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通过修改引力场方程建立大爆炸宇宙学的替代理论 

2017-04-20 19:49:58
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目前的大爆炸宇宙学既不能解释星系形成也不能自圆其说,可谓千疮百孔,其伪科学性越来越明显,越来越多的学者正在抛弃这个学说。然而,不从广义相对论自身找问题,试图另起炉灶建立替代大爆炸模型的理论肯定是浅薄的,也不能真正取代之,至多并存。我国学者杨见亮通过修改爱因斯坦引力场方程建立大爆炸学说的替代理论,完善和拓宽了广义相对论的理论和用途。如果广义相对论继续停止不前,还真有被推翻或取代的可能。修改后的场方程保留了原方程的简洁和优美,不像其它修改那样,只顾迎合宇宙学需要,随意往方程里添加项目,致使在极弱的球对称引力场里回不到牛顿引力定律,如此修改的场方程实际上不能再继续称作引力场方程了,因为它与引力已没有联系了的替代理论摈弃大爆炸模型的瞬间创生接受霍伊尔稳恒宇宙理论的缓慢的连续创生思想今天是了解过去和认识将来的鈅匙,逻辑上更合理,能更好地更自然地解释观测事实新理论显示不仅星系之间的空间在膨胀,星系本身也在按同样比例膨胀----今天在放大镜里看到的夜空就是若干年后的实际夜空,新物质在天体内连续生成,宇宙里物质的平均密度始终不变。太阳和地球都在不停地增大,距离越来越远,太阳光线越来越亮而不是越来越暗,地球越来越热。太阳的越来越亮有确凿的观测证据,其实并不为大爆炸理论所解释,按照大爆炸理论宇宙的温度是越来越低的,太阳温度也只能越来越低而不是越来越高,太阳没有例外的理由,如果说是引力收缩使太阳变亮。那么这也同样适用其它天体,必然导致整个宇宙里的物质的今天的温度比大爆炸后还没来得及结团时的温度高,因此大爆炸理论前后矛盾。尽管太阳像今天的样子也许存在了60多亿年,但组成太阳的物质从大爆炸起就有了,这意味着太阳燃烧的年龄就是从大爆炸至今的时间而远不只60亿年,在这么长的时间内太阳不紧不慢的燃烧,可控机制是什么,大爆炸不能解释。

新理论能够自然地解释太阳系内观测到的引力反常,如考虑了潮汐后月球仍有不明原因的后退运动,及观测到的日长变化与潮汐理论不符,又如最近监测卫星测到的地球半径每年增大0.2-1毫米的事实,及日地距离的增加等都能自然地得到解释。显然宇宙的连续膨胀是物质连续创生的需要,新理论把时空膨胀和物质创生有机的结合起来了。杨见亮的开山论文Modification of gravitational field equation and rational solution to cosmological puzzles发表在国际物理学术期刊上,得到多数同仁的支持,中文论文《基于场方程修改的新稳恒宇宙论-----兼批大爆炸宇宙学》发表后得到不少国内学者的赞许,在国内填补了一项空白除以上特点外,新理论有如下特征:

1)保持相对论基本框架和基本原理不变,不增加任何新的假设,继续接受宇宙学原理,继续使用罗伯逊----沃克度规。

2)修改后的场方程对压强的求解是负的,一些人感到不适应, 这是一种世俗的偏见。其实无论经典力学或相对论都没有真正拒绝负压强,经典力学里仅压强的导数出现在运动方程里,压强的大小可任意取值,不排除负值。在相对论里不仅压强导数而且压强的大小出现在运动方程里,这要求压强的值不能任意取,但仍不排除负值,我们没有理由拒绝负压强。计算结果表明负压强的量级与该处物质的相对论能量密度相当,因此可推猜这负压强反映的是核子或夸克之间的强作用力,引力只提供极小部分,压强名副其实地成为引力的源,不像以往那样相互为源。正是这负压强的出现导致物质的连续生成,把场方程应用于天体得到dm+Pdv=0, 唯象地看天体质量的增加来源于负压力的作功,创生并非随便的产生,并不真正违背能量守恒定律,也可看作能量守恒定律的推广,进一步的计算结果是,dm=3Hmdt, H是哈勃参数,这意味着天体质量目前每年增加大约百亿分之一,对于地球是一万二千亿吨左右,半径则增加0.5毫米。微观的看,物质的这种创生是核子的分裂,时空膨胀(不妨看作膨胀力)把一个核子拉开为两个同样的核子,相当于细胞的有丝分裂,如把一个中子拉开为两个中子,这样核内就多了一个中子,能很好地解释元素的放射性为什么能够持续。

 

3)尽管星系或天体在增大,但它们的自转或公转的角速度不变,也即周期不变,就像用放大镜观看园周运动那样,不仅轨道半径在放大,速度也随着放大,但角速度不变,所需能源仍是负压力做功。天体轨道膨胀的这种性质完全可从测地线方程推导出来,而不是另加的假定。新宇宙学理论对于太阳物理,空间物理,地球物理及地震成因的研究具有重要的指导意义。自然界的物质本质上是相互联系的,然而大爆炸理论不能对其它学科有所指导作用,说明它并没有真正揭示物质世界的内在的本质联系。

 

4)与大爆炸类似,新理论仍然把微波背景辐射解释作极远处的物质发出的光红移后在我们仪器上的综合反应,但不认为来自同一球面,且频率越低的背景光子各向异性越小,因为其光源越远,反映宇宙里的物质分布越早越均匀。今天宇宙在大范围表现出的均匀性正是以前小范围内的均匀性的放大。星体构成极其稀薄的无限深的气体,相当于一空腔------我们所在的宇宙近似于一个空腔,从其发来的光当然具有黑体谱,这就是背景辐射具有黑体谱的原因。大爆炸理论不能解释早期宇宙的均匀性,因为大爆炸时宇宙物质分布应该是最不均匀的时候。大爆炸也不能解释黑体谱,在大爆炸框架宇宙温度是下降的,所谓的热平衡不存在,既便有热平衡也不见得有黑体谱,热平衡不是黑体谱的充分条件,处于热平衡的物体多的是,但很少具有黑体谱。尽管大爆炸论者对轻元素丰度的计算符合观测,但不表明大爆炸一定发生,因为按同样方法计算出的其它元素的丰度不符合观测,而且不能解释不同天体上元素丰度的差异。

 

5)能量即物质的快速创生(如大爆炸)违背常识,但慢速的创生并不违背常识,应当被允许。相反,如果认为物质绝对不能创生,实际上就是把质量守恒定律绝对化,与唯物辩证法的认识论并不一致。唯物辩证法认为任何物理定律都是近似地反映自然现象的, 不存在绝对正确的定律,我们的一项重要任务就是确定这些定律的近似适用范围。因此盲目的不谨慎的推广或极端化的使用都是对定律的绝对化,决不是科学的态度。

 

6)新理论认为,时空是无限的,不再依赖所谓临界密度,宇宙的膨胀和收缩循环往复,交替进行,尺度因子演化满足正弦函数关系即 R(t)=Csinat, 剔除了非理性的反复无常:急剧膨胀(大爆炸)----减速膨胀----暴涨----减速膨胀---加速膨胀,,,,。新的距离红移关系与观测高度一致,不存在宇宙加速膨胀的结论。新的替代理论认为在过去某一时刻即Rt=0时刻,所有星体质量为零,温度也为零,而后随质量增大温度逐渐上升,这与大爆炸理论认为的宇宙物质从原始火球逐渐变冷恰恰相反。宇宙里物质的温度是逐渐上升的而非下降是有观测依据的,如观测显示地球27亿年前是一个冰球气压减半,太阳亮度仅为今天的百分之十五,与之相反,说太阳由高温到低温的演化从来没有观测依据,完全是想当然。由于负压强兼具压强,暗物质,暗能量的多重性子,暗物质暗能量不在单独出现,宇宙学参数自然减少二个。

      


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