大爆炸的總時空奇點是否必須存在?這個奇點缺乏物理支持證據3-3

2020-11-03 霹靂火76228767

奇點大爆炸理論中奇點構想的數理思路來源,黑洞相關的理論發展過程

一、黑體的數理構想

在牛頓發現引力之後,基於牛頓的光是微小顆粒構成的想法,就有科學家產生極端數理聯想,如果引力讓光線都不能發射出來,就會產生一種看不見的黑體(黑星)。基於當時的觀測能力,這不可能被證實,此事也就放下了。

1783年,英國地理學家約翰·米歇爾(John Michell)便已經意識到:一個緻密天體的密度可以大到連光都無法逃逸。

1798年,法國科學家拉普拉斯就根據牛頓建立的力學理論推測:「一個直徑像地球、密度為太陽250倍的發光恆星,在其引力作用下,將不允許它的任何光線到達我們這裡。

二、黑洞的範圍

愛因斯坦發表狹義、廣義相對論之後,基於相對論的極限計算,科學家推導出史瓦西半徑。也就是在一個黑洞附近,光線無法逃離的區域。愛因斯坦同意這個公式。

黑洞的概念開始被明確。同時,隨著觀測能力的提高,研究黑洞理論開始進入高潮期。

起初黑洞被稱為「黑星」或黑體,直到一位並不同意「黑星」的科學家用「黑洞」這個詞嘲諷「黑星」的理論意義後,「黑洞」這個詞被廣泛流傳,並被確定應用下來。

黑洞的史瓦西半徑

後來人們發現,利用基於牛頓引力的方法,也可以推導出這個半徑來。

三、黑體星與黑洞的區別

隨著觀測能力以及理論的發展,發現:一顆恆星如果未發生激烈爆炸坍塌為黑洞,而是質量的量子能量消耗殆盡,會演變為並不發光的黑體星。利用電磁波類觀測儀器,它也一樣無法直接看到。

1928年,錢德拉塞卡計算出;一個大約為太陽質量一倍半的冷的恆星不能支持自身以抵抗自己的引力。(這質量稱為錢德拉塞卡極限)前蘇聯科學家列夫·達維多維奇·蘭道幾乎在同時也發現了類似的結論。

而巨大恆星能夠最後形成黑洞,需要較大的原始質量和溫度。在激烈爆炸後,剩餘核心緻密物質形成黑洞。

四、黑洞的新陳代謝問題

黑洞貪吃,這個已經被證實。那麼通常的邏輯,總該需要「方便」的。

鑑於未觀測到黑洞「方便」的現象,因此產生了一種極端的數理猜想--「白洞」理論,意思是在另一個空間存在一個質量、能量的出口。這種理論基本已經被物理放棄、涼快了。因為歐氏三維之外的另一個空間至今沒有任何實質性的物理證據,純屬非歐方式的數理表達。而且,歐幾裡德不會承認這種空間的存在,歐氏三維本身是無限大的。

這也就是通常數理錯誤表達的四維空間(非歐類四維超體胞體空間的錯誤理解)的意思,四維空間已經被數理玄學文化利用,跟物理沒什麼關係了。畢竟物理的非歐的四維時空,還老老實實地呆在歐氏的三維空間中,僅僅是有點彎曲。

那麼,黑洞小小的方便,總該有吧?

在20世紀70年代,英國科學家霍金等人以量子力學為基礎,對黑洞作了更縝密的考察,結果發現黑洞會像「蒸發」那樣穩定地往外發射粒子。考慮到這種「蒸發」,黑洞就不再是絕對「黑」的了。霍金還證明,每個黑洞都有一定的溫度,而且質量越小的黑洞溫度就越高,質量越大的黑洞,其溫度反而越低。大黑洞的溫度很低,蒸發也很微弱;小黑洞的溫度很高,蒸發也很猛烈,類似劇烈的爆發。

這被稱為霍金輻射,也許是能級太小不易觀察,至今並未被觀測證實。黑洞因此被霍金稱為「灰洞」。

五、黑洞的歸宿

早期黑洞理論認為,隨著黑洞與空間的熱交換,當自身的能量不足以支撐結構,黑洞最後會再一次發生爆炸,以致徹底湮滅。或者由於個別黑洞低於背景溫度,黑洞還會吸收一點熱量多活一段時間。

通過理論計算,一個質量像太陽那麼大的黑洞,大約需要一個地球年才能蒸發殆盡。至今尚未觀測到黑洞爆炸湮滅的現象。當然,這也可能是因為這個理論是錯誤的;或者理論存在動態解釋的缺陷,吃與拉的動態平衡問題;或者是觀察現象概率被發現的問題,我們的觀察還沒有中獎。

隨著觀測能力的提高,兩個黑洞兼併、黑洞吞吃恆星、星雲等的現象被發現證實。黑洞如此貪吃,小小的蒸發就湮滅嗎?黑洞想死都並不容易。

六、超大質量黑洞的發現

隨著超大質量的黑洞的間接發現,例如M15,其質量是太陽的5.6×10^5倍。這類黑洞的引力波足以控制一整個類似銀河系的星系,在銀河系中心,也發現了黑洞或黑洞群。(銀河系中央黑洞:質量大約為400萬倍的太陽質量。)這種黑洞被定義為超大質量黑洞。相關研究依然在繼續,由於黑洞內部無法觀察,其形成機制有不同理論猜想和解釋。

超大質量黑洞的發現,解決了一個銀河系這種級別的星系圍繞的引力中心問題。


這個奇點依然缺乏物理支持證據

一、我們這個總時空奇點如果存在,得有多麼大?

銀河系的上一個級別是總星系,總星系再擴大一個級別是超總星系,而我們所在的總時空由n個超總星系構成。

形成這麼大的單體穩定結構--總時空奇點(奇點恆星或者奇點黑洞),並且需要一個可以讓其穩定一段時間存在的結構理由。這方面有理論爭議。

從質量而言,這個奇點的質量是總時空現在可觀測部分的質量總量還要多。那麼,M15這種級別的黑洞相對於總時空奇點而言,只能是用微小來形容了。

這樣大的黑洞沒有觀測證據。沒有形成穩定單體結構的可確認的數理理論支撐。黑洞到底可以大到什麼程度這是一個問題,什麼樣的機制讓這麼大的黑洞或恆星穩定存在或者不穩定存在。

奇點大爆炸的數理是黑洞數理的引申性放大,但是這個數理性的理論放大可否成立呢?這需要物理切實的觀測證據作為理論支撐。而現在,這個證據並沒有!


二、奇點爆炸了幾次?奇點恆星與奇點黑洞的區別。

假設我們的總時空來自於奇點大爆炸,那麼這個奇點曾經是一顆超級巨大的奇點恆星,之後爆炸坍塌,形成了奇點黑洞。

之後這個奇點黑洞再噴發,以致湮滅。當然,形成黑洞以後,按霍金的黑洞輻射理論,也許這個黑洞不噴發,而是蒸發,之後逐漸湮滅。也就是第二次大爆炸僅僅噴發,或不存在。

更大的問題是,現在這個奇點黑洞湮滅了嗎?筆者的觀點是如果它曾經存在,那麼至少奇點恆星大爆炸那次爆炸,奇點黑洞並未同時爆炸,這才有我們現在觀測的背景輻射結果。

奇點大爆炸理論將這可能存在的兩次爆炸混為一談,這是奇點爆炸理論最基本的理論缺陷。

奇點恆星形成奇點黑洞,這會發生一次大爆炸。大爆炸理論原本應該是指這次爆炸。因為產生這個理論的時候,對黑洞的研究有限。

但是,隨著大型對撞機對基本粒子的研究進展,科學家給大爆炸理論增補了從基本粒子到原子形成的這個30萬年機制。這原本是彌補理論缺陷的好心,但是,卻造成自身在時間上顯得倉促,時空上不好解釋,缺少動力機制的問題。

而大爆炸並非是總時空內物質一蹴而就的實現過程。在形成總時空奇點黑洞之前,總時空奇點恆星用了至少有幾百億年到上千億年,來完成基本粒子到原子的形成時間。(為何會出現30萬年這種數理錯誤解讀,後續連載解釋。)30萬年,是一次性過程完成的時間,而實際物質的形成時間,是這種過程基於時空對撞機原理的交叉、混合進程,在奇點恆星存在期間就已經大部分完成。

大爆炸噴出的大部分直接就是氫原子或以上級別的物質,而非在這個短促的噴發中忙著從基本粒子急著合成氫原子。而時空,在奇點恆星存在的時候,已經形成大部分的時空範圍,並非這次大爆炸產生了這個時空。而且,這次爆炸,並未導致奇點黑洞同時爆炸並消失,大爆炸後,它依然存在。下文連載提供這個觀測證據。

待續。。。。。。

下文連載:《微波背景輻射並不是大爆炸的餘暉證據,而是總時空奇點在大爆炸之後還依然存在的理由1-2》

相關焦點

  • 筆者構想的新奇點大爆炸理論,爆炸後奇點黑洞依然存在3-5(下)
    至於能量性量子的來源,現在兩種理論:量子級別的能量漣漪的不對稱形成正反物質,筆者支持這種理論。但不支持正反物質的宏觀對稱性。宏觀上,物質必須選擇正反物質其中的一種,正反物質僅僅在量子級別存在。筆者在後續連載解釋時空對撞機的具體運作方式以及黑洞內部結構的時候,會明確這個觀點以及正反物質選擇機制。
  • 宇宙背景輻射是奇點黑洞存在過的證據,並不是大爆炸的餘暉5-1
    這個解釋有三個物理軟肋,懷疑其錯誤:一、如果奇點大爆炸後總時空沒有引力中心了,即便這個大爆炸形成的中心背景輻射能夠留存到今天依然可見,中心附近的微波輻射不會出現圖7明顯的相差180度的波動性擾動特徵,而是相對混沌的一個整體平直的微波高能區的特徵。因此,這不是奇點大爆炸的餘暉。
  • 原來的奇點大爆炸理論假說中存在的主要數理表達問題3-4(上)
    >後續發展產生我們這個總時空的各種物質。奇點大爆炸到底說的是奇點恆星的爆炸還是奇點黑洞的爆炸,且爆炸以後,奇點黑洞是否依然存在?這個問題很關鍵。因為後來的西方理論假說發展是假設奇點黑洞消失為前提的,爆炸的結果是各向同性的「火花四濺」。而筆者用現在已觀測的「宇宙背景輻射」圖證明了,至少在138億年前的大爆炸之後的38萬年之後,奇點依然還在。大爆炸的結果是受引力場控制的。這個引力場的來源就是依然還在的奇點黑洞。
  • 黑洞奇點和大爆炸奇點有什麼區別?
    大爆炸奇點是一個體積為零的點,但質量很大,這使得密度極高。大爆炸(bing)這個奇點包含了宇宙中的全部物質和能量。大爆炸的最初時刻仍然是個謎。然而,天文學家和物理學家相信,在最短的那幾分之一秒之後,強大的核力和電磁力便分開了,這很可能導致宇宙開始膨脹。大爆炸創造了空間、時間和我們現在所知道的全部物質和能源。
  • 黑洞奇點和大爆炸奇點有什麼區別?
    然而大爆炸只有一個奇點,而且它包含了整個宇宙。另一個差別是空間和時間是由宇宙爆炸的奇異性產生的,而黑洞實際上將空間擴展到了可能撕裂時空結構並完全結束時間的地步。根據史蒂芬·w·霍金,奇點要麼完全發生在未來,要麼完全發生在過去。
  • 對大爆炸認識的最大錯誤:奇點必須存在
    親愛的小夥伴們,歡迎點進老胡說科學,今天老胡和大家討論一下對大爆炸的錯誤認識宇宙中的一切從何而來,一直是人類所遇到的最大的哲學謎團之一。經過幾千年的努力,這個問題終於得到了答案,通過科學探索,最終以大爆炸告終。這個主意簡直棒極了。早在20世紀20年代,埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)就在研究深邃天空中微弱、模糊的螺旋星系,測量其中的單個恆星,並確定它們的亮度。
  • 大爆炸n年以後會是什麼樣子的?預測我們這個總時空的全景照片6-1
    上一篇連載討論了奇點大爆炸之後奇點黑洞依然存在的數理證據問題。未來的連載,將基於奇點恆星大爆炸之後,奇點黑洞依然存在這個前提假設,來推理大爆炸n年以後,總時空應該是什麼樣子的。有大引力中心的現成的比對對象就是銀河系這個相對標準的螺旋星系。儘管相對於總時空,它差了三級:銀河系-總星系-超總星系-總時空星系。
  • 誕生與消亡,存在於宇宙兩端的奇點有何不同?
    大爆炸奇點是一個零體積但質量很高的點,這使得它的密度無窮大。這個奇點包含了宇宙中所有的物質和能量。這個巨大的爆炸的初始時刻仍然是個謎。然而,天文學家和物理學家認為,在極短的時間內強磁力和電磁力分離,可能會導致宇宙開始膨脹。大爆炸本身創造出空間,時間,以及我們今天所知道的物質和能量。黑洞奇點是在一顆超大質量恆星的核心坍縮到一個被稱為視界的假想球體之外時產生的。
  • 解讀宇宙大爆炸無限小的「奇點」,在那裡傳統物理定律完全失效!
    不少人並不支持宇宙大爆炸理論,這很正常,就是因為它的不完美,同時這個理論也並非能解釋所有的宇宙之謎。但不管怎麼說,這個理論是最為大眾所接受的理論。很多人對宇宙大爆炸理論有誤解,只是表面的理解。事實上,宇宙大爆炸絕非字面上的意思,並非我們現實生活中見到的那種爆炸,說白了就是一種時空的膨脹,從一個奇點開始迅速膨脹。最開始的奇點體積無限小,密度和溫度無限大。
  • 都說大爆炸誕生了宇宙,那麼奇點真的存在嗎?也許值得商榷
    關於宇宙誕生於一次大爆炸說法,歷來都頗受爭議,但現代天文從各個手段的觀測都表明宇宙似乎誕生於一次138.2億年前的大爆炸,那麼這個Big Bang說是這麼誕生物質的,發生大爆炸的奇點到底有多少種說法,我們今天就來捋一捋!
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  • 宇宙大爆炸可以休矣!「奇點」是怎樣的存在?我們該怎樣理解宇宙
    如果說在宇宙誕生學說中最有影響的,莫過於宇宙大爆炸理論了。1927年,來自比利時的天文學家和宇宙學家勒梅特首次提出了大爆炸理論。1929年,美國天文學家哈勃的宇宙膨脹理論似乎又給大爆炸理論增添了新的證據。於是,美國科學家伽莫夫在1947年正式提出「奇點大爆炸」學說。
  • 宇宙是奇點發生大爆炸而產生的,這個神奇的奇點又是從哪來的呢?
    億年之久了,只從人類科學誕生之後,人類科學的研究領域可謂是十分廣泛,從宇宙、天文、氣象,到物理、化學、生物等,幾乎涵蓋了宇宙誕生137億年這段時間內的各個方面,可唯獨對於誕生宇宙的這個奇點很是陌生,幾乎沒有物理學家與天文學家去專門研究這個奇點是怎麼回事?
  • 奇點大爆炸誕生了宇宙,這個奇點是如何來的?一種猜想讓人們害怕
    而宇宙中的這些現象用穩態理論是無法解釋的,只有用大爆炸理論才能夠得到比較完美的解釋。所以最後大爆炸理論成為了主流觀點,到目前為上,得到了越來越多人們的支持和認同。而大爆炸理論也稱之為奇點大爆炸,也就是說我們的宇宙是由一個奇點發生大爆炸而來。那麼這個奇點是什麼?它又是如何來的呢?對於奇點,科學家的解釋是,它是一個質量無限大,體積無限小,充滿能量的神秘物質。
  • 宇宙很大而奇點很小,小點如何變為宇宙?奇點到底有多小?
    當然,在這個範圍之外還有著更為廣闊的不可觀測的區域,我們永遠無法看到可觀測宇宙範圍之外的空間,所以那裡的空間是大是小,是否存在都與我們沒有關係,我們也可以任性的認為宇宙的半徑就是465億光年。宇宙並不是從一開始就在這裡的,也並不是恆存永續的。包括宇宙本身在內,沒有什麼是恆存永續的,所以宇宙也有一個開始,未來也會有一個結束。
  • 「奇點」之前,世界是什麼樣的?奇點外面是否存在宇宙呢?
    關於我們宇宙的產生,相信很多人都是比較好奇的,不過就現在的探索和研究,大部分研究學者普遍認為,宇宙應該就是來自於那次神奇的大爆炸,正是有了這次大爆炸,所以才導致我們現在的宇宙出現,當然這個說法也已經得到了普遍的認可,至於說這種說法究竟是否靠譜,其實科學家並沒有很多直接的證據能夠證明,所以很多人還是會提出一些不同的說法
  • 奇點大爆炸造就了宇宙,那麼奇點哪來的?
    這一理論已被大量天文觀測證據證實,並且也已經形成一個被廣泛接受的系統性理論,但是關於宇宙大爆炸奇點的形成的問題卻至今沒有解決。 那麼既然宇宙在膨脹,它最初就應該有一個出發點,這個出發點就是宇宙的起點,天文學家稱之為「奇點」,這個奇點的來由,仍然讓全球科學家們苦思不得其解,至今沒有具有充分說服力的理論和證據能證明它來自哪裡
  • 大爆炸的奇點如此小竟能產生宇宙所有物質,它是一個怎樣的存在?
    目前為止,關於奇點理論還只是處於推測階段,沒有任何證據能夠十分確鑿地表明宇宙就是由奇點誕生出來的,只不過在今天的科學界的,奇點理論是最受科學家認同的。其實奇點沒有爆炸的時候,宇宙中的空間和時間也並沒有誕生出來,但是奇點存在的地方,我們稱之為量子真空(假真空),是由量子漲落形成的空間,而奇點的時空曲率無限大,密度也有可能超過每立方釐米10^94克!奇點到底有多麼小?
  • 銀河系「最深處的秘密」:時空奇點與黑洞
    1965年及以後,彭羅斯發表了以《引力坍塌和時空奇點》為代表的一系列論文,採用了在當時的廣義相對論研究中還很新穎的拓撲幾何方法,在不依賴對稱性的、更普遍的條件下,證明了在大質量天體塌縮成黑洞的過程中,必然存在一個點,所有的塌縮物質在這個點之後不再存在,所有已知的自然規律也都在其中停止了。用幾何的語言來說,這是幾何上的奇點。
  • 如果宇宙最初是一個奇點,那麼奇點之前是什麼?
    宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸,這已經成為現代宇宙誕生論的標準答案,儘管也有很多的不同意見,但通過現代天文觀測,大爆炸論能被證實的證據是比較充分的,當然我們今天不糾結大爆炸論的來歷,而是大爆炸的奇點,都說宇宙誕生於大爆炸,那麼請問奇點之前又是怎麼樣的世界呢?