质量.引力.能量.密度4概念在现代宇宙学中的误用。
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从爱因斯坦、弗里德曼到今天的霍金,他们都在坚守一条共同的“信念”,即质量越大 的 天体,其引力越强,内部蕴含的能量越大,天体中心的密度越高。宇宙本身也遵循这样一条 正比链,并可做反向推论,即宇宙密度越大,所蕴能量也越大,宇宙中心的引力越强,宇宙 的总质量也越重。
爱因斯坦的引力场方程、弗里德曼的临界密度、盖莫夫的原始火球与霍金的黑洞半径, 都贯穿着这样一条“互比定律”(即原因与结果相互推比)。
其实,就某种具体天体来讲,这四大物体量之间并不存在这类互比关系,相同质量的两 个 天体,其引力半径并不绝对等长,它们引力的性质与强弱,主要取决于它们周围的电场环境 与各自所带电荷的多少。比如质量相等的两个地球,所带负电荷多的那个引力半径就大一些 ,笔者在《地球大揭秘》一书里已经讨论过引力的本质问题,只有首先弄清了引力的静电本 质,才能正确理解质量与引力的相互关系。
能量E与质量m是成正比的,但它同时与空间S成正比,与时间t成反比,即E=1 2 Stm。质量越大的天体,能量可以越大,但这是在空间S 与时间t固定的情况下来说的,如果时空条件不加限定,即不考虑这些天体的运动速度v, 所比出来的能量就是空的,因为宇宙间并不存在什么“静止能量”。速度为0,能量也恒等 于0,当宇宙学家们考虑宇宙能量时,显然没考虑宇宙的运动速度v,因为他们的宇宙至大无 外,无法向更外的区域运动,其总能量E只能是0。至于宇宙的内能,则是各星系能量的表 现,且它们的总合力为0。
密度是天体的体积V与其质量m的比,即密度ρ=mV。体积越大,其密 度越小。现宇宙学家所说的白矮星、中子星、黑洞、奇点,就是用这一密度公式套出来的, 它们把质量m的法码不断地加重,把体积V的尺度人为地缩小,最后就得出了∞0 =0的“宇宙奇点”。当然,也有反过来推的,使ρ=0∞,导致 宇宙无止境地“膨胀”下去,最后胀成为一个没有质量和密度的所谓“开放型宇宙”。
有人会指责我曲解了当代宇宙学家的意思,他们所说的“宇宙膨胀”与“黑洞坍塌”, 是 由天体自身的引力作用所造成的,天体中心的引力太大,它就会塌缩为黑洞与奇点,天体中 心的引力太小,它外围的物质就会“失重”,并相互飘散开去,使其天体变轻,并最后散开 。宇宙是聚是散,也由宇宙中心的引力大小来决定。
面对这类指责,我的回答是极其明确的,即宇宙中心或天体中心的这种“万有引力”根 本 就不存在。道理很简单,把你装在地球高空的“国际空间站”中,你只能在工作舱里飘悬, 丝毫感觉不出“万有引力”的存在。现在有人把你空间站的舱壁加厚,使其厚度达到1米、1 0米、1公里、1光年、100亿光年,1000亿光年,你仍然不可能有舱壁被人加厚的感觉,依然 飘然于失重的工作舱中。
另一位物理学家出来说话了:“不对,当舱壁厚度达到1000亿光年时,舱 中心的空间会被四周沉重的舱壁压拢,原飘悬在里面的人就被挤压成密度无穷大的奇点了。 奇点外是黑洞,黑洞外是视界,视界外是纯中子圈层,中子层外是简并物质(或高密态白矮 星物质)圈层,最外才是普通物质圈层。因为比可观测宇宙还大100倍的天体必具有不可思议 的引力,且这种引力都会集中于它的引力中心。”
看来,这位物理学家犯了三种想当然的错误:1.比可观测宇宙大100倍的宇航舱必也飘 悬 于更大的宇宙空间中,并同样处于失重状态,从舱内爬到舱外的宇航员,不可能感觉到有任 何重力的存在。2.如果该宇航舱表面产生了静电引力,东半球与西半球的苹果都在向宇航舱 中心掉落,宇航舱中心的引力势为0,宇航员也不会感觉到有来自于四周的压力。就如有一 个贯穿于地球的竖井,从中国井口落下的苹果会冲到美国井口露一下面,然后像静止的秋千 那样,飘悬于地球的几何中心。这只静止下来的苹果会把整个地球看成是太阳上空的“国际 空间站”,它只是舱中心的一颗飘悬物。3.即使1000亿光年半径的宇航舱表面有强大的静电 引力,其引力支点也不会落到舱中的宇航员身上,因为舱壁是球形固态的,它会像石拱桥那 样,把四周的压力均匀地分散开来。即使其舱壁全是液体,其几何中心的压力也不会大于四 周。把一桶水倒进现在的宇航舱,在这个飘悬的水球中心放一只压力计,其中心的压力与边 缘的压力不会有什么区别,足球与汽车轮胎里的大气压力是各处相同的。
如果把可观测宇宙看成是一只大一点的足球,那么我们每团星系所受的宇宙“气压”是 相 等的。既然太阳系附近不存在形成黑洞或奇点的物理条件,那么其它地方也不会存在这样的 物理条件。故更高密度的特殊天体不可能在可观测的“足球宇宙”范围内形成,哪怕这“足 球宇宙”中心有一个宇宙核,这核中心也不可能出现一个类似奇点、黑洞的核仁儿。通过以 上讨论,我们应明确质量、引力、能量、密度并不能互为函数,不然的话,质量无穷大、引 力无穷大、能量无穷大、密度无穷大的“宇宙奇点”就会冒出来,使整个宇宙学陷入因果互 推的悖谬。
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