宇宙的演化
王为民
(四川南充龙门中学)
按照膨胀宇宙模型,表征宇宙大小的宇宙尺度因子
在过去某个时刻必然趋于零,即
,那时宇宙的密度将非常大、温度非常高、光辐射非常强,而宇宙就是由这个奇点大爆炸起源,并随着宇宙尺度因子
的增大而演化的。
我认为大爆炸学说没有指出包裹奇点的时空结构,这是它错误的根源。下面按照我克鲁斯卡坐标的全时空结构建立的"白洞创生宇宙论"解释宇宙的演化。
在前面已经讲述了宇宙的起源,现在用宇宙尺度因子来分析宇宙的演化。
这个时代,白洞真空量子起伏(涨落)产生的粒子由于是单向运动区和白洞强大的引潮力作用而分离,并被白洞加速获得新的能量,光子为光速,物质接近光速度,它们由白洞的奇点及其真空以辐射形式喷射出来,越过白洞视界,包裹在白洞周围。由(1-381)辐射密度和实物粒子密度之比与宇宙尺度因子成反比
知道,在宇宙尺度因子
由
的膨胀过程中,将出现
的时刻
,在
时刻以前,即
时,宇宙历史以辐射为主,这就是火球时代,包裹在白洞周围的粒子不断产生和湮灭,并发生激烈的碰撞在白洞周围形成辐射火球圈。而
就是物质为主的时代,这时物质包裹在白洞周围进行王为民强子引潮色链生过程,强子数目急剧暴涨,白洞在视界外的辐射火球圈外又形成一个以实物为主的实物火球圈(或叫粒子物理圈)。火球质量和体积急剧膨胀,在实物火球圈(粒子物理圈)外又形成了核物理圈、对流圈(原子物理圈Ⅰ)、光球圈(原子物理圈Ⅱ)、色球圈(原子物理圈Ⅲ)、冕圈(原子物理圈Ⅳ)最终形成一颗王为民超级恒星。这颗超级恒星与其它恒星最大的不同是内部有颗白洞的存在,是一颗质量暴涨恒星,爆炸抛射对流区活动比普通恒星更加频繁,抛射力度更大,抛射物质更多、抛射距离更远。超级恒星的黑子是形成星系、恒星、行星的胚胎,对流圈黑子群的被抛出于形成了宇宙的各种天体。
下面考虑早期宇宙的温度。采用
的自然单位,玻色子和费米子的质量密度和温度的依赖关系为
(1-421)
玻色子和费米子的粒子数密度和温度的依赖关系为
(1-422)
其中
是宗量为3的黎曼函数值,
和
分别代表自旋自由度数。压强和密度的关系为
(1-423)
如果将(1-421)和(1-380)
对照,立即可知
(1-423)
这说明早期宇宙随着宇宙尺度因子的增大,温度逐渐下降。
如果我们为了估算早期宇宙的温度随时间的变化情况,我们可取宇宙学常数
,并且忽略早期宇宙的时空曲率,取曲率指数
,我们可以把弗里德曼方程(1-374)变为
(1-424)
利用(1-423)和(1-422),代入(1-424)便得到宇宙温度的演化方程
(1-425)
这里
(1-426)
这叫等效自由度。取
时,
,由(1-425)求得
(1-427)
其中
。
经计算,当宇宙年龄为
时,温度
,这相当于白洞才创生出超级恒星的辐射火球圈。当宇宙年龄为
时,温度降为
时,超级恒星的粒子物理圈开始形成,宇宙年龄为3min时,温度为0.1MeV,形成超级恒星的核物理圈,当宇宙年龄为
时,即约1万年,温度出现
,白洞创生出超级恒星的原子物理圈。
由白洞创生的质暴超级恒星的产生,是宇宙物质形成的基础,由它不断抛出对流区物质,形成了我们今天至今还在加速膨胀的宇宙。