36、大爆炸理论是否正确

37、恒星的起源

38、恒星的演变

39、黑洞到底是什么

40、宇宙氢气的再生机制

41、宇宙第一推动力

42、宇宙是怎样有序无限循环的

43、经典物理和现代物理的统一

44、宏观世界与微观世界的联系

45、低速物理与高速物理的桥梁

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，即：物质、空间和时间是宇宙三要素。

物质绝对论1：物质性

物质的最重要特征是物质性，即物质不能创生，也不能消失。物质在人们的意识之外独立存在又能为人的意识所反映的客观实在。世界上的一切事物有着各种各样的形态，不断地变化发展。归根到底，物质不能创生，也不能被消灭，只能从一种物质转化为另一种物质，或从一种形态转化为另一种形态，或从一个空间移动到另一个空间。

物质绝对论2：空间性

物质的一个重要特征是空间性，即物质占有空间。空间性是物质存在的体现，或大或小，物质一定占有一定空间。任何物质不能脱离空间而单独存在。另外，空间也是物质运动的广延性的体现。

物质绝对论3：时间性

物质的另一个重要特征是时间性，即物质存在具有连续性。时间性是物质存在连续性的体现，物质的存在不能中断。即任何物质不能脱离时间而单独存在。另外，时间性也是物质运动连续性的体现。

物质绝对论4：唯一性

物质都具有唯一性，即同一物质不能同一时刻在两个位置存在。否则就不是同一物质。

物质绝对论5：粒子性

物质都具有粒子性，即任何物质均由粒子构成，粒子或大或小、或明或暗、或可见或不见、或集中或分散，无论表现出怎样的连续性，均由粒子构成。

物质绝对论6：物质密度不能无限大

这是由物质的空间性决定的。物质都占有一定的空间，或大或小。若物质密度无穷大，意味着物质不占用空间，也就意味着这种物质不存在于空间，即这种物质不存在。

物质绝对论7：物质同时具有吸引力和推斥力

任何物质均有吸引力，而同时具有推斥力。物质稳定状态时，吸引力与推斥力平衡，物质粒子的间距为平衡间距；当粒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，物质进入不稳定状态，通过自身体积扩大或外界施压等才能达到一个新的平衡；当粒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，通过自身体积缩小或外界牵引等才能达到一个新的平衡。因此，粒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。由于物质推斥力的存在，物质不能无限压缩，这样物质才能保持空间性。

物质绝对论8：物质粒子具有振动性

物质粒子间同时存在吸引力和推斥力，无论是否处于一个稳定的状态，都会有一个相对的平衡位置，都能在一定范围内进行不同形式的振动。振幅或大或小，频率或高或低。

物质绝对论9：物质具有波动性

物质粒子都具有一个相对的平衡位置，物质粒子均能够围绕相对的平衡位置振动，而振动的过程中，物质粒子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。总之，电磁波和机械波均是通过物质间相互作用而传递能量，没有任何本质区别。

物质绝对论10：物质状态只有通过物质相互作用才能改变

物质的运动状态与能量状态只有通过物质的相互作用与能量交换才能改变。能量交换本质上也是微观粒子的相互作用。虚空或时空均不能作为施力物体，也不能改变物质的运动状态与能量状态。

物质绝对论11：能动性

物质具有能动性，即任何物质都具有能量，不存在无能量的物质。能量只能从能量高物质传递能量低物质。任何物质不能将所有能量传递给其它物质，即：无能量的物质是不存在。

物质绝对论12：能量本体

物质是能量的本体，没有物质能量无所依。能量是物质的属性，任何能量都不能脱离物质而单独存在，不存在无物质的能量。

物质绝对论13：能量受体

物质是能量的受体，没有物质能量无所传。物质和能量不能相互转化，同时，二者是不可分割的共同体。但能量可以转化与传递，能量的接受者必须是物体。

物质绝对论14：力的本体

力是物质的属性，任何力都不能脱离物质相互作用而单独存在，不存在无物质的力。虚空或时空不能成为施力物体，只有物体才能作为施力物体。

物质绝对论15：力的受体

力一定存在施力物体和受力物体之间。虚空或时空不能成为受力物体，只有物体才能作为受力物体

物质绝对论16：物质的运动只能用物质度量

不存在任何一个独特的空间可以独立地标记，物质运动只能通过另一个物质来度量，即物质运动只能通过参照物来度量，没有参照物，无法确定运动状态。

物质绝对论17：物质绝对空间运动无法度量

空间没有中心和边界，任何的中心和边界不能脱离物质而单独定义。物质的运动是绝对的也是相对的，任何的绝对运动都无法度量，任何物质的运动只能通过另一个物质进行度量。

总之，物质是独立于意识之外且又能被意识所反映的客观实在。物质不能创生，也不能消失，只能从一种形式转变为另一种形式，或从一个空间运动到另一个空间。物质具有质量、占有空间，能够运动并携带能量。

空间绝对论1：空间连续性

空间是连续的，不存在突然中断的非连续空间。

空间绝对论2：宇宙无边界

任何的空间边界不能脱离物质而单独定义。宇宙空间无限大，没有边界，所谓的边界是探测能力的边界。或是人为设定的边界，但无论怎样设定边界，如果脱离了物质，边界的位置、边界的形状、边界之外的空间也无法合理确定。

空间绝对论3：宇宙无中心

任何的宇宙中心不能脱离物质而单独定义。宇宙没有中心点，所谓的中心点是人为设定的中心点，但确定宇宙中心位置前需设定宇宙边界。脱离物质的中心和边界没有意义，也无法进行定义。

空间绝对论4：空间无法独立标记

任何的空间位置不能脱离物质而单独标记。空间只能通过与物质间位置关系进行标记，没有参照物，无法进行有效标记。

空间绝对论5：空间无形

空间本身是无形的，所谓的形状，都是人为设定的，空间可以设定为任意形状，任意大小。如果人为设定空间变形，只能是所有空间有相同变形，否则会出现空间的不连续。

空间绝对论6：空间无法移动

空间无需移动，也不能移动。你没有办法移动空间，所谓的移动空间，只能是人为的假定，但无论怎样移动空间，都没有任何变化。如果人为移动空间，只能是所有空间的移动，否则会出现空间的不连续。但整个空间都移动就失去了移动的意义。

空间绝对论7：空间无法变形。

空间是为物质存在与运动提供场所，空间本身无形，也无法变形。空间不能变形，否则会出现空间的中断与不连续。但如果整个空间都变形，人为设定的变形已经失去了意义。

空间绝对论8：空间无法作用于物质

空间无法作用于物质，能作用于物质的只有物质。

总之，空间提供物质位置、体积和形状信息，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，不能变形的，绝对空间无法单独标记，只能通过参照物质进行标记和定位。

时间绝对论1：时间没有起点。

时间没有起点，所谓的起点是人为设定的起点，任何的起点之前还有时间。

时间绝对论2：时间没有终点。

时间没有终点，所谓的终点是人为设定的终点，任何的终点之后还有时间。

时间绝对论3：时间无法中断。

时间具有连续性，无法中断。

时间绝对论4：时间无法独立标记

时间无法独立标记，只能用物质事件进行标记，没有物质事件参照点，无法进行有效标记。因此只能采用事件进行时间标记。

时间绝对论5：时间可以用事件和事物周期标记

时间没有起点，也没有终点，没有绝对的时间标记，但是可以用不同的事件进行标记。

时间绝对论6：时间不能伸缩。

时间无法伸缩，所谓时间伸缩都是人为设定的，任何的时间伸缩对所有的物质是等价的，否则任何的时间伸缩都意味着物质的存在中断。如果存在时间伸缩，那么务必是所有空间、所有物质的时间伸缩，否则就存在时间的中断与不连续。而所有物质的时间均伸缩，这种假设就失去了意义。

时间绝对论7：时间是同步性

任何地点、任何时间都是同步的，不能某些地点是在过去，某些地点是在现在，某些地点是在将来。测量存在相对时间差，但事件的发生与观测效果无关。观测的时间差是可以度量的。

总之，时间提供事件发生顺序和物质运行周期信息，时间是不受任何外界事物影响的，是绝对的、纯粹的、数学的时间，就其本性来说均匀地流逝，然而时间没有起点，也没有终点，绝对时间无法单独标记，只能通过事件进行标记。

多普勒效应(Doppler effect)是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的，是于1842年首次被提出的理论。主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。认为在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高(蓝移blue shift)；在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低(红移red shift)；波源的速度越高，所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

1842年的一天，多普勒正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驰过，他发现火车从远而近时汽笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低。他对这个物理现象感到极大兴趣，并进行了研究。发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象，这就是频移现象。因为，声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化。当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高。音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”。

匀速运动的火车从远而近时汽笛声变响与音调变尖均是一个逐渐变化过程，而火车从近而远时汽笛声变弱与音调变低，也是一个逐渐变化过程。如果频率与速度相关，车速不变，那么，将只会有两个频率，火车驶向观测者一个频率，而驶离观测者为另一个频率，且由驶向观测者到驶离观测者的瞬间频率变化。但事实上，火车驶向观测者时，频率是一点一点逐渐增大，而火车驶离观测者时，频率是一点一点逐渐减小。这表明声音的频率与距离有关，并非与速度相关。

当观测静止机器的轰鸣声时会发现，离近时声音尖锐，而离远时声音低沉。这也表明声音的频率与距离有关，并非与速度相关。

“雷远声沉，雷近声脆”也是同样的道理，雷很远的时候声音会很低沉，而在很近的时候声音会响亮而尖锐。这是因为距离较远时，声音频率降低较多。这也表明声音的频率与距离有关，并非与速度相关。

在平静的水面投1颗石子，水波呈圆形向外不断传递，能量会不断地被消耗，越远波动越小，而波长也会随之增长，直至能量被消耗完。也表明水波的频率与距离有关，并非与速度相关。

试验研究表明，平面脉冲声波在多孔介质中传播时，存在频率主值向低频移动。声场中的任意位置，声波的主频偏移与介质的衰减呈线性关系，对同一介质，声波的主频偏移与场点距声源的距离成正比。

20世纪初，哈勃与助手赫马森合作，对遥远星系的距离与红移进行了大量测量工作，发现远方星系的谱线均有红移，而且距离越远的星系，红移越大，红移大小与星系距离的关系经过了大量的测量验证。然而，星系的运动速度并没有得到进一步验证，目前仍有较大争议。这也表明电磁波的频率与距离有关，并非与速度相关。

另外，运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，这是不合逻辑的，运动速度小于声速时，为什么能压缩。另外，光是横波，振动方向与能量传播方向相互垂直，这种压缩更没有任何理由。

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。红移与阻尼相关，传播距离相同，阻尼越大红移越显著。另外，红移与频率相关，传播距离相同，频率越高红移越显著。

1、进行不同距离的声频测试，采用较高声阻材料，效果明显，材料相同，主频相同，分析传播距离与频移关系。

2、进行不同阻尼的声频测试，距离相同，主频相同，分析传播阻尼与频移关系。

3、进行不同主频的声频测试，距离相同，阻尼相同，分析主频与频移关系。

4、进行水波试验，确定传播距离与波长的关系。

1929年，美国天文学家哈勃发现，在宇宙空间不仅几乎所有的星系都具有谱线红移现象，而且还存在着星系的红移量与该星系的距离成正比的关系，因此认为越远的星系正在以越快的速度飞驰而去，这被称为哈勃定律。

哈勃定律提出，天文学家通过观测星系的谱线红移量，求出星系的视向速度，进而得出它们的距离。例如，一个以1700km/秒的速度远离而去的星系，其距离约1亿光年；一个以17000km/秒的速度远离而去的星系，其距离约10亿光年。目前已观测到的最远星系，正以与光速相差无几的速度远离而去，其距离达100多亿光年。为什么星系都在远离去呢？红移的本质是什么？为什么会存在哈勃定律？这些问题已经争论了半个多世纪了，但一直未能得到圆满的解释，因而成为天文学里的无解问题。在哈勃定律发表前两年，比利时天文学家勒梅特就提出了宇宙膨胀的概念。1930年，英国天文学家爱丁顿把勒梅特的模型和哈勃定律联系起来，称宇宙为膨胀的宇宙。1932年勒梅特进一步提出现在观测到的宇宙是一个巨大的原始火球爆炸而形成的。到了1940年，在发现了太阳的巨大能源来自热核反应后，美国物理学家伽英夫把宇宙膨胀论和基本粒子的运动联系起来，提出了热大爆炸宇宙学。他认为宇宙起源于高温、高密度的，“原始火球”的一次大爆炸。在热大爆炸模型提出后的一段时间内，很少有人关心它。直到1965年，美国贝尔电话实验室的彭齐亚斯和威尔逊发现了3K微波背景辐射(也称宇宙背景辐射)后，才使大爆炸学说一跃成为最有影响的学说。随着其他研究者的后继测量，宇宙背景辐射已成为大爆炸模型有效性的有力见证，成为考虑宇宙中大足度流动的有用的“绝对框架”，还因其表现的各向同性，成为发表星系形成理论的重要约束。

另外一些天文学家不认为星系谱线红移是由它们的退行速度引起的，因此也就不存在宇宙膨胀的问题。然而，要在多普勒效应之外，再找出红移的另一种解释。有一种解释认为：发出光谱的天体因本身的物理状态不同而产生红移。例如由于星系那里引力特别大，因此发出的光谱中红移特别大，这叫做引力红移。引力红移是广义相对论的预言之一。根据广义相对论，当一个观察者从远离引力场的地方，观测处在引力场中的辐射源发射出来的光的时候，谱线会向长波方向移动，移动量与辐射源和观测者两处引力势差的大小成正比。这种效应最初是在白矮星中得到证实的。但根据引力理论计算的结果来看，引力对红移的影响很小，不足以说明观测到的星系红移现象。另一种解释则认为光线与传播途中物质相互作用产生红移。光线由星系发出之后，要经过若干万光年才能到达地球，光在长途传播中要穿透许多星系区域，光和物质发生了某种相互作用，使光谱产生红移。星系越远，途中遇到的物质就越多，因而红移也就越大，但光与物质相遇如何相互作用而产生红移，还没有令人满意的解释。

少数天文学家认为类星体红移不是宇宙学的。对某些类星体和亮星系进行抽样统计研究，发现有些互相成协(即联在一起)的星系或成协的星系和类星体彼此之间的红移量完全不同或相差很大。另外发现有些类星体的光谱中，其吸收线的红移量与发射线的红移量互不相同，而且不同的吸收线还有各不相同的红移量，即多重红移。目前，已提出的除了引力红移、光子老化、物理常数变化等红移机制外，还有一种所谓的“横向多普勒效应”。

哈勃与助手赫马森合作发现远方星系谱线的红移与距离成正比，这是唯一被大量实验数据证实的。然而，星系的运动速度并没有得到进一步验证，目前仍有较大争议。根据EPD理论，电磁波由EPDs传递，频移与传播距离、EPDs密度有关。

1、采用较高声阻尼物质进行测试，测量声频与距离关系。

2、采用较高频率的光，如γ射线在光的高阻尼介质，如金、银、铂等物质中传播。

3、哈勃发现星系红移量与该星系的距离成正比的关系的事实，只是“越远星系正在以越快的速度飞驰而去”的推论存在问题。

引力红移，是强引力场中天体发射的电磁波波长变长的现象。广义相对论认为当从远离引力场的地方观测时，处在引力场中的辐射源发射出来的谱线，其波长会变长一些，也就是红移。只有在引力场特别强的情况下，引力造成的红移量才能被检测出来。引力红移现象首先在引力场很强的白矮星(因为白矮星表面的引力较强)上检测出来。

在爱因斯坦完成广义相对论之前，他就已经得出引力将会影响光波频率和波长的结论。由于引力的作用，当向上行进远离地表的时候光波会损失一部分能量，从而波长变长，频率下降。但是由于地球引力不是很强，这个效应并不明显。直到1960年，哈佛大学的庞德、雷布卡和斯奈德采用穆斯堡尔效应的实验方法，测量由地面上高度相差22.6米的两点之间引力势的微小差别所造成的谱线频率的移动，定量地验证了引力红移。结果表明实验值与理论值完全符合。

为了测量这种光波频率的细微改变，物理学家们必须找到一个频率能够被非常精确地测定的电磁波辐射源。直到1959年穆斯堡尔效应被发现，实验的条件才具备。这种效应是由德国海德堡(Heidelberg)普朗克研究所(Max Planck Institute)的穆斯堡尔发现的。穆斯堡尔发现，如果辐射伽马射线的原子核是包含在一块高质量晶体内的大量原子核中的一个，那么每一次辐射出来的伽马射线的能量几乎完全相同。辐射出来的伽马射线可以被另外一个处于基态的同一种原子核吸收，但是这种情况只有在辐射伽马射线的原子核和吸收伽马射线的原子核之间没有相对运动的时候才有可能发生。由于存在多普勒效应，任何相对运动意味着会导致光波的频率改变，从而不能被同一种的另一个原子核吸收。

庞德等人在哈佛大学的杰弗逊物理实验室(Jefferson Physical Laboratory)的塔顶，距离地面74英尺的高度，放置了这样的一个伽马射线辐射源，并在地面设置了探测器。他们将辐射源上下轻轻地晃动，同时记录探测器测得的信号的强度。通过这种办法，他们可以确定为了补偿引力造成的频率改变所需要的相对速度差，确定了相对速度差就可以知道频率改变了多少。

然后，他们将整个实验装置反过来，辐射源放置在地表，而探测器放在塔顶，并测量频率的改变。结合上下两个方向的实验数据，他们可以消除由几个不同因素造成的实验误差。上下两个方向的实验测量结果之间的差别很小，如果把光波原来的频率分成均匀的1015份，频率的改变仅相当于占了其中的几份而已。但是这已经足够了，正是这个微小的差别体现了纯粹由引力造成的差别，这个实验在百分之十的精度内验证了爱因斯坦的理论预言。到1964年的时候，他们又改进了这个实验，使得理论和实验在百分之一的精度之内吻合。

多普勒效应为红移与阻尼相关，阻尼越大红移越显著。因此光在宇宙中传播一般是红移与传播阻尼成正比，而经过比较大的星系或多个星系，暗物质大量堆积。由于暗物质高度密集，使其暗物质振荡受到极大约束，阻尼显著提高，因此星系红移更加显著。

1934年，托尔曼(Tolman)发现在宇宙中辐射温度的演化里温度会随着时间演化而改变；而光子的频率随时间演化(即宇宙学红移)也会有所不同。但是当两者一起考虑时，也就是讨论光谱时(是频率与温度的函数)两者的变化会抵消掉，也就是黑体辐射的形式会保留下来。

1948年，美国科学家阿尔弗(Ralph Alpher)和赫尔曼(Robert Herman)预言，宇宙大爆炸产生的残系辐射，由于宇宙的膨胀和冷却，它所具有的温度约为绝对零度以上5K。

1964年，美国贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊架设了一台喇叭形状的天线，用以接受“回声”卫星的信号。为了检测这台天线的噪音性能，他们将天线对准天空方向进行测量。在波长为7.35cm的地方一直有一个各向同性的讯号存在，这个信号既没有周日的变化，也没有季节的变化，因而可以判定与地球的公转和自转无关。起初他们怀疑这个信号来源于天线系统本身。1965年初，他们对天线进行了彻底检查，发现天线上有一些鸟屎。清理了天线上的鸟屎后，然而噪声仍然存在，于是他们在《天体物理学报》上以《在4080兆赫上额外天线温度的测量》为题发表论文正式宣布了这个发现。不久狄克、皮伯斯、劳尔和威尔金森在同一杂志上以《宇宙黑体辐射》为标题发表了一篇论文，对这个发现给出了解释，即：这个额外的辐射就是宇宙微波背景辐射。他们认为这些来自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K，并在1965年又订正为3K。

微波背景辐射的另一特征是具有极高的各向同性。这具有两方面的含义：①小尺度上的各向同性：在小到几十弧分的范围内，辐射强度的起伏小于0.2%；②大尺度上的各向同性：沿天球各个不同方向，辐射强度的涨落小于0.3%。

EPDs是电磁场物质，不仅是电磁辐射介质，而且本身也进行着一定的“热运动”。而这种“热运动”会产生所谓的宇宙微波背景辐射。只要有EPDs的地方就会有这种宇宙微波背景辐射；而这种热运动的程度与EPDs的密度和温度相关，密度不同则波长不同。另外，如果是来自宇宙的辐射，那么这种辐射是可以进行电磁屏蔽的，而EPDs充满整个宇宙，渗透进任何物质，在任何位置都会进行“热运动”，因此只有这个频率是无法屏蔽的。

预测与验证：

1、将测试的整个空间进行电磁屏蔽，进行测试，检验是否仍能接收到相同的宇宙微波背景辐射。

2、随着离地高度的变化，EPDs密度会逐渐降低，那么所谓的宇宙微波背景辐射波长将会产生变化。

1917年，爱因斯坦提出广义相对论导出的一组引力方程式，方程式的结果都预示着宇宙是在做永恒的运动，这个结果与爱因斯坦的宇宙是静止的观点相违背，为了使这个结果能预示宇宙是呈静止状态爱因斯坦又给方程式引入了一个项，这个项称之为的“宇宙常数”。

后来人们经过哈勃空间望远镜观测发现，星系红移大小与星系距离呈比例关系。但却由于多普勒相应的误解而误认为河外星系的视向退行速度与距离成正比，即距离越远，视向速度越大。

然而，种种自然现象、物理实验与天文观测明确表明宇宙并没有不断膨胀。暗能量的概念与构思与不断膨胀的宇宙相关的思想就需要调整。另外，宇宙中充满着暗物质，且其总重量是可见物质的6倍左右，暗物质不仅是一种万有引力物质，也是电场、磁场、电磁场和引力场的载体。暗物质不仅因本身的热运动而具有大量热能，而且由于是各种场的载体，蓄积了大量的场势能，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。

没有可见物质影响时，暗物质本身不能形成场。当受到外界物质影响时，产生不同的势能，并形成各种场，即各种场是暗物质的不同势能。暗物质因为电荷存在而极化，进而产生电势能，并形成电场。暗物质因为电流或磁性物质存在而轨道偏转，进而产生磁势能，并形成磁场。暗物质因为可见物质密度提高，进而产生引力势能，并形成引力场。

当各种场变化时，存在着动能和势能的转化过程，在变化的过程中会以波的形式传递能量，暗物质密度变化会传递引力波；而电场和磁场的变化会传递电磁波。

暗物质本身也具有内能，暗物质粒子不断地进行热运动，这种热运动会通过一定的电磁波进行能量交换。

目前，宇宙可观测的最大直径有930亿光年，以地球为中心的可观测宇宙半径有465亿光年。所观测的光线是465亿年前来自于465亿光年处的星系所发出的光。也就是说，在465亿年前，它已经就在距离地球465亿光年的位置上。这里存在大量的矛盾需要考察与严密论证。

首先，在宇宙可观测半径以外是没有空间还是没有物质？这个需要严密的论证。

其次，宇宙的边界的构成需要严密论证。宇宙的边界到底是什么，为什么就成为了边界？

再者，边界处的星体运行规律是怎样的？也需要严密的考察，会跨越边界吗，会与边界发生碰撞吗？

另外，在边界处的星体发光只照向宇宙的内部吗？会跨越宇宙边界吗？

最后，为什么地球位于可观测的宇宙中心，这明显具有主观性。

总之，宇宙的半径、边界的形态与构成，边界的星体运行规律，以及边界星光的传递方向等问题存在大量矛盾，均需要严密的论证。

宇宙的观测一直不断地发展，宇宙可观测半径随着技术的发展也不断扩大。而实际上，宇宙可观测半径是人类观测能力范围的半径，并不是宇宙真正的半径。

欧洲航天局2013年3月21日公布了“普朗克”太空探测器传回的宇宙微波背景辐射全景图，并且把宇宙的精确年龄修正为138.2亿年。然而，宇宙的年龄存在着大量矛盾值得深入讨论和严密论证。

在138.2亿年以前，宇宙的状态需要严密论证，这里必须存在宇宙进化经历着“生死循环”。否则在此次宇宙诞生之前时间为无限长，诞生前的宇宙已经存在了无限长，这种无限长意味着大爆炸发生前为穏恒态宇宙，为什么这种穏恒态宇宙在138.2亿年以前发生了宇宙大爆炸，这里的机理需要严格的论证，另外前一次的大爆炸时间与下一次的大爆炸时间需要严格地论证与周密地计算。但目前还没有任何关于上一次爆炸的时间与下一次大爆炸的时间报道。

大爆炸之处，体积无限小、密度无限大、温度无限高、时空曲率无限大的奇点。空间和时间诞生于某种超时空——部分宇宙学家称之为量子真空，其充满着与海森堡不确定性原理相符的量子能量扰动。然而，奇点的形成过程至今无法得到合理说明与解释。

首先，物质都同时具有引力和斥力，物质体积不能被无限压缩。这种无限大的压力来自于哪里？即使存在着无限大的压力，物质的斥力增加速度远远大于引力增加速度，随着不断压缩，物质间的斥力会急速增加，物质也无法被无限压缩，体积也不能无限小，密度也不能无限大。物质体积无限小，意味着这种无物质没有体积，即不占有空间，体积为零的物质不存在。

其次，能量只会从能量高物质传向能量低的物质，或从温度高的物质传递给能量低的物质。温度无限高意味着能量无限大，能量来自于什么物质，来自于哪里？这需要系统的讨论和严密的计算。

最后，至于时空曲率无限大，也需要系统的讨论和严密的计算。时间和空间的变化，以及时间与物质的作用力，空间与物质的作用力均缺少严密的论证。实际上，宇宙奇点不会产生，仅仅是一个理论的假设。总之，自然情况下无法达到大爆炸的触发条件。

爆炸之初，物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度逐渐下降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成如今所看到的宇宙。大爆炸理论需要一个完美的循环机制，然而目前来看，大爆炸是一个无法循环的宇宙模型。

首先，大爆炸整体循环的机制仍不完备，究竟大爆炸循环需要经历哪些阶段仍不明确，因此至今也没有估算出下一次大爆炸的时间与过程。

其次，具体的阶段形成过程与触发机制仍不健全。例如，大爆炸的奇点的形成的有效机制仍缺乏，违背了现有的力学机理、能量传递机理等。

因此，大爆炸需要提出一个完整的循环过程，并对整个过程进行不同步骤的细化，以及对不同步骤的触发条件与发展过程进行严密的论证。

目前，星系均为成团成系分布，个星系均具有各自的中心，且围绕这各种的中心运动，这致使各星系呈现为扁平化。宇宙爆炸后星系运动轨迹无法合理解释。

哈勃与助手赫马森合作发现远方星系谱线的红移与距离成正比，这是唯一被大量实验数据证实的。所有星系均加速远离地球并没有得到进一步验证。

另外，所有星系(团)均加速远离地球的证据不仅不充分，而且地球是大爆炸的奇点明显具有主观性。为什么地球是大爆炸的奇点，加速离开的速度和加速度是否明确确定，速度与加速度与什么因素有关，这里的力学机理是否完备？这个都需要进行完备而严密的论证。

奥伯斯佯谬由德国天文学家奥伯斯于1823年提出，并于1826年修订。若宇宙是穏恒态而且无限的，则晚上应该是光亮而不是黑暗的。在此之前，类似的想法已由开普勒于1610年及夏西亚科斯于十八世纪提出。奥伯斯佯谬又称夜黑佯谬或光度佯谬。

1781年，哲学家伊曼努尔·康德在他的里程碑式的著作《纯粹理性批判》中深入的辨析了宇宙在时间上有无开端、空间上有无极限的问题，他称这个问题是纯粹的二律背反(即矛盾)。他论证道：如果宇宙没有开端，则任何事件前都必有无限的时间，这是荒谬的；而如果宇宙有一个开端，那么宇宙开端前是什么时间呢？康德认为正反两方面都存在令人信服的论据。事实上他的论证基于了一个隐含的假设，即不管宇宙是否存在了无限久，时间都可以无限地倒溯回去。

1826年，奥伯斯指出，一个静止、均匀、无限的宇宙模型会导致如下结论：黑夜与白天一样亮。但实际上夜空却是黑的。理论同观测的这种矛盾称为奥伯斯佯谬。采用天体之间有吸光物质、天体寿命有限或天体有演化、引力常数随距离而变化等都难以解决奥伯斯佯谬。在现代的膨胀宇宙模型里，奥伯斯佯谬不存在。这个矛盾是从观测和理论相联系的角度考虑宇宙的大尺度性质时提出来的。它标志著科学的宇宙学的萌芽。

假如宇宙是穏恒态而无限，而且有无数平均分布的发光星体，则无论望向天上哪一位置都应该见到一粒星体的表面，星与星之间便不应有黑暗的位置，黑夜时整个天都会是光亮的。更确切的表述是，如果宇宙是稳恒，无限大，时空平直的，其中均匀分布着同样的发光体，由于发光体的照度与距离的平方成反比，而一定距离上球壳内的发光体数目和距离的平方成正比，这样就使得对全部发光体的照度的积分不收敛，黑夜的天空应当是无限亮的。

首先，这种观点是将物质、能量和空间混淆，如果没有可见物质，无论光线多强，都是不可见的，空中大多空间是没有可见物质的，因此一片黑暗。

其次，任何的恒星发射光，无论是空间上还是时间上都是非连续的，即在球面上发的光是不连续的，在同一个点发射的光也不会连续的。即在空间上和时间上都是不连续的，因此，任何一个恒星的发光都不能分布在整个宇宙空间。

再者，由于万有引力作用，恒星等星体均是成团成系存在，整个广袤的宇宙空间，恒星相当于整个空间很小，释放的能量也是有限的。

另外，远处星光会被宇宙间黑暗的星体，尘埃和气体阻隔，能量被星云等物质吸收，而星云等物质温度极低。星云等物质能量也很难积累，温度很难升高，一直以极低的温度存在，只能通过不可见光向外辐射能量，只有部分折射、散射或反射的光线才是可见的，然而这些物质极其稀疏，达到一定距离后很难可见。

最后，恒星所发的光能量经过长距离传递，能量损失，并且被各种不同星体或星际物质吸收，而这些星体或物质温度较低，只能通过不可见光的形式向外辐射能量，因此即使宇宙是穏恒态、无穷大的夜空也会是一片黑暗。

预测与验证：

在无可见物质的空间是否能观察到可见光线。

(1) 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。EPDs是电磁场物质，不仅是电磁辐射介质，而且本身也进行着一定的“热运动”。而这种“热运动”会产生所谓的宇宙微波背景辐射。

(2) 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。暗能量概念及其与不断膨胀宇宙相关的思想需要调整。宇宙中充满着暗物质，暗物质不仅是一种万有引力物质，也是电场、磁场、电磁场和引力场的载体。暗物质不仅本身的热运动而具有大量热能，而且由于是各种场的载体，蓄积了大量的场势能，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。

(3) 奥伯斯佯谬是将物质、能量和空间混淆，如果空间没有可见物质，无论光线多强，都是不可见的。而宇宙中大多空间是没有可见物质的，因此一片黑暗。恒星的发光在时间和空间上都是非连续的，任何一个恒星的发光是有限的，不能遍布整个宇宙空间。由于万有引力作用，恒星等星体均是成团成系存在，相对于整个广袤的宇宙空间，恒星空间占比极小，释放能量更有限。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，只能通过不可见光向外辐射能量，只有部分折射、散射或反射的光线才是可见的，然而这些物质极其稀疏，达到一定距离后，只能通过特殊光学仪器才能发现。因此即使宇宙是穏恒态、无穷大的，夜空也会是一片黑暗。

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，更不会有生命的存在。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。

一百多年来，多种场论被提出，并试图找到场物质粒子，遗憾的是迄今尚未实现。另外，一些学者也试图将暗物质与场物质统一，然而仍未实现。

在过去的十年里，通过精确的宇宙观察得到了令人惊讶的宇宙模型：暗物质约为可见物质的5倍（目前采用引力透镜的方法，探测的是暗物质的密度变化规律，而暗物质的实际占比可能远高于目前所探测的比例），暗物质是宇宙质量的主导形式。迄今，通过数值模拟和引力透镜观测能精确地确定暗物质分布，并且粒子物理学家已经提出了十几种可能的暗物质候选者。几十年来，捕获暗物质和实现场论统一都一直是物理学家的最大愿望，然而物理学家们依旧两手空空。

从2000年至2002年，高级薄电离量能器(Advanced Thin Ionization Calorimeter，简称ATIC)的研究人员观测到210个电子和正电子，这比预期多70个，这些被认为是由暗物质所产生的。天体物理学家认为两个暗物质碰撞会湮灭而产生正负电子。与物质反物质探索和轻核天体物理研究有效载荷(Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-Nuclei Astrophysics，简称PAMELA)的研究小组所发现的一样，暗物质的湮灭应产生等量的电子和正电子。Cho认为PAMELA观测到的是正负电子对产生的起始阶段，而ATIC是观测到了整个碰撞的过程；一些理论物理学家认为ATIC和PAMELA观测的数据是完全兼容的。对于ATIC和PAMELA观测到的电子和正电子流，J Chang等人也认为暗物质的湮灭可以解释这种现象。冷暗物质探测II (Cryogenic Dark Matter Search II，简称CDMS II)合作组的研究表明暗物质的候选者具有电离的特性。总之，已经有大量的实验研究表明在“真空”中可以生成正负电子对，并且正负电子对可以湮灭消失，这表明暗物质粒子可能是一种包含正负电子的稳定粒子。而在一定条件下正负电子对够湮灭释放出能量，形成能量较低且稳定的暗物质粒子；在一定的条件下，暗物质粒子吸收足够的能量而电离成正负电子对。幸运的是，大量的正负电子对产生与湮灭的相关实验已经被完成，从本质上来看，已经捕捉到了暗物质粒子。

暗物质好似在宇宙中纵横交错编织了一张巨大而看不见的网，被认为是促成星系、恒星和行星产生的原因，主导了宇宙结构的形成。因此在天文学和物理学家眼中，对暗物质的认识每前进一小步，都意味着对宇宙未知领域探索迈出一大步。暗物质以粒子形式存在，暗物质粒子是连接星系-行星的“谱带”，暗物质粒子是可被极化的“磁极子粒子”，暗物质粒子也具有传递能量的粒子效应。

总之，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，也是场物质的实体化、粒子化体现。

暗物质已知特性包括：①具有质量；②连接星系的“谱带”；③具有万有引力特征；④具有粒子性；⑤可被极化；⑥具有传递能量的粒子效应；⑦分布规律与引力场分布规律相同；⑧湮灭产生等量的电子和正电子。

“真空”中能电离出正负电子对，正负电子对结合消失在“真空”中。物质不能创生，也不能消失；同样，电荷不能创生，也不能消失。“光子”内并不含有正负电子，“光子”本身不能电离成正负电子对，正负电子对结合也不能生产“光子”。其本质是“真空”中暗物质粒子一次性接收较高光能电离成正负电子对，正负电子对结合释放较高光能并形成能量极低、极其稳定且难以观测的暗物质粒子，因此建立暗物质电子偶模型。

图4.1 EPDs模型示意图

图4.1为暗物质的电子偶(Electron-Positron Dipoles，简称EPDs)模型示意图，一个EPD中含有一个电子e^-和一个正电子e⁺，电子和正电子相互作用，不停地围绕共同的中心O做圆周运动，在一般的情况下，EPDs既不显电性也不显磁性。暗物质可能由多种物质构成，但主要成分为EPDs，且暗物质的各种性能由EPDs所主导。

EPDs之间不断相互作用，运动和分布状态不断发生变化。EPDs之间的相互作用都是瞬时作用，相互的空间关系不断改变。在一瞬间，EPDs中e^-和e⁺在一个平面内运动。由于EPDs之间的相互作用，运动状态不断变化，e^-和e⁺可以运动到球面内任何的位置。与氢原子类似，EPDs为球状电子云，EPDs宏观上表现为球形。

在一定的条件下，正负电子对能够生成EPDs；EPDs也能够电离分解成正负电子对。

在一般情况下，EPDs的正负电子对称分布，是电中性、无磁性粒子。当无可见物质时，EPDs将均匀分布。EPDs由于相互间不停地相互作用，因此整体来看，EPDs为一个球形结构。然而在任意瞬间，EPDs为平面结构。因此，从本质上来看，通过投影，在任意瞬间的力主要有3种形式，①EPDs在同一个平面内运动；②EPDs在垂直平面内运动；③EPDs在两个相互平行平面内运动。

图4.2 同平面内运动

两个EPDs在同平面内运动(见图4.2)，此时二者之间存在瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力。瞬时库仑力和瞬时洛伦兹力既同时存在吸引力，也存在推斥力。每个EPDs不断受到周围EPDs的瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力。各种分布状态的概率都是相同的，而总体上看，吸引力和推斥力是相互平衡的。

图4.3 两个垂直平面内运动

两个EPDs在垂直平面内运动(见图4.3)，此时二者之间主要表现为瞬时库仑力。瞬时库仑力既同时存在吸引力，也存在推斥力。每个EPDs不断受到周围EPDs的瞬时库仑力。各种分布状态的概率都是相同的，而总体上看，吸引力和推斥力是相互平衡的。

图4.4 两个平行平面内运动

两个EPDs在两个平行平面内运动(见图4.4)，此时二者之间存在瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力。瞬时库仑力和瞬时洛伦兹力既同时存在吸引力，也存在推斥力。每个EPDs不断受到周围EPDs的瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力。各种分布状态的概率都是相同的，而总体上看，吸引力和推斥力是相互平衡的。

由于EPDs的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成偶极。因此，当两个EPDs相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸。将影响EPDs的转动，这种作用使EPDs有异极相对、同极相背的趋势，就形成了瞬时取向力。瞬时取向力明显表现为吸引力，但各种分布状态的概率都是相同的，而总体上看，吸引力和推斥力是相互平衡的。

图4.5 EPDs瞬时振荡

图4.6 EPDs相互诱导

如图4.5所示，EPDs的e^-和e⁺围绕共同的中心旋转。然而，EPDs不断受到作用而使其产生变形，使EPDs的正负电子之间出现瞬时相对位移，e^-和e⁺的运动中心开始远离，电偶极距增大。e^-和e⁺的相互作用，会使e^-和e⁺恢复到原来的状态，就形成了瞬时振荡EPDs。EPDs会与周围的EPDs相互作用，释放能量，恢复到原始运动状态，而会诱导周围EPDs成为瞬时振荡EPDs(见图4.6)。EPDs通过相互诱导进行能量交换。这种诱导力同时表现为吸引力和推斥力。EPDs之间的相互诱导是短暂的，但却不断地频繁发生，不断重复。瞬时诱导力既同时存在吸引力，也存在推斥力，明显表现为吸引力，但各种分布状态的概率都是相同的，而总体上看，吸引力和推斥力是相互平衡的。

EPDs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。这四种力均同时表现为吸引力和推斥力，即EPDs之间同时存在吸引力和推斥力，吸引力和推斥力均随着EPDs的间距增大而减小，随着EPDs的间距减小而增大。当EPDs密度变化时，推斥力变化较快，EPDs在一定密度时，吸引力和推斥力达到平衡状态。

总之，EPDs间同时存在吸引力和推斥力。当EPDs处于任何一个稳定的平衡状态时，吸引力与推斥力平衡，此时的间距为平衡间距；当EPDs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，需要外界施压等手段才能形成一个新的平衡；当EPDs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，需要外界提供空间等手段才能形成一个新的平衡。因此，EPDs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。

EPDs电中性且十分小，因此EPDs可以渗透到原子内部。相对于EPDs，可见物质的核外电子以及原子核都是单独存在的。同样，EPDs与可见物质之间的作用有瞬时库仑力和瞬时洛伦兹力，瞬时库仑力和瞬时洛伦兹力同时存在吸引力和推斥力。EPDs不断受到瞬时库仑力、瞬时洛伦兹力，各种分布状态的概率都是相同的，而总体上看，吸引力和推斥力是相互平衡的。

由于EPDs的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成偶极。当与核外电子或原子核接近时，e⁺的一侧总有靠近核外电子和远离质子的趋势，e^-的一侧总有远离核外电子和靠近质子的趋势。这种异极相对和同极相背的趋势就形成了瞬时取向力。各种分布状态的概率都是相同的，而总体上看，吸引力和推斥力是相互平衡的。然而，与EPDs相比，可见物质的原子大得多，在某一瞬间，EPDs主要与单一种类电荷作用，因此这种瞬时取向力总是表现为可见物质对EPDs的吸引，使EPDs在可见物质的原子（包括原子内部）附近很难逃脱。

EPDs与可见物质的原子不断相互作用，相互诱导并交换能量。EPDs能够不断诱导核外电子跃迁到其它轨道，核外电子不断诱导EPDs成为瞬时振荡EPDs。EPDs成为瞬时振荡EPDs，并可通过与周围的核外电子或EPDs相互作用并向外辐射能量而恢复到原始状态。可见物质会与周围的EPDs相互作用，不断相互诱导产生瞬时诱导力。这种瞬时诱导力同时表现为吸引力和推斥力。EPDs之间的相互诱导是短暂的，但却不断地频繁发生，不断重复。瞬时诱导力既同时存在吸引力，也存在推斥力，明显表现为吸引力，但各种分布状态的概率都是相同的，而总体上看，吸引力和推斥力是相互平衡的。

可见物质与EPDs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。综上所述，可见物质与EPDs之间的作用力主要表现为两种，一种是吸引力，另一种是推斥力。随着间距增大而减小，随着间距减小而增大。在一定距离内，瞬时取向力和瞬时诱导力主要表现为相互吸引力，总会吸引一定数量的EPDs在可见物质周围，因此二者有变密的趋势。当密度逐渐增大，使EPDs有压缩变形的趋势，使推斥力增加较多，EPDs在一定密度时，吸引力和推斥力达到平衡状态。

EPDs与可见物质同时具有吸引力和推斥力。如没有可见物质时，EPDs均匀分布是一种稳定的平衡状态。当可见物质存在后，平衡状态被打破，需要建立一个新的平衡状态。可见物质的大量堆积，由于瞬时取向力和瞬时诱导力，使极小区域内的空间与EPDs的相互作用急剧升高，这使得可见物质周围的EPDs密度升高，致使原来的平衡被打乱，只有形成一个密度梯度才能使EPDs保持一个稳定的平衡状态。

图4.7 星体周围的EPDs等密度线

具有很大质量的星体与EPDs的作用强度高，使EPDs密度大幅升高，致使EPDs变形压缩，进而对周围的EPDs的吸引力也随之提高。因此在星体周围，EPDs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(见图4.7)。质量越大的星体，EPDs的密度越大。另外，由于星体一般围绕另一个星体或星系运动，在一定半径范围内牵引EPDs随之运动，由于这种运动的半径加大，因此加速度较小，所以牵引EPDs随之运动的半径较大。还有一些星体还会自转运动，星体的质量越大，牵引的范围就越大，而质量较小的星体，牵引的范围就越小。在地球的表面上的一定范围内，地球牵引这EPDs随着地球一起转动。超过一定的范围后，EPDs随着星体自转的速度就存在了一定的速度梯度，范围再扩大，EPDs不再受到地球的牵引作用。但地球牵引EPDs自转的范围要远小于其绕太阳公转的范围。

在一定范围内，EPDs不断地与可见物质之间发生作用。EPDs的质量和体积都很小并且为电中性，因此EPDs的渗透能力很强，EPDs不仅能在气体中存在，也能在液体和固体内部存在，即EPDs不仅能在真空中存在，也能渗透到任何可见物质内部。由于EPDs与可见物质相互作用，而作用强度大于EPDs之间的相互作用，因此在可见物质内部，EPDs密度较大。

具有很大质量的星体可以在一定半径范围内与EPDs相互作用，因此，星体可以在一定的半径范围内牵引EPDs。由于星体对EPDs的吸引力作用很大，会克服EPDs之间的部分推斥力，使EPDs有变密的趋势，而这种作用随着半径的增大而减小，因此当靠近星体时EPDs相对较密，远离星体时相对较稀。即EPDs的密度随着与星体的距离变化存在着密度梯度。总之，EPDs的分布于可见物质有关，因此在一些星系团中，EPDs呈扁平盘状分布。在无可见物质的大尺度空间内，EPDs呈均匀分布。

EPDs与正负电子可以相互转化。EPDs可以在一定的条件下(足够的能量)可以电离成为一个正电子和一个电子。而一个正电子和一个电子在一定条件下也会结合成为EPDs，同时释放出一定的能量。通常情况下，EPDs的内能很低且十分稳定，质量小，不显电性，因此很难被发现。

EPDs与可见物质相互作用，星体的自转会在一定的范围内牵引EPDs随着星体转动。但EPDs被星体自转牵引的角速度不同，一般情况下，星体内部的EPDs与星体上的物质具有相同的线速度和角速度。离星体近的EPDs具有较大的线速度和角速度；离星体较远的EPDs具有较小的线速度和角速度。即EPDs的运动速度随着与星体的距离变化存在着运动速度梯度。同样，星系团的旋转也会在一定范围内牵引EPDs运动，并也存在着一定的运动速度梯度。但星体牵引EPDs自转的范围要远小于其绕系统公转的范围。

质量体积大的星体能够牵引其内部和周围的EPDs。质量体积较小的物体无法牵引其周围的EPDs，并且只能部分牵引其内部的EPDs。牵引的EPDs的比例与物体的质量、大小和速度有关。

物理原理解释：

当存在带电粒子时，无极性的EPDs被极化。离带电粒子近的EPDs极化程度大，随着逐渐远离带电粒子，EPDs极化程度逐渐变小。这样，无极的EPDs被极化，电偶极矩取向有规律的EPDs对周围EPDs也产生影响，带电粒子周围的EPDs的极化由近及远变得规律，就形成电场(见图4.8)。

图4.8 EPDs形成电场示意图

电场强度分析：

图4.9带电粒子Q的场强电场强度示意图

图4.9为带电粒子Q的场强电场强度示意图。EPDs遍布整个宇宙空间，在真空中(或无可见物质，或EPDs密度梯度变化较小)，EPDs均匀分布。任何一个电荷的极化能力是一定的，带电量越大，极化能力越大。而这种极化由近及远，连续不断传递。因此，在任何以带电粒子Q为球心的同心球面上的极化能力(极化强度)均相等。以带电粒子Q为球心的同心球面面积为(为同心球体半径)，任意同心球面上被极化的EPDs为(当同样强度时，假定极化程度相同，则极化数量相同；如极化程度提高，则极化数量会降低；如极化程度降低，则极化数量提高；为计算方便，假定EPDs极化强度均相同，采用极化数量表示极化强度，本质是相同的)，各同心球面上单位面积被极化的EPDs数量均为。

电场本质上是EPDs极化形成的，电场强度为EPDs的极化强度：

                          (4.1)

式中，为电场强度；k为系数，为常数；为圆周率；N为单位电荷在同心球面上极化的EPDs数量，为常数；Q为带电量；为同心球体半径。

EPDs的极化强度可简化为：

                         (4.2)

式中，K为常数。

电场是由EPDs规律极化产生的，可采用EPDs的极化来表示电场，采用EPDs的极化强度可表示电场强度。采用EPDs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。EPDs的极化强度计算能够准确反映电场强度。

当空间存在直电流，将对EPDs产生影响。为了研究方便，将EPDs内e^-和e⁺的运动方向分别投影到平行和垂直电流的方向。当e^-和e⁺的运动方向垂直电流方向，将不受影响。当e^-和e⁺的运动方向平行电流方向，电流对e^-和e⁺的轨道有所影响。靠近电流一侧的e⁺的运动方向与电流一致时，远离电流一侧的e^-的运动方向与电流相反，EPDs的e^-和e⁺的轨道向靠近电流方向移动。由于靠近电流一侧的e⁺的受力比远离电流一侧的e^-的受力大，因此将产生一定的偏转和变形；当e^-运动到靠近电流一侧时，e⁺在远离电流的一侧运动，此时EPDs的e^-和e⁺的轨道向远离电流方向移动，也将产生一定的偏转和变形。同样，靠近电流一侧的e⁺的运动方向与电流相反时，远离电流一侧的e^-的运动方向与电流一致，EPDs的e^-和e⁺的轨道向远离电流方向移动。由于靠近电流一侧的e⁺的受力比远离电流一侧的e^-的受力大，因此产生一定的偏转和变形；当e^-运动到靠近电流一侧时，e⁺在远离电流的一侧运动，此时EPDs的e^-和e⁺的轨道向靠近电流方向移动，也将产生一定的偏转和变形。

由于电流存在，是EPDs的e^-和e⁺的轨道发生偏转，此时，EPDs的e-和e+的轨道不在一个平面内运动，而是分别在两个交叉的平面内运动，场强越大，两个平面的夹角越大。如果电流是稳定的，会致使EPDs的e^-和e⁺的运行平面发生偏转，形成稳定的磁场。

如图4.10所示，取一个通过电流的平面。为了研究方便，把运动分别投影到垂直平面的运动和平面内的运动。其中包括平面内的e^-和e⁺的运动和垂直平面的e^-和e⁺的运动。在电流的上半部分，平面内主要表现为e^-的顺时针运动和e⁺的逆时针运动。在电流的下半部分，主要表现为e^-的逆时针运动和e⁺的顺时针运动。而垂直于平面的e^-和e⁺的运动并没有明显规律。由于在这个平面的e^-和e⁺的运动由不规律变成了有规律运动，这样就形成了磁场。

图4.10 直电流的磁场形成示意图

无限长载流直导线外：

EPDs遍布整个宇宙空间，在真空中(或无可见物质，或EPDs密度梯度变化较小)，EPDs均匀分布。一定的电流强度使EPDs的e^-和e⁺偏转的能力是一定的，由近及远，连续不断向外传递。在以无限长载流直导线为圆心的同心圆上能够使EPDs转动的数量均相等(当同样强度时，假定偏转程度相同，则偏转数量相同；如偏转程度提高，则偏转数量会降低；如偏转程度降低，则偏转数量提高；为计算方便，假定EPDs的偏转强度均相同，采用偏转数量表示偏转强度，本质是相同的)。同心圆的周长为(为同心圆半径)，各同心圆上转动的EPDs数量均为，同心圆上单位长度转动的EPDs数量为。

磁场本质上是EPDs规律转动形成的，无限长载流直导线外磁场强度为EPDs偏转强度：

                    (4.3)

式中，为磁场强度；k为系数，为常数；N为单位电流在同心圆上转动EPDs的数量，为常数；为圆周率；为电流强度；为同心圆半径。

无限长载流直导线外EPDs的偏转强度可简化为：

                    (4.4)

图4.11 环形电流的磁场形成示意图

同理，在环形电流的内部，平面内主要表现为e^-的逆时针运动和e⁺的顺时针运动。在环形电流的外部，主要表现为e^-的顺时针运动和e⁺的逆时针运动(见图4.11)。而垂直于平面的e^-和e⁺的运动并没有明显规律。由于在这个平面的e^-和e⁺的运动由不规律变成了有规律运动，这样就形成了磁场。

EPDs遍布整个宇宙空间，在真空中(或无可见物质，或EPDs密度梯度变化较小)，EPDs均匀分布。一定的电流强度使EPDs定向转动的能力是一定的，由近及远，连续不断向外传递。在环形电流周围(当同样强度时，假定偏转程度相同，则偏转数量相同；如偏转程度提高，则偏转数量会降低；如偏转程度降低，则偏转数量提高；为计算方便，假定EPDs的偏转强度均相同，采用偏转数量表示偏转强度，本质是相同的)，磁场强度为环形电流的磁场强度叠加。以各微小段为中心的同心圆的周长为(为同心圆半径)，各同心圆上转动的EPDs数量均为。在圆环的圆心处，与各小段均垂直，因此环形电流平面中心处转动的EPDs数量为。

磁场本质上是EPDs规律转动形成的，环形电流平面中心处磁场强度为EPDs偏转强度：

                    (4.5)

式中，为磁场强度；k为系数，为常数；N为单位电流在同心圆上转动EPDs的数量，为常数；为电流强度；为同心圆半径。

环形电流圆心点的EPDs的偏转强度可简化为：

                     (4.6)

磁场是EPDs的e^-和e⁺的运动平面发生规律偏转产生的，可采用EPDs的偏转来表示磁场，采用EPDs的偏转率表示磁场强度。采用EPDs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。EPDs偏转强度计算能够准确反映磁场强度。

图4.12 电磁波的形成示意图

当EPDs受到电磁波源的影响，由于获得大量的能量，e^-和e⁺的运动产生震荡，EPDs就形成了一对振荡EPDs(见图4.12)。振荡EPDs对周围的EPDs产生作用，使其成为振荡EPDs。因此相邻的EPDs的电偶极矩取向与该EPDs的电偶极矩变化相协调，这样形成电磁波不断传递能量。EPDs

现有理论为：LC电路能产生振荡电流，正负电荷不断在天线两端间振荡，因此它实际上就是一个振荡电偶极子。振荡电偶极子不断发射出电磁波。

麦克斯韦方程组，是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律和描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。

麦克斯韦方程组的四个方程共同组成：

高斯定律：该定律描述电场与空间中电荷分布的关系。电场线开始于正电荷，终止于负电荷。计算穿过某给定闭曲面的电场线数量，即其电通量，可以得知包含在这闭曲面内的总电荷。

高斯磁定律：磁单极子实际上并不存在。所以，没有孤立磁荷，磁场线没有初始点，也没有终止点。磁场线会形成循环或延伸至无穷远。

法拉第感应定律：该定律描述时变磁场怎样感应出电场。一块旋转的条形磁铁会产生时变磁场，这又接下来会生成电场，使得邻近的闭合电路因而感应出电流。

麦克斯韦-安培定律：该定律阐明，磁场可以用两种方法生成：一种是靠传导电流，另一种是靠时变电场，或称位移电流。

在电磁学里，麦克斯韦修正项意味着时变电场可以生成磁场，而由于法拉第感应定律，时变磁场又可以生成电场。这样，两个方程在理论上允许自我维持的电磁波传播于空间。

麦克斯韦方程组有两种表达方式。

1. 积分形式的麦克斯韦方程组是描述电磁场中电场、磁场的性质以及变化的电场、磁场间联系的数学模型。表达式为：

                                   (4.7)

                                       (4.8)

                                (4.9)

                            (4.10)

式中，H为磁场强度；为电流面密度；E为电场强度；B为磁感应强度；D为电位移矢量；S为闭合曲面；为电荷体密度。

式(4.7)是高斯定律的表达式，说明在时变的条件下，从任意一个闭合曲面出来的D的净通量，应等于该闭曲面所包围的体积内全部自由电荷之总和。

式(4.8)表示磁通连续性原理，说明对于任意一个闭合曲面，有多少磁通进入曲面就有同样数量的磁通离开。即B线是既无始端又无终端的；同时也说明并不存在与电荷相对应的磁荷。

式(4.9)是法拉第电磁感应定律的表达式，它说明电场强度E沿任意闭合曲线的线积分等于穿过由该曲线所限定面积的磁通对时间的变化率的负值。这里提到的闭合曲线，并不一定要由导体构成，它可以是介质回路，甚至只是任意一个闭合轮廓。

式(4.10)是由安培环路定律推广而得的全电流定律，其含义是：磁场强度H沿任意闭合曲线的线积分，等于穿过此曲线限定面积的全电流。等号右边第一项是传导电流．第二项是位移电流。

2. 微分形式的麦克斯韦方程组。

                                      (4.11)

                                       (4.12)

                                    (4.13)

                                   (4.14)

式中，为梯度算子。

式(4.11)是静电场高斯定律的推广，即在时变条件下，电位移D的散度仍等于该点的自由电荷体密度。

式(4.12)是磁通连续性原理的微分形式，说明磁通密度B的散度恒等于零，即B线是无始无终的。也就是说不存在与电荷对应的磁荷。

式(4.13)是法拉第电磁感应定律的微分形式，说明电场强度E的旋度等于该点磁通密度B的时间变化率的负值，即电场的涡旋源是磁通密度的时间变化率。

式(4.14)是全电流定律的微分形式，它说明磁场强度H的旋度等于该点的全电流密度，即磁场的涡旋源是全电流密度，位移电流与传导电流一样都能产生磁场。

麦克斯韦电磁场理论的要点可以归结为：

①电与磁相互作用都是通过它们之间的中间区域传递的，不论中间区域是真空还是实体物质。

②电能或磁能不仅存在于带电体、磁化体或带电流物体中，其大部分分布在周围的电磁场中。

③导体构成的电路若有中断处，电路中的传导电流将由电介质中的位移电流补偿贯通，即全电流连续。且位移电流与其所产生的磁场的关系与传导电流的相同。

④磁通量既无始点又无终点，穿过任意形状的闭合曲面的磁通量皆为零，即不存在磁单极（单独的N极或S极）。

⑤光波是一种电磁波。

1868年麦克斯韦从理论预言了电磁波的存在，1888年赫兹通过振荡电偶极子的一系列实验，实现了电磁波的发射和接受，证实了电磁波的存在。

赫兹实验：将两段铜杆沿同一直线架设，在其相临的两端端点上均焊有一个光滑的铜球。两球间留有小的空隙(约0.1mm)，两铜杆分别用导线联接到高压感应圈的两极上。感应圈周期地在两铜球之间产生很高的电势差，当铜球间隙的空气被击穿时，电流往复振荡通过间隙产生电火花，这种赫兹振子就相当于一个振荡电偶极子。由于电路的的电容和自感均很小，因而振荡频率可高达108Hz，从而强烈地发射出电磁波。由于铜杆有电阻且在空气中产生电火花，因而其上的振荡电流是衰减的，发出的电磁波也是减幅的。但感应圈不断地使空隙充电，振荡电偶极子就间隙地发射出减幅振荡电磁波。

图4.13 电磁波传播机制

4.13为震荡电偶极子的电磁波传播机制，而电偶极子本质上是EPDs，计算方法也完全一致。电磁场是由EPDs振荡产生的，可采用EPDs的振荡频率表示电磁场，采用EPDs的振荡率表示电磁场强度，采用EPDs的振荡频率区分电磁波的种类。采用EPDs的振荡表示电磁场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。EPDs振荡频率计算能够准确反映电磁场强度。

由于星体与EPDs的相互作用，而使EPDs的密度提高，星体的质量越大，EPDs的密度提高越多，星体的质量越小，EPDs的密度提高越少；离星体近的空间EPDs密度大，离星体远的空间EPDs密度小。同样，物体或星体的质量越大，EPDs的密度提高越多，物体或星体的质量越小，EPDs的密度提高越少。由于物质对EPDs的吸引作用，使EPDs的密度变化，这样就形成了引力场。

EPDs遍布整个宇宙空间，在真空中(或无可见物质，或EPDs密度梯度变化较小)，EPDs均匀分布。一定质量M的物质吸引EPDs的能力是一定的，EPDs间距缩小，间距小于平衡位置，EPDs间的吸引力和推斥力均提高，而推斥力提高较快，质量M的物质的吸引力平衡掉推斥力与吸引力增量差值，形成一个新的平衡。这种吸引力是一种弹性力，由近及远，连续不断传递。在任何质量M的质心为球心的同心球面上的吸引力综合均相等，同心球面面积为(为同心球体半径)，各同心球面上吸引的EPDs的数量均为(当引力强度相同是，如间距缩小的程度相同，则吸引的EPDs数量相同；如间距缩小程度提高，则吸引的EPDs数量会降低，如间距缩小程度降低，则吸引的EPDs数量提高；这里只采用吸引的EPDs数量表示吸引强度，本质是相同的)，各同心球面上单位面积上吸引的EPDs为。

引力场本质上是EPDs密度变化形成的，万有引力为EPDs吸引强度：

                    (4.15)

式中，为引力场强度；k为系数，为常数；N为单位质量在同心球面上吸引的EPDs数量，为常数；为圆周率；M为物质质量；为同心球体半径。

EPDs吸引强度可简化为：

                            (16)

引力场是由EPDs密度梯度变化产生的，吸引力始终指向EPDs密度增加最大的方向。只要有可见物质，EPDs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。可采用EPDs的密度变化率表示引力场强度，这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)场物质合理统一。EPDs吸引强度计算能准确反映引力场强度。

总之，采用EPDs模型可以很好地解释电场、磁场、电磁场和引力场，实现了场论的统一。EPDs理论建立在暗物质极化、定向偏转、震荡感应和密度变化的基础上，放弃了物质引起时空变形的弯曲时空理论。通过进一步的EPDs模型研究，可以逐渐取代场论的概念，使场具有实体物质的物理含义。

(1) 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，更不会有生命的存在。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。

(2) 暗物质粒子是连接星系与行星的“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。

(3) 已经有大量的实验研究表明在“真空”中可以生成正负电子对，且正负电子对可以湮灭消失，暗物质粒子可能是一种包含正负电子的稳定粒子。

(4) 建立暗物质的EPDs模型，一个EPD中含有一个电子e^-和一个正电子e⁺，电子和正电子相互作用，不停地围绕共同的中心做圆周运动，在一般的情况下，EPDs既不显电性也不显磁性。暗物质可能由多种物质构成，但主要成分为EPDs，且暗物质的各种性能由EPDs所主导。

(5) EPDs之间不断相互作用，运动和分布状态不断发生变化。EPDs之间的相互作用都是瞬时作用，相互的空间关系不断改变。在一个瞬间，EPDs中e^-和e⁺在一个平面内运动。由于EPDs之间的相互作用，运动状态不断变化，e^-和e⁺可以运动到球面内任何的位置。因此和氢原子一样，e^-和e⁺形成球状电子云，EPDs呈现为球形。

(6) EPDs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负电子对；而正负电子对在一定的条件下释放出能量，形成较稳定的EPDs。

(7) EPDs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EPDs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EPDs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EPDs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。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。

(8) 可见物质与EPDs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，均同时表现为吸引力和推斥力。因此，可见物质与EPDs之间的作用力主要表现为吸引力和推斥力。随着间距增大而减小，随着间距减小而增大。在一定距离内，瞬时取向力和瞬时诱导力主要表现为相互吸引力，总会吸引一定数量的EPDs在可见物质周围，因此二者有变密的趋势。当密度逐渐增大，使EPDs有压缩变形的趋势，使推斥力增加较多，EPDs在一定密度时，吸引力和推斥力达到平衡状态。

(9) EPDs遍布整个宇宙。如果没有可见物质，EPDs将均匀分布。当空间存在可见物质，EPDs的密度提高，可见物质质量越大，EPDs的密度提高越多。EPDs的密度具有一定的梯度，随着距离增加而密度降低。

(10) 电场是由EPDs规律极化产生的，可采用EPDs的极化来表示电场，采用EPDs的极化强度可表示电场强度。采用EPDs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EPDs的极化强度计算能够准确反映电场强度。

(11) 由于电流存在，是EPDs的e^-和e⁺的轨道发生偏转，此时，EPDs的e-和e+的轨道不在一个平面内运动，而是分别在两个交叉的平面内运动，如果稳定的电流，会致使EPDs的e^-和e⁺的运行平面发生偏转，形成稳定的磁场。磁场是EPDs的e^-和e⁺的运动平面发生规律偏转产生的，可采用EPDs的偏转来表示磁场，采用EPDs的偏转率表示磁场强度。采用EPDs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。EPDs偏转强度计算能够准确反映磁场强度。

(12) 电磁波是EPDs震荡传递的，震荡EPDs本质上是微观震荡电偶极子，也是电磁波传递机理背后的物理原因。采用EPDs的振荡频率区分电磁波种类，这反映电磁波本质上是暗(实体)物质的相互作用规律，使暗(实体)物质与(电磁)场物质合理统一。

(13) 引力场是由EPDs密度规律变化产生的，可采用EPDs的密度变化表示引力场，采用EPDs的密度变化率表示引力场强度。引力始终指向EPDs密度梯度增加最大方向是可见物之间只存在引力而不存在斥力的物理原因，并且是引力场超距作用的根本原因。因此EPDs引力不仅具有合理的理论基础，更具有坚实的物质基础。EPDs无处不在地存在使引力这种梯度力能够伸向无穷远。采用EPDs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。EPDs密度变化计算和EPDs吸引强度计算均能够准确反映引力场强度。

(14) 采用EPDs模型可以很好地解释电场、磁场、电磁场和引力场，实现了场论的统一。EPDs理论建立在暗物质极化、定向偏转、震荡感应和密度变化的基础上，放弃了物质引起时空变形的弯曲时空理论。通过进一步的EPDs模型研究，可以逐渐取代场论的概念，使场具有实体物质的物理含义。