过程中，由无机物变成有机物，由有机物演化出氨基酸、蛋白质，最后演化为最简单的单细胞生物，从而产生了生命。迄今，宇宙生命起源仍有很多不解之谜，科学家也进行了大量的模拟实验，但是绝大多数实验只是集中在某一阶段，有些阶段还仅仅只限于假说和推测。长期以来，人类对宇宙生命起源之谜倾注了极大的热情和关注，但对此却一直都没有确切的定论。

1.2 主要内容

从极大尺度上看，宇宙不同地方的暗物质结构的统计性质几乎相同，是均匀且各向同性的。从小尺度上看，暗物质分布处处不同。暗物质成团地隐藏在星系的暗晕中。暗物质质量分布与可见物质分布相一致，暗物质粒子具有一定质量且质量极小，显电中性。暗物质具有引力效应，能与可见物质相互吸引。在宇宙中，暗物质占绝大多数的物质质量，不同可见物质与相同暗物质的引力效应是万有引力的源泉。各种暗物质候选者均有一定的合理性，但都还仅仅是候选者。无论是直接探测还是间接探测，目前仍没有捕捉到暗物质。总之，暗物质在宇宙中普遍存在，并远超过可见物质，然而仍无法探测到，因此，应该思考其原因并重新审视暗物质的构成。

宇宙之所以有序运转，一切皆因万有引力。如果失去万有引力，宇宙将陷于极度混沌状态，更不会有生命存在。因此，要了解宇宙的过去、现在与未来，首先要了解万有引力规律。已经有大量的实验研究表明在“真空”中可以生成正反粒子对，且正反粒子对可以湮灭消失在“真空”中，暗物质粒子可能是一种包含正反粒子的稳定对称粒子。暗物质粒子是连接星系-行星的“谱带”，暗物质粒子也具有传递能量的粒子效应。暗物质可以与不同可见物质相互作用，是物质间万有引力的传递桥梁，并能够合理解释万有引力超距作用。

因此，建立暗物质正反粒子偶极子模型，一个正反粒子偶极子中含有一对正反粒子。在一般的情况下，正反粒子偶极子既不显电性也不显磁性。暗物质由多种物质构成，如电子偶极子与质子偶极子，但主要成分为电子偶极子，且暗物质的各种性能由电子偶极子所主导。正反粒子偶极子之间的作用力包括瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力、瞬时取向力和瞬时诱导力，均同时存在吸引力和推斥力。当正反粒子偶极子处于任何一个稳定的平衡状态时，吸引力与推斥力平衡，此时间距为平衡间距；当正反粒子偶极子间距小于平衡间距时，吸引力与推斥力均提高，而推斥力提高较快；当正反粒子偶极子间距大于平衡间距时，吸引力与推斥力均减小，而推斥力降低较快。因此，正反粒子偶极子间距大于平衡位置时显现为吸引力，间距小于平衡位置显现为推斥力。而这里的平衡态，都是暂时的，一旦边界条件或内部条件变化，都会形成一个新的平衡态。

正反粒子偶极子与可见物质之间的作用有瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力、瞬时取向力和瞬时诱导力。这四种力均同时存在吸引力和推斥力，且吸引力和推斥力均随着间距增大而减小，随着间距减小而增大。如果没有可见物质，正反粒子偶极子将均匀分布。当空间存在可见物质，正反粒子偶极子的密度提高，可见物质质量越大，正反粒子偶极子的密度提高越多。正反粒子偶极子的密度具有一定的梯度，随着与可见物质的距离增加而密度降低。正反粒子偶极子是一种能量较低的稳定粒子，在一定条件下吸收足够的能量电离成正反粒子对；而正反粒子对在一定的条件下结合并释放出能量，形成较稳定的正反粒子偶极子。

电场是由正反粒子偶极子规律极化产生的，可采用正反粒子偶极子的极化来表示电场，采用正反粒子偶极子的极化强度表示电场强度。采用正反粒子偶极子的极化表示电场反映电场本质上是暗(实体)物质的规律变化，使暗(实体)物质与(电)场物质得到合理统一。用正反粒子偶极子的极化强度计算能够准确反映电场强度。由于电流存在，使正反粒子偶极子内的正反粒子的轨道发生偏转，此时，正反粒子偶极子内的正反粒子不在一个平面内运动，而是分别在两个交叉的平面内运动。如果是稳定的电流，会致使正反粒子偶极子内的正反粒子的运动平面保持偏转，形成稳定的磁场。磁场是正反粒子偶极子内的正反粒子的运动平面发生规律偏转产生的，可采用正反粒子偶极子的偏转来表示磁场，采用正反粒子偶极子的偏转率表示磁场强度。采用正反粒子偶极子的偏转表示磁场反映磁场本质上是暗(实体)物质的规律变化，使暗(实体)物质与(磁)场物质得到合理统一。正反粒子偶极子偏转强度计算能够准确反映磁场强度。电偶极子本质上是正反粒子偶极子，电磁波是由正反粒子偶极子规律振荡产生的，可采用正反粒子偶极子的振荡表示电磁波，采用正反粒子偶极子的振荡率表示电磁波强度，采用正反粒子偶极子的振荡频率区分电磁波种类。采用正反粒子偶极子的振荡表示电磁波反映电磁场本质上是暗(实体)物质的规律变化，使暗(实体)物质与(电磁)场物质得到合理统一。正反粒子偶极子振荡频率计算能够准确反映电磁波强度。引力场是由正反粒子偶极子密度规律变化产生的，可采用正反粒子偶极子的密度变化表示引力场，采用正反粒子偶极子的密度变化率表示引力场强度。采用正反粒子偶极子的密度变化表示引力场反映引力场本质上是暗(实体)物质的规律变化，使暗(实体)物质与(引力)场物质得到合理统一。正反粒子偶极子密度变化计算和正反粒子偶极子吸引强度计算均能够准确反映引力场强度。

相对论引力具有缺乏物质基础等多种不自冾，引力场是正反粒子偶极子密度变化产生的，具有坚实的物质基础与理论基础，在星体周围，正反粒子偶极子的密度具有一定的梯度，随着与星体的距离增加而密度降低，吸引力始终指向密度增加最大的方向。只要有可见物质，正反粒子偶极子的密度均会提高，因此宏观物质只表现为引力，而不表现为斥力。这明确可见物质之间的万有引力只存在引力而不存在斥力的物理原因，并合理解释引力场超距作用的物理原因。因此，可以认为采用电子对产生和湮灭、γ射线电子对效应、微波背景辐射和粒子加速器实验等手段可以捕获暗物质。

种种自然现象、物理实验与天文观测明确表明多普勒效应为在阻尼相同的条件下红移与传播距离成正比，而非与速度成正比，且阻尼越大红移越大，频率越高红移越大。光在宇宙中传播距离与红移成正比，这就是星系红移。光经过星体时，由于暗物质大量堆积，使其暗物质振荡受到极大约束，阻尼显著提高，红移更加显著。正反粒子偶极子是电磁波传媒物质，且本身也进行一定程度的“热运动”。而这种“热运动”会产生所谓的宇宙微波背景辐射。

多普勒效应、星系红移和宇宙微波背景辐射的分析表明宇宙并没有不断膨胀，因此，暗能量以及膨胀宇宙相关思想需要调整。宇宙中充满着暗物质，暗物质不仅是万有引力的一部分，也是电场、磁场、电磁波和引力场的载体。暗物质不仅时时刻刻进行热运动，而且是各种场的载体，暗物质不同的势能产生不同的场，在这种意义上，暗物质蓄积大量的能量，影响着整个宇宙的运动与演化。

奥伯斯佯谬是将物质、能量和空间混淆。实际上，星光不能传递无限远，迄今，人类探测到最远的星光只有465亿光年。奥伯斯佯谬的最大问题是将无限的星光放置在有限的空间内引起的矛盾。由于万有引力作用，恒星等星体均是成团成系存在，相对于广袤的宇宙空间，恒星空间占比极小，释放能量更加有限。另外，恒星光线被宇宙间黑暗星体，尘埃和气体吸收，由于温度较低，而这些宇宙间黑暗星体，尘埃和气体只能通过不可见光的形式向外辐射能量。因此，任何一个恒星的发光均是有限的，无法遍布无限的宇宙空间。即使宇宙是穏恒态的、无穷大的，夜空也会是一片黑暗。

威尔逊云室表明无论你观测与否，电子都是个粒子，电子的运动轨迹也不是波动的，是完全符合宏观物质的运动规律。德布罗意波是微观粒子在运动过程中诱导正反粒子偶极子产生震荡。微观粒子与正反粒子偶极子不断相互作用。在微观世界里，正反粒子偶极子不断对微观粒子“掷骰子”。微观粒子与正反粒子偶极子的时时刻刻、无处不在地相互作用无法准确计算。微观粒子运动比灰尘在空中的随机飘散运动还要复杂，只能采用空间概率分布统计规律，这就是量子力学随机性的根本原因。在观测微观粒子时，是已经发生的事情，轨迹是明确的，确定时刻落在确定位置的概率只会是1或者是0。实际上，任何概率事件（包括宏观物质与微观物质）结果未揭晓时，均符合概率函数；一旦揭晓，无数次的概率模型变成单次的确定事件，一定会坍缩成1或0。波函数坍缩本质上是描述一个整体概率事件发生前的预测及其单次概率发生后的确定状态。通过暗物质研究，将进一步了解微观粒子的运动规律与相互作用规律，会很大程度推动量子力学的发展。而电子等为微观粒子，观测单个粒子轨迹时，只表现为粒子性，而若干微观粒子的统计时，复合统计函数规律。另外，通过微观粒子与正反粒子偶极子的相互作用形成干涉时，表现为波动性，因此波动性和粒子性是相辅相成的。

无论观测与否，单个电子的运动特征均符合宏观物质运动规律，本身并没有波动。而观测到的干涉图案，而是电子诱导正反粒子偶极子的相互作用使大量电子在整个空间的概率分布规律的展现。而当观测电子时，对电子和正反粒子偶极子均产生了扰动，电子的空间分布规律受到干扰而变得杂乱无章，因此无法产生干涉。

在光传播的过程中，传播的是能量，不是正反粒子偶极子本身。正反粒子偶极子的能量与频率有关。光的频率如低于红限，无论多强的光也不会产生光电效应。光的频率高于红限后，激发出来的电子数量与被激发的正反粒子偶极子数量有关。任何粒子间同时存在吸引力和推斥力，都会有一个相对平衡的位置进行具有自身特有形式的振动。而振动的过程中，可以与周围粒子相互作用，通过这种振动的形式传递能量，即任何物质的粒子均能以波动的形式传递能量。因此，单独存在时只能表现为粒子性，而大量粒子协同振动进行能量传播时主要表现为波动性，但同时也保持着粒子性的所有特质，这就是所谓的波粒二象性。

正反粒子偶极子具有一定质量，星系牵引一定范围内的正反粒子偶极子运动，在一定范围内，正反粒子偶极子随着地球运动，超过一定的范围后，正反粒子偶极子存在一定的速度梯度，之后正反粒子偶极子就不随着地球运动。迈克尔逊-莫雷实验均处于地球全速牵引正反粒子偶极子的范围内，因此，观察到光各向同速。水、酒精等物质，质量极小，即使在水、酒精的内部，其牵引正反粒子偶极子的范围也十分有限，且存在着速度梯度，因此ｖ乘以一个小于１的因子。钢盘质量太小，其外部无法牵引空气随之高速旋转，更无法高速牵引正反粒子偶极子随之运动。地球绕太阳公转的速度为30km/s，观测点均在地球全速牵引正反粒子偶极子的范围内，因此，地球绕太阳公转造成的光行差最大可以达到20.5角秒。不同系统在一定范围内牵引正反粒子偶极子运动，观测这个范围以外的光线的自转或公转光行差分别以各自的自转和公转速度为准。

在天体周围，正反粒子偶极子的分布密度存在一定梯度，随着半径增加密度逐渐下降，光线经过太阳附近时，光线由于正反粒子偶极子的密度梯度而发生折射。雷达回波延迟和引力透镜也是由于天体周围正反粒子偶极子分布密度存在一定梯度造成的。而正反粒子偶极子的分布等密度面为球面，这里并不是时空弯曲，而是正反粒子偶极子密度变化的“弯曲”。

引力场是由正反粒子偶极子密度变化产生的，而一个正常的天体周围正反粒子偶极子密度不会发生剧烈变化，只有在超新星爆发或超大天体的碰撞时，才会引起周围的正反粒子偶极子密度发生剧烈变化，而这种剧烈变化会以波动方式由近及远不断传递。但这种波与电磁波完全不同，引力波是纵波，不具有偏振态；另外引力波是体波，能量衰减较快，传递距离较短。

根据相对论，电子在电场中被加速，速度达到光速时，质量为无穷大；但速度小于光速时，质量均是有限的，而施加力之后，无论力多大，都会有加速度，只要给足够时间，其速度均会无限接近光速，且与施加的力及大小无关，但这显然有悖于事实。而实际上是由于被加速粒子与正反粒子偶极子相互作用，粒子所受正反粒子偶极子的阻尼力随着速度增加而增加，当阻尼力与驱动力相等时达到极限速度。粒子所受驱动力与粒子带电量和电场强度有关，粒子所受正反粒子偶极子的阻尼力与粒子质量和速度有关。因此粒子极限速度与粒子带电量、质量以及加速电场强度有关。当粒子不再被加速时，由于粒子与正反粒子偶极子不断作用，存在着阻尼力，粒子速度会逐渐降低，这就是粒子在所谓“真空”中高速运动的真空摩擦。当粒子不再被旋转加速时，粒子“真空”中高速旋转速度会不断降低，而减速的加速度与速度成正比，这就是粒子在所谓“真空”中高速旋转真空摩擦。通过粒子高速运动真空摩擦和高速旋转真空摩擦的计算可以求出“真空”中的正反粒子偶极子密度。

任何平面相对于“光子”来说均是高山深涧，光子理论无法解释镜面反射。根据暗物质正反粒子偶极子理论，正反粒子偶极子传递的是电磁波，通过震荡感应传递能量。与波长相比较，平面镜就是平的了，因此发生镜面反射。而波长小于平面镜粒子间距的电磁波将无法发生镜面反射，而是发生透视。采用光子理论也无法解释“光子”如何从玻璃中以一定角度无法入射到“真空”中的现象。另外，“光子”束交叉时，光子理论无法解释相互碰撞的概率为0。光子在不同介质中的速度为什么发生变化，这些都不能用光子理论进行解释，只有采用暗物质正反粒子偶极子理论才能进行合理解释。

时间无法中断，时间无法伸缩，所谓时间伸缩都是人为设定的，如果存在时间伸缩，那么一定是所有空间、所有物质的时间伸缩，否则就存在时间的中断与不连续。空间不能中断，也不能变形，空间是不受任何外界事物影响的，是连续的、无边界与中心的，如果空间出现变形，那么整个空间一定存在同样的变形，否则会出现空间的中断与不连续。没有任何一个惯性系是优越的，运动均是相对于物质之间的运动，无法度量绝对运动，不同参照系的钟慢效应、尺缩、质增和时空弯曲都是相互且等价，因此钟慢效应、尺缩、质增和时空弯曲只能主观的人为设定。万有引力是正反粒子偶极子的密度变化产生的，正反粒子偶极子的分布等密度面为球面，这里并不是时空弯曲，而是正反粒子偶极子密度变化的“弯曲”，因此广义相对论的时空弯曲定义为正反粒子偶极子的“弯曲”更具有实际物理意义。

宇宙至今仍存在，一定存在着自我循环与再生机制。而大爆炸每次循环时间、空间、分子结构，物质是如何汇集到一个奇点上的，在宇宙起源之前的状态，这些都无法解释。而且，任何物质都是占有空间的，即不占有空间的物质是不存在的，那么就不存在密度无穷大的奇点。哈勃定律的物理宇宙论陈述为来自遥远星系光线的红移与他们的距离成正比，而并非是与所谓的退行速度成正比。另外，大爆炸理论认为宇宙年龄约为138.2亿年，然而，宇宙最大直径竟有930亿光年，以地球为中心可观测宇宙半径为465亿光年。即在465亿年前，它已经就在距离地球465亿光年的位置上，用大爆炸理论不能做出合理解释。因此，大爆炸理论是不合理的，而宇宙没有年龄，没有开始，也没有尽头。宇宙是没有边界，所谓的边界是探测能力的边界。

宇宙中包括可见物质和暗物质，可见物质主要是氢、氦、锂、铍等元素，而暗物质主要是正反粒子偶极子。宇宙中大量分布着暗物质，暗物质由于可见物质的存在而表现为不均匀性，正是由于这种不均匀性形成了万有引力。在宇宙中不存在没有暗物质的空间，而暗物质粒子具有极小的质量，不仅本身具有万有引力特性，且能形成磁场、电场。正是由于暗物质无处不在地存在，才使万有引力的手伸到无穷远。

任何没有循环机制的宇宙模型最终都会落入稳恒态。目前任何宇宙模型都没有建立良好的循环机制。任何稳恒态的宇宙模型一定有自己的循环机制，否则将陷入死寂，尤其没有氢气再生机制的宇宙模型是有悖事实的模型。

恒星的形成是天体物理学领域中最为基础性的问题，它是解答其他宇宙问题所必须首先解决的问题。所有的恒星有着类似的形成机制，且均需要一个触发条件，即具有一定质量和旋转速度的星体，或若干个星体集合。当一个星体触发吸积后，如果核心质量较小，尤其是转动速度较小时，周围物质将接近直线或较小的角度落向星体，内层物质具有极高的速度落入后，外层的物质速度无法快速提高，造成了物质吸积过早中断，使其无法形成足够大的恒星，成为失败的恒星，并形成了褐矮星。褐矮星、其他较大的星体或双星等，由于有相对大一些的质量和转速，当进入到大片星云，将触发吸积。而星云内物质落入星体的速度相对缓慢，使吸积过程相对漫长，外围物质有足够的时间加入旋转，使吸积过程不至于中断。当恒星爆发一定时间后，恒星开始抛离物质后，吸积过程才逐渐停止。而恒星聚变后，相对小质量的会形成白矮星。由于白矮星往往具有较大的转速，且质量较大，当进入到大片的星云，将触发吸积。由于白矮星旋转速度大，星云内物质降落过程极其漫长，外围物质有足够的时间加入旋转，更多的物质被吸积。由于质量较大，恒星聚变后，会形成中子星。中子星具有较小的体积，极高的转速，极高的质量，容易大量并快速吸积物质，使温度升高，并激发超新星，而超新星快速聚变后，质量和转速再次提高，并不断从周围不断吸积物质。由于超新星的质量过大，且转速过高，使被吸积的物质也具有极高的转速，而这极高的转速使落入到星体的速度极其缓慢，进而形成了巨大吸积盘，这就形成了所谓的黑洞。由于超高质量和超高转速，黑洞使吸积过程漫长持久。

黑洞的核心部位大量堆积着中子且不断从周围吸积物质和能量。中子既不能聚变，也不能裂变，更没有证据表明中子能够被压碎。由于黑洞的转速高，物质和能量被吸积的过程极度漫长。能量不断被中子吸收，温度上升极其缓慢，被吸积的物质很难被激发聚变。由于黑洞的超大质量和超高速旋转，使其成为一个薄片化结构，在薄片的吸积盘不断向中心缓慢吸积，在薄片的吸积盘向内有着巨大的压力，而黑洞的极轴方向，压力异常的小，且转动使极轴方向很难有物质堆积。极轴上的中子，受到吸积盘上的极大压力，且不断吸积物质与能量，进而使中子的电子逐渐脱离核心，形成质子和电子。当质子和电子大量堆积后，具有较高能量的质子和电子不断蒸发。而这种蒸发使周围的物质不断补充，促使物质和能量更快速地吸积，达到某种临界状态，质子和电子集中强烈喷射，喷射后很快降温并结合成氢原子，并进而形成氢气。黑洞是宇宙的清道夫，吸收周围的物质和能量，并使其再生为氢气。

生命生存条件是生命起源的首要条件。地球生命体系是已知的宇宙中唯一的生命体系，人类可以找到很多适合生命生存的星体，但将永远找不到一个安全、有效的星际旅行方法来抵达这些宜居星体。地球生命一定起源于地球，即使有人认为可能来自于地外星体，不仅要解决那个星体生命生存问题、生命旅行问题，同样也需要解决那个地外星体的生命起源问题。在多种生命起源的模拟实验中，阳光照射和化学物质高度浓缩汤是形成DNA单元的关键，在广阔的海洋、陆地及流动河流里均无法形成关键的生命浓缩汤。水陆边界的局部水域是形成原始生命浓缩汤的理想环境。水陆边界局部水域在长时间、无限次的干湿交替的过程中，各种类型的DNA单元会不断形成，且万亿种DNA单元的组合方式不断形成，这种大量的试错方式、优胜劣汰的适者生存原则，在生命产生之初就开始发挥极其重要的作用。相较于其他的氨基酸，更容易用现今蛋白质中发现的20多种氨基酸来实现自发连接。干湿交替的水陆边界局部水域环境不仅完美解决了核酸依赖于水但却容易被水分解的悖论，也完美诠释了为何生命在成千上万种可能性中只使用了那几种氨基酸。生命起源分四个阶段：小分子有机物形成、大分子有机物形成、多分子团聚体形成和原始细胞诞生。在大分子有机物形成阶段，自我选择的生命特征已经开始出现；在多分子团聚体形成阶段，自我选择发挥重要作用，自我复制的生命特征已经开始出现。在干湿交替和土壤的共同作用下，多分子团聚体已经出现自我隔离功能，而磷脂在自我选择的作用下不断胜出，不断形成具有自我选择、自我复制、自我隔离的完整生命特征的细胞。最初的细胞诞生在干湿交替的水陆边界，因此适应水陆两种不同的环境，这意味着水生生物和陆生生物同时产生。自我选择、自我复制、自我隔离是完整生命体必须具备的生命特征。病毒已经具备了自我选择、自我复制的生命特征，但病毒没有形成自我隔离的完整生命特征，病毒是生命起源的过渡性的、具有不完整生命特征的半生命体。一部分具有自我选择、自我复制的多分子团聚体形成了自我隔离的细胞膜，就诞生了具有完整生命特征的细胞。在生存竞争和协同作用下，病毒形成了对细胞的专一寄生性。这意味着病毒和细胞同时同地起源，唯一的差别是细胞具有自我选择、自我复制、自我隔离等完整生命特征的生命体，而病毒只具有自我选择、自我复制生命特征，但不具有自我隔离生命特征的半生命体。

惯性力需要在非惯性系才能体现出来，在非惯性系里需要引入惯性力才能应用牛顿第二定律，否则加速度找不到施力源。爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论，较好地解决了非惯性系中物体的动力学问题。爱因斯坦的相对论从本质上解决了非惯性系的动力学问题，质增、尺缩和钟慢等效应实际上是假想的物质与时空变化，但这些假想的物质与时空变化给物理学和天文学带来了巨大的影响，并产生了众多误解。因此，为了消除这些错误影响，在承认爱因斯坦在非惯性系动力学计算的伟大贡献前提下，提出物质、空间与时间等宇宙世界的规范描述规定。最后总结记录和说明宇宙至少且只需要物质、空间和时间这3个物理量，并针对宇宙三要素，分别形成相关规范性规定。

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