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存档:《解开暗能量之谜和宇宙超加速膨胀之谜并建立新的物理学定律》2-20-2016  

2016-02-20 19:02:29|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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论文编号:2016-002号

论文题目:《解开暗能量之谜和宇宙超加速膨胀之谜并建立新的物理学定律》[1]

论文作者:胡战波[2]

论文目录:

关键词

论文摘要

论文正文

一、暗能量之谜是排在第二位的世纪科学难题

二、解开暗能量之谜和宇宙“超加速膨胀”之谜

三、论文注释

 

关键词

暗能量,宇宙总质能守恒定律,静力平衡模型,静力平衡方程式,万有引力,万有斥力效应定律,动态平衡模型,超加速运动,超加速膨胀,星系红移,超新星,宇宙常数,真空,真空能,暗能量反力效应,反万有引力效应,反万有斥力效应,暗能量物理学

 

论文摘要:

新的理论指出,真正造成宇宙加速膨胀的原因是暗能量的力学效应而不是暗能量;此外,宇宙常数并不是暗能量——这实际上是一个误解;第三,真空独立于宇宙之外存在,它和宇宙的演化过程完全无关,因此真空不可能具有力的属性;第四,造成超新星亮度明显变暗的原因不止一个,宇宙的加速膨胀只是导致区域变暗的原因之一,因此,不能仅凭观察超新星亮度变暗就直接得出宇宙正在加速膨胀的结论。因此,我们需要寻找新的方法和理论,来解开暗能量之谜和宇宙的加速膨胀之谜。

根据新的宇宙起源理论,在宇宙起源过程即将结束的时刻,当时暗能量还没有出现,整个宇宙处在一种力学平衡的静止状态——从星系到宇宙都遵从“万有引力效应=万有斥力效应”的关系式方程,并且,不需要考虑暗能量和时间的影响。

伴随着暗能量的出现,宇宙原有的力学平衡静止状态在一瞬间被暗能量的反力效应打破,之后,由于万有引力效应和万有斥力效应之间的奇特关系,宇宙各部分之间将通过调整、扩大彼此间距的方式重新建立起新的力学平衡。随着暗能量的不断增加,将反复重复这样的“打破静力平衡——重建静力平衡”的过程,这种现象类似于不断地在一架处于力学平衡状态的天平两边减少砝码,两者在原理上是相同的。据此,可以建立起新的宇宙“动态平衡模型”,这个模型既需要在不同时刻继续遵从“万有引力效应=万有斥力效应”的关系式,同时,又需要考虑时间和暗能量效应的影响。

随着时间的流逝和暗能量总量的不断增加,在不断重建新的力学平衡的过程中,万有引力效应和万有斥力效应不断递减——相当于暗能量导致的反万有引力效应和反万有斥力效应不断递增,这将造成宇宙各部分之间彼此的间距越来越大;而距离的加大反过来又导致了引力和万有斥力效应进一步的加速递减,于是,最终造成了不仅宇宙膨胀的速度越来越快,而且膨胀的加速度也在不断增加。新的理论称这样的宇宙膨胀现象为“超加速膨胀”。

暗能量反力效应理论把万有引力的递减效应称为反万有引力效应;把万有斥力的递减效应称为反万有斥力效应。暗能量反力效应是两种反力效应的总称。随着暗能量反力效应的不断增加,宇宙将处于超加速运动状态,但同时,宇宙在不同的时刻仍然服从“万有引力效应=万有斥力效应”的关系式,只是,不同时刻万有引力效应与万有斥力效应的数值越来越小。由此,我们就解开了宇宙膨胀之谜和长期困扰天文学家的“星系红移之谜”。

实际上,暗能量就是潜藏在真空内的源自宇宙万物的辐射、由各种粒子、能量及大部分背景微波等多种成分共同组成的“真空能量”。真正导致宇宙加速膨胀的其实是“暗能量的反力效应”——这样,我们就解开了暗能量和暗能量反力效应之谜。此外,暗能量还有多种效应,目前共发现了十种效应。以上内容将为建立“暗能量物理学”和完成大量的物理学理论重建工作、以及建立21世纪新科学理论体系奠定基础。

根据暗能量反力效应理论,哈勃常数并不是一个常量,而是一个伴随暗能量的增加和时间的流逝不断递增的变量,可以用原来的哈勃常数乘以一个与暗能量增量和时间有关的函数,来替换原来的哈勃常数。

[论文正文]

一、暗能量之谜是排在第二位的世纪科学难题

 

美国国家科学技术委员会“宇宙物理学”的跨部委工作小组,2004年5月初发表了“宇宙物理学”报告。该报告是对美国“国家研究理事会”2002年的一篇科学报告——“建立夸克同宇宙的联系:新世纪的11个科学问题”做出的响应。

排在这11个科学问题之首的是暗物质问题,紧随其后的问题是,“暗能量是什么”,这个问题几乎和暗物质一样重要,它被科学家们视为本世纪第二个重大科学难题。可以说,“新世纪的11个科学问题”中的任何一个问题,都称得上是前沿科学领域最重要的科学课题,科学家们只需破解其中的一个,就将有资格获得诺贝尔物理学奖。暗物质之谜、暗能量之谜被视为21世纪物理学天空的两朵乌云,可以说,对暗能量问题的破解,将和破解暗物质之谜一样重要,也将被载入科学史。

不过,目前仍有人对是否存在“暗能量”作用持怀疑和否定态度,他们怀疑这些观察有失误或作秀的嫌疑。然而,另外一些证据和观点则支持了“暗能量”的存在:一是,地球和月球之间,引力的大小与距离平方应该是严格成反比的,也就是说,纽康系数为零;然而实验观察的结果说明,行星之间或地日之间还需要增加1个纽康系数,这说明有一部分引力被反引力抵消了,这是一种什么样的反引力?实验室中的实验也表明:过冷中子的反引力表达在午夜(24:00)时有1个极大值,在正午(12:00)时有1个极小值,对超流体的多普勒测速也能得到相同的结论。这些实验实实在在地反映出有一种反引力的存在。那么,“暗能量”会是什么呢?

关于暗能量概念的起源,还得追溯到科学巨匠爱因斯坦在1917年发表的广义相对论导出的一组引力方程式。因方程式的两边不相等,人们据此认为,这表明了宇宙是在做永恒的运动。而这个结果与爱因斯坦的静止宇宙观相违背,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”。

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,也就是说,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。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,因而成了天文学里的老大难问题。

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。哈勃、弗里德曼、勒梅特、伽莫夫、爱丁顿等人的成果,均表明宇宙确实是在膨胀之中,而不是爱因斯坦初期认为的“静稳恒态”。后来,有人认为,那个“宇宙常数”应该就是足以和引力抗衡的“反引力”之一,人们称之为“暗能量”。可以说,暗能量的发现过程充满了戏剧性。

后来人们经过哈勃空间望远镜观测发现,事实上宇宙确是在不断膨胀着的,并且这一观测结果完全与引入“宇宙常数”之前的引力方程的计算结果相符合,爱因斯坦得知“实际上的宇宙是在膨胀着的”这个消息后非常后悔,因此他认为:“引入宇宙常数是我这一生所犯的最大错误!”后来“宇宙常数”便被人们遗忘。直到后来天文学家再次发现了宇宙可能在加速膨胀的现象——这就预示着宇宙中存在着某种“巨大的东西”,此后这个“宇宙常数”便被赋予了“暗能量”的含义。

在宇宙大爆炸理论提出之后,一些科学家认为,在大爆炸发生之后,随着时间的推移,宇宙的膨胀速度将因为物质之间的引力作用而逐渐减慢,就像缓慢踩了刹车的汽车一样——最终,宇宙将会逐渐收缩。直到最近二十年,人们才又重新承认了哈勃、勒梅特等人的成果——承认宇宙确实是在加速膨胀。

1997年12月至1998年,美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)一些科学家,以及澳大利亚国立大学的科研小组,发现了很多超新星亮度变暗的现象,他们据此推断,那些遥远的星系正在以越来越快的速度远离我们,宇宙确实是在加速膨胀。人们猜测:宇宙可能处于一种人类还不了解、还未认识到的继目前物质的固态、液态、气态、“场态”之后另一种物质状态的物质控制、作用之下,这种物质不同于普通物质的一切属性及其存在和作用机制科学家们暂且将它称为“暗能量”。自此,“暗能量”就和“暗物质”一起,成为了当今天文学界、宇宙学界和物理学界等等科学界中最大的谜团之一。

美国航天局在轨道中运行的威尔金森微波仪探测卫星收集到的材料也证明超新星在发生同样的变化。这些变化的含义的确令科学家忐忑不安,因为这将预示着爱因斯坦、霍金等理论家可能都错了,影响并决定整个宇宙的力量不是引力和重力等已知作用力,而是以“宇宙常量”形式存在的“暗能量”和“暗物质”。故此,有人认为,暗能量更像是宇宙的一种背景和一种“超导体”,在宇宙物理学上它更像是真空,因此也有人把“暗能量”称之为“真空能”。真空是不是就是“暗能量”?“暗能量”是不是就是“真空能”呢?

科学家们认为,真空就是真空能,如果能够证实真空具备一切能量的基本属性和基本特征—力量,那么,“真空力”就将成为独立于万有引力电磁力、强力和弱力之后在自然界中普遍存在着的第五种自然作用力即“第五种力”;那么真空就是物理学史上已经被抛弃的“以太”;而“以太”其实就是真空的某一种效应;那么真空也就是那个占整个宇宙73%以上的最大份额并控制着整个宇宙的神秘能量—“暗能量”,这一切的一切就因为真空有力而变为现实、变为可知的。于是,真空是否具备力的属性就成为了课题核心中的焦点。

中国科学院高能物理所的一些科研人员指出,迄今为止的观测结果,包括国际上最新的结果在内,与爱因斯坦的宇宙常数理论“都很符合”。但是,宇宙常数距离成为一种确定性的暗能量理论还差得很远。与此同时,科学家们提出了更多的暗能量理论,来代替宇宙常数模型,不过,仍然没有实质性进展。

几乎没有人否认,暗能量对于整个宇宙学乃至物理学而言,都不啻是一场革命。1979年诺贝尔物理学奖得主斯蒂芬温伯格曾明确表示,“如果不解决暗能量这个‘路障’,我们就无法全面理解基础物理学。”著名华裔物理学家、1957年诺贝尔物理学奖得主李政道也断言,如何破解暗能量之谜,将是21世纪物理学面临的最大挑战。

但是,何时是这个“绝对配得上诺贝尔奖”的问题的终点,目前还是一个巨大的问号。科学家们指出,目前还没有任何理论,配得上这一奖赏。” 科学家们在接受采访时对记者强调,理论工作非常困难。在这样一个十分前沿的领域,何时能取得突破,的确难以预测。

 

二、解开暗能量之谜

 

A)     暗能量出现之前的宇宙力学模型

 

根据新建立的“宇宙总质能守恒定律”,将可以初步推断出暗能量的一些性质。

“宇宙总质能守恒定律”的内容是说:无论宇宙如何演化,宇宙中包括普物质、暗物质、暗能量等各类不同物态物质在内的全部物质的质能总量是一个定值(常数)。这个质能总量的定值被称为“宇宙总质能常数”。根据这个定律,我们可以得出以下结论:

1)可见物质总量瞬变递减法则:该理论指出,构成天体的普通可见物质将由于大量的能量辐射而具有瞬变性和随时间递减的特性;

2)暗物质总量瞬变递减法则:该理论指出,宇宙中的暗物质也将由于大量的能量辐射而具有瞬变性和随时间递减的特性;

3)暗能量总量瞬变递增法则:该理论是上述两个法则的推论,该理论认为,宇宙中暗能量的总量具有瞬变性和随时间递增的特性。

既然宇宙中包括普通物质、暗物质、暗能量等各类不同物态物质在内的全部物质的质能总量是一个定值(常数),那么,由于构成天体的普通可见物质和宇宙中暗物质的不断损失和减少,根据“宇宙总质能守恒定律”,暗能量总量必然是不断递增的,其反力效应也应是不断递增的,由此必将造成宇宙的加速膨胀现象。显然,这一推论和目前科学家们的对暗能量的了解是一致的。

“宇宙总质能守恒定律”是基于整个宇宙和新的时空守恒理论建立起来的,它的建立,将为人们在21世纪建立正确的宇宙观奠定最根本的理论基础,同时,它的推论首次对暗物质、暗能量的性质做出了理论上的阐述,将进一步为破解暗能量之谜及重建相关理论奠定了理论基础。由此可以认为,这个新定律的建立在科学史上具有重要的意义。

新的理论指出,由于暗能量和宇宙膨胀有着密不可分的联系,要想解开暗能量之谜和宇宙膨胀之谜,首先需要了解星系的结构特点、力学性质和运动规律。根据新的时空守恒理论,宇宙的演化过程和空间无关,因此,真空不可能是暗能量;并且广义相对论的“时空弯曲效应理论”、大爆炸理论的“膨胀空间理论”都是不正确的。由此可知,引力场方程中的宇宙常数并不具备确定的物理学涵义,它显然不是暗能量。

根据暗物质理论和新的恒星理论,恒星的强大电磁场具有六种作用效应:

第一种是直线的排斥力效应;第二种是垂直的切向力效应,第三种是导致行星发生了自旋转现象;当引力和排斥力相等时,自转状态的行星将停止向恒星的靠近,同时,行星将在切向力作用下开始公转——这是恒星造成的第四种作用效应;此后,随着行星的公转,行星将受到一种旋转离心力的作用效应,这是第五种作用效应;第六种效应指的是,经常被人们忽略的、在恒星电场和行星电场之间的电荷作用力(库仑力)。由此可知,恒星及行星的电磁场之间的作用、尤其是切向力的作用效应,就是造成星系、宇宙开始运转的“第一推动力”。

新的理论把电磁场导致的六种力学效应统称为电磁场的“万有斥力效应”,它刚好可以平衡引力场导致的“万有引力效应”,并和引力效应一起,共同主导了整个的星系。

值得注意的是,库仑力有时起到是引力作用效应,有时起到排斥作用力效应,主要取决于物体带电荷的情况:同号电荷相斥、异号电荷相互吸引。不过,在星系尺度,库仑力数值很小通常可以忽略不计。

新的宇宙演化理论指出,在暗能量出现之前,宇宙处于静力平衡状态,从星系到宇宙都遵从“万有斥力效应=万有引力效应”的力学平衡模型,并且,这一关系式不必考虑暗能量和时间的影响。这个模型被称为“静力平衡宇宙模型”,“万有斥力效应=万有引力效应”的关系式被称为“静力平衡方程式”——可以预言,这一关系式未来将会取代广义相对论的引力场方程。

新的理论中建立了一个名为“万有斥力定律”的新定律,它有以下一些内容和推论:

1)任何尺度下的任何时刻,任何两个物体之间都存在着电磁场的万有斥力效应,万有斥力效应包含了电磁场造成的六种作用效应。总的万有斥力效应的大小,与两物体电磁场强度的乘积有正比关系,与两物体质能重心点之间的距离有平方反比关系。

2)电磁场的六种作用效应,均与总的万有斥力效应近似成正比。近似成正比的意思是说,需要把总的万有斥力效应另外乘以一个修正项,来求得排斥力、离心力等效应。如何确定这些修正项,又是一个新的课题,且工作量巨大,将需要有更多的科学家来参与该课题。

3)任何尺度下的任何物体,包括暗物质、暗能量在内,本质上都是电磁波并具有自身的电磁场,其电磁场强度的大小与该物体的质能总量近似成正比(需要乘以一个修正项);

4)任何粒子,其自身电磁场强度的大小与该粒子电磁波的频率近似成正比(需要乘以一个修正项)。

在微观尺度,原子模型也遵从和太阳系一样的力学和运动学规律,万有斥力效应理论和星系的“静力平衡方程式”完全适用于原子模型,完全符合对应原理。在此基础上,将可以解释清楚卢瑟福原子模型与太阳系模型的差异,并实现宇宙学、天文学、天体物理学和原子物理学的最终统一。

在原子模型中,当引力效应和万有斥力效应取得力学平衡时,将阻止电子与原子核的进一步靠近和阻止电子离开原子核——只不过,在宇宙的宏观尺度,质量起主导作用,万有引力远大于库仑力,库仑力一般可以忽略不计;而在原子的尺度,万有引力不到库仑力的千分之一,电荷力起主导作用,万有引力一般可以忽略不计。另外,需要注意,原子模型中库仑力一项应取负号,库仑力可以看作是电磁场产生的负“万有斥力效应”(即相当于引力作用的效应)。

关于宇宙起源及演化的最新理论指出,随着暗能量的出现,宇宙起源的阶段就此画上了句号而宣告结束。此后,暗能量的效应逐渐显现,从星系到整个宇宙都逐渐开始了动态膨胀的过程。

科学家们急于需要破解的问题是:如何解开宇宙膨胀之谜、暗能量到底是什么?它的作用机制又是怎样的?下面,我们将结合万有斥力效应理论和新的动态平衡宇宙标准模型,来解开暗能量之谜和暗能量反力效应的作用机制。

 

B)暗能量出现之后的宇宙

 

新的暗能量理论给出了“暗能量”的定义,其内容是:从宇宙演化过程中某个时刻起直到现在,宇宙中各类普通物质和暗物质都在不断地向空间(真空)中以各种辐射方式量子化地释放能量或有质量粒子,各类辐射的质能量总和就是暗能量。用更简单的话来说,暗能量就是源自于宇宙万物全部辐射的质能量总和。

上世纪六七十年代发现了宇宙背景辐射,事实上,微波背景中的大部分甚至是绝大部分,主要源于后来宇宙万物(包括暗物质)的各种辐射,早期大爆炸中释放出的能量可能只占其中一小部分——这一观点对大爆炸理论而言是非常不利的,因为关于早期微波背景辐射的预言是支持大爆炸理论的主要证据。

新的理论指出,伴随着宇宙的膨胀,微波背景的边界实际上也在以光速膨胀着,由此将导致宇宙微波背景的温度持续下降,如果没有后来大量辐射的能量补充,宇宙微波背景将比现在要稀薄很多倍,温度也会低得多。因此,微波背景辐射中的大部分应该是源于宇宙演化过程中的辐射。就是说,微波背景辐射中的大部分、恒星发出的各种高能粒子流、宇宙射线及光能、热能、中微子,以及源自各类新星、超新星爆发的高能辐射,甚至宇宙万物(包括外星生物)释放出去的热量等等,都是暗能量的来源。

为了破解暗能量的反力效应之谜,我们首先需要了解一下“质能递减效应原理”,这个原理内容是——任何天体引力场强度与电磁场强度的大小,将随着该天体质能总量的减少而减少。就是说,两个天体之间的万有斥力效应与万有引力效应,都将随着两个天体质能总量的减少而减少。

根据质能递减效应原理,伴随着暗能量的增加,两个天体之间的万有斥力效应与万有引力效应将会不断减少。新的暗能量反力效应理论把万有引力的递减效应称为反万有引力效应,把万有斥力的递减效应称为反万有斥力效应,并把这两种效应合称为暗能量的反力效应。

伴随着暗能量与暗能量反力效应的递增:万有引力效应和万有斥力效应构建的星系体系具有的独特特点,将使得天体、星系乃至宇宙各部分之间通过不断加大和微调彼此距离来继续确保“万有引力效应=万有斥力效应”的力学平衡;同时,随着各部分之间的距离不断远离,平方反比关系反过来又将导致万有引力、万有斥力效应更加快速减少,这进一步加大了宇宙的膨胀速度。新的“宇宙超加速膨胀”理论指出,不仅宇宙的膨胀速度在持续增加,而且,膨胀的加速度也在不断增加——新理论把这样的宇宙膨胀现象称为宇宙的“超加速膨胀”。

随着暗能量的不断增加,将反复重复这样的“打破静力平衡——重建静力平衡”过程,这种现象类似于不停地连续在一架处于力学平衡状态的天平两边减少砝码,两者在原理上极为相似。由此可知,宇宙的“静力平衡标准模型”已经变成了“动态平衡标准模型”——新的模型在不同时刻继续遵从“万有引力效应=万有斥力效应”的关系式,同时,需要考虑时间和暗能量反力效应的影响。就是说,万有引力效应、万有斥力效应的数值是不断减少的,这是“动态模型”与“静力模型”的不同之处。

这样,我们就搞清楚了暗能量是什么,以及暗能量的反力效应如何导致了宇宙的“超加速膨胀”现象。

暗能量效应除了反引力效应、反斥力效应之外,还有冲击阻挡效应、电磁场效应、超光速扩张效应、量子化效应、瞬变效应、递增效应、不均匀性效应、不同步性效应等多种效应。需要指出的是,暗能量的冲击阻挡效应是导致“中微子失踪之谜”的第二个原因——少数能够抵达大气层的太阳中微子以及大气层内的中微子,因遭遇暗能量的冲击阻挡效应而大部分改变了方向并远离了地球,还有很少一部分中微子因受到撞击改变了自旋方向(发生了震荡),在第一篇关于如何破解暗物质之谜的论文中,曾指出了造成“太阳中微子失踪之谜”的第一个原因——太阳实际发出的中微子数量远远少于按照目前理论估算的数量。

暗能量的反力效应包括两种效应,一种是万有引力的递减效应,这被称为“反万有引力效应”,简称反引力效应;另一种是万有斥力的递减效应,被称为“反万有斥力效应”,简称反斥力效应。

根据牛顿的引力定律,可以大致得出一个近似的关系式,用于大致确定两天体之间在单位时间内“反引力效应增量”的数值,即:单位时间内两天体之间反引力效应的增量ΔF与两天体单位时间内暗能量增量的乘积(Δm1·Δm2)近似成正比;与两天体之间距离的增量ΔR近似有平方正比关系,其中ΔR是两天体之间在单位时间内的距离增量——这一结论被称为“暗能量反引力效应定律”。

“暗能量反斥力效应定律”可以大致根据“万有斥力定律”得出,其内容是:单位时间内两天体之间反斥力效应的增量ΔFe与两天体单位时间内电磁场强度损失量的乘积(ΔE1·ΔE2)近似成正比;与两天体之间距离的增量ΔR近似有平方正比关系,其中ΔR是两天体之间在单位时间内的距离增量。

近似成正比的意思是说,需要另外乘以一些修正项。如何确定这些修正项,又是新的课题和巨大的工作量,将需要有更多的科学家来参与该课题。此外,暗能量反斥力效应的数值与暗能量反引力效应数值之间具有一定的比例关系,因而,也可以简单地通过确定一个经验系数的方法,根据反引力效应数值换算得出反斥力效应的数值。

关于暗能量的其它多种效应(目前发现共有十种作用效应),限于篇幅,这里就不再详细讨论。相信未来随着新的分支学科“暗能量物理学”的建立,人们将会对暗能量的性质有更多的了解。

根据以上的讨论,我们对暗能量及其反力效应有了进一步的了解。在此基础上,我们将可以据此解释更多的现象和科学未知之谜。

地球和月球之间,引力的大小与距离平方应该是严格成反比的,也就是说,纽康系数为零;然而实验观察的结果说明,行星之间或地日之间还需要增加1个纽康系数,这说明有一部分引力被反引力抵消了,并且,也有一部分反斥力效应被抵消掉了。现在,我们已经知道了导致这种现象的原因,就是由于质能的辐射造成了万有引力和万有斥力的不断衰减,辐射出去的质能总量变成了暗能量,进而产生了暗能量的反力效应,此时,地球和月球之间需要不断增大间距以适应新的力学平衡。

过冷中子的实验室实验表明,过冷中子存在着自身的辐射和从外界获取能量(主要是接受太阳能辐射)的现象;在午夜(24:00)时,它从外界获得的能量最少,在正午(12:00)时从外界获得的能量最多(太阳能辐射最强),假设过冷中子自身发出的辐射能量和辐射速速是确定的,那么,由于午夜(24:00)时它从外界获得的能量最少,因而相当于此时它的辐射总量是最多的、其反引力表达必然会达到1个极大值;在正午(12:00)时,过冷中子从外界获得的能量最多,相当于它的辐射总量最少,于是,在正午(12:00)时其反引力表达有1个极小值。用同样的道理还可以解释超流体的多普勒测速得出的结论。

在自然界中,还有一个“奇石之谜”,说的是有一种石头,和过冷中子、超流体的多普勒测速的情形类似,在午夜(24:00)时变的最轻(重量达到最小值);在正午(12:00)时变得最重(重量达到最大值),其中的原因和原理是一样的,都是由于不同的时刻,它们从外界获得能量的数值不同造成的。总之,这些现象和实验结果都实实在在地反映出了暗能量和暗能量效应的存在,并且,将可以为我们新建立的暗能量理论提供有力的支持。

在较小的星系尺度和经典物理学范畴,暗能量的反力效应比较不明显;而在银河系、更大的星系、星系团尺度,星系之间彼此远离的程度就比较明显了。因此,暗能量的反力效应是否明显,主要取决于观察范围尺度的大小,以及星系、天体质能总量的大小、辐射量及辐射速度的大小,等等。通常,天体或星系的质能总量越大,其暗能量效应就越大;天体或星系的辐射总量及辐射速度越大,暗能量效应就越大;考察尺度的范围越大,其中包含的星系、天体的数目就越多,暗能量效应也就越大。因此,在太阳系范围内,可以把经典物理学理论视为精确的理论,无需考虑暗能量效应的影响。

如果在银河系等较大尺度,银河系与其它河外大星系之间的暗能量效应就比较大了;如果进一步放大尺度,在宇宙的尺度来看,星系团、超星系团之间彼此加速远离的现象和红移量又会远比银河系尺度星系的红移量大得多。由此,就可以解开长期困扰天文学家的“星系红移之谜”。

根据暗能量反力效应理论,哈勃常数并不是一个常量,而是一个伴随暗能量的增加和时间的流逝不断递增的变量,因此,需要重建哈勃定律——建议可以用原来的哈勃常数乘以一个与暗能量增量和时间有关的函数,来替换原来的哈勃常数。在新的理论中,经过重建的哈勃定律被称为新哈勃定律或“天体红移第二定律”,它将和“天体红移第一定律”一起,成为新的红移理论中最重要的两个定律。

可以预计,随着暗物质之谜和暗能量之谜的破解,将导致一系列更多科学难题的破解,同时,将有助于重建宇宙学、天文学、天体物理学、经典物理学、相对论、原子物理学、原子核物理学等相关理论的大面积重建。

 

三、论文注释

 

注[1]:本篇论文是根据终极统一科学理论最为重要的32篇论文中的第二篇论文缩写而成的。现在的字数为一万余字,原文名为《解开暗能量之谜、宇宙膨胀之谜并创建时空守恒三定律》,篇幅为四万七千字,其中包括了26项重大成果,每一项成果都有资格独立获得一个诺贝尔物理学奖。终极统一科学理论体系又名“万物至理”,其中包含了大量新创立的物理学新定律和新理论,除了可以用于破解大量科学难题之外,该理论体系还可以作为构建21世纪新科学理论体系大厦的理论基础。这32篇论文的内容(新理论或新定律),差不多都能获得一枚诺贝尔物理学奖或其它科学大奖,同时,将对未来的科学发展产生重要影响,可以说,终极统一科学理论体系的建立,将在科学史上具有划时代的重要意义。

注[2]:作者:工程师,建筑师,画家,理论物理学家。

 

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