似曾相识的宇宙 第五章 物质世界
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| 似曾相识的宇宙 第五章 物质世界 |
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作者：佚名 转贴自：http://www.energysea.net/plugin.php?id=twow_novel:novel&do=chapter&tid=4111 点击数：35 更新时间：2018/8/19 文章录入：LA
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第五章 物质世界
第一节 宇宙是暗物质的世界如果按字面含义，所有不反射、不产生光的物质都是暗物质。但通常所说的暗物质，是指一般状态下，能够产生万有引力，会吸收那些来自外部的光波、电磁波和射线，并且不会向外部空间辐射任何光波、电磁波或射线的物体。
除了上面提到的特性，暗物质还会使经过的光波、电磁波和射线产生绕射，成为了一个类似透明的隐形物体，这样我们便能够在暗物质的前面看到它背面的景象。
从上面暗物质的定义来看，即使一个微小如斯的普通的质子，都具备暗物质的属性，因而可以归纳为暗物质一类。
什么是暗物质？暗物质就是被万有引力封存在一起的众多高能粒子的聚合体。
如此看来，除了典型的巨型暗物质——黑洞之外，所有的原子物体，都是由无数个微小的暗物质所组成的，这个宇宙真是一个真真正正暗物质的世界啊。
第二节 黑洞的内部结构当庞大数量的原子物质被万有引力聚合在一起，而这些原子物质又全无出路，在越来越大的内部压力之下，一旦受力失去平衡，连锁反应之下，质子与质子之间的电荷斥力便再也无法抵挡强大的引力作用，最终融合成一个巨大的黑洞就是顺理成章的事了。
黑洞的实质其实是无数质子融合而成的一个整体，黑洞从此揭开他神秘的面纱。
黑洞既然来自原子，那他与原子之间就有着不可分割的渊源，或者说，原子是黑洞的一个分形。这样，黑洞的内部结构就显山露水了，见下图。
与质子一样，黑洞同样也是一个液态的球体，在他的内部必然存在环流、旋涡等液态物质所共有的特性。相对之下，黑洞的电子壳却是一个相当稳定的，高密度的，异常坚硬的超级“大陆”，被黑洞表层产生的正电荷锁定在黑洞的表面，这个“大陆”阻挡了黑洞外层中微子、光子等中性气态物质进入到黑洞的实体，电子壳同时也使得黑洞成为一个中性的物体。
黑洞的电子壳层是嵌入到黑洞高能粒子实体的表层内的，所以准确地说，这是一个电子和高能粒子的混合层。
人们时常问，物体落到黑洞中都去了哪里？物质还是在黑洞里面，只是进去的东西的形态改变了，黑洞的质量增加了而已。这就像是冰粒落到开水之中一样，固态的冰粒变成了液态的水。
第三节 黑洞合并与崩溃当两个黑洞狭路相逢，那就不是火星撞地球那么简单了。
两个黑洞能够走到一起是一件非常神奇的事件，一个必不可少的条件是谁也不携带任何外部原子物质，例如通常所见围绕着黑洞外部的星系结构，他们都是在宇宙之中漂浮的孤独的幽灵。换言之，黑洞将所有曾经跟随过他的东西——整个星系都吃掉了。
假如两个星系靠近并发生碰撞，两者之间就会发生能量交换，同时也会改变他们的运行方向而互相远离，两个黑洞就不会有合并的可能性。
两个黑洞合并是一个高能粒子体的融合过程，在这个过程中会有一部分高能粒子获得更大的动能，因而有足够的能力摆脱黑洞的引力约束，成为漫游太空之中的其中一种宇宙射线。这部分逃逸掉的高能粒子，是导致两个黑洞合并后总质量减少的根本原因。
黑洞合并后其体积会发生衰减振荡（膨胀和收缩），因而引发衰减的引力波振荡。如果黑洞膨胀和收缩的幅度超过临界值，黑洞合并后就会发生大爆炸，原来的大黑洞将分裂为无数的小黑洞，形成一个球状的暗物质群，类似于超新星爆发后的形状。
一旦黑洞发生大爆炸，几乎可以肯定LIGO会探测到，不过黑洞发生爆炸的机会实在是太渺茫了。下面是哈勃望远镜合成的ZwCl0024+ 1652星系呈环状分布的暗物质示意图（资料来自Hubble Space Telescope）：
 图中的ZwCl0024+ 1652星系很可能是两个超级黑洞合并失败发生大爆炸留下的遗迹
其实两个黑洞合并，与在外太空无重状态中的两个水珠的靠近融合的过程是非常相似的，除了由于积能比的巨大差别，黑洞会先互相绕转，水珠则直接融入，与及黑洞的合并会向外辐射高能粒子之外，整个过程基本一样。两者在融合之后都会产生衰减振荡，一个产生引力波，另一个则产生次声波。
因此研究水珠在外太空无重状态中的合并过程，可以有助于了解黑洞的合并现象。
第四节 暗物质的归宿质子作为微观世界的暗物质，以其独特稳固的动态正立体三角形结构，确保了质子内部高能粒子不能够轻易的流失掉。
黑洞作为宏观世界的暗物质，外层电子壳的存在使得黑洞内部的高能粒子只能被围困在一个狭窄的空间之中，完全没有机会逃出引力的魔掌。
那么，暗物质是否就会长生不老，永不消失，现代宇宙也会一直维持当前的星系结构，持续运行直到时间的终点呢？
有两个存在的事实告诉我们，这个疑问是否定的。
其一，我们人类制造的强子对撞机就能够将一个质子内部所有的高能粒子释放出来，这些高能粒子一旦被解散，就永远不可能再复合成为一个质子。也就是，这个宇宙就真正地，永久性地少了一个质子。
其二，黑洞的合并过程中，有大量的高能粒子趁此千载难逢的机会，摆脱了黑洞的约束，流失到无垠的太空之中，使宇宙中暗物质的总量不断地减少。
第三是一种猜想，由于黑洞内部能量的不均匀分布，有极少部分的高能粒子获得足够的能量，能够穿透黑洞的电子层，进入太空成为宇宙射线。这些越狱的高能粒子为数虽然稀少，但当以数十亿年计算，长时间积累后也是一个不少的数目。
这些从质子和黑洞中逸出的高能粒子自由自在地在太空之中漫游，他们之间发生碰撞也是难免的事，但相对于他们被困于质子和黑洞内部时的恶劣环境，这些碰撞是微不足道的。碰撞使自由空间中的高能粒子互相交换能量，逆转运动方向，结果是他们的本底能量逐渐趋于均一化。
不过，这些苦命的高能粒子难得的自由是有时限的，他们最终都会在宇宙的边缘遇到集结在那里规模庞大的宇宙电子壳层，并在宇宙外部质场（万有引力场）和电子的电场双重作用之下，滞留在那里。
随着宇宙内部星系结构体的不断膨胀，这些原子物质和黑洞也会遇到并坠落在宇宙电子壳层上，从这些原子物质和黑洞中释放出来的高能粒子的加盟，使积聚在宇宙电子壳层内的高能粒子的密度越来越高，整个宇宙的能量逐渐集中在宇宙电子壳层之上。
宇宙加速膨胀由两阶段组成：第一阶段历时90亿年，是由宇宙大爆炸产生的动力造成的；当今宇宙已经进入了第二阶段，即是宇宙能够以更大的加速度膨胀的动力，来自包围着整个宇宙的电子壳层对宇宙中的星系和黑洞的电牵引力。这意味着，宇宙内部的宏观物质，正在越来越快地逼近宇宙电子壳层。见下图。
如果现代宇宙是被一个纯电子壳层包围着的话，用经典物理学就可以解释现代宇宙膨胀加速的现象，神秘的暗能量就是大家都非常熟悉的电荷能量。
如此，暗物质最终的归宿是，那包围着整个宇宙的电子壳层。
第五节 宇宙轮迴当宇宙电子壳层内的高能粒子密度积聚到某一个临界点，来自宇宙外部的引力子就不能全部顺利通过宇宙电子壳层进入到宇宙的内部，其中的一部分引力子抵挡不住高能粒子的攻击，被粉碎后转换为正电荷粒子，正电荷粒子再经由电子转换为负电荷粒子返回宇宙外部。
这样，越来越多的高能粒子进入到宇宙电子壳层内，同时也有越来越多的引力子被宇宙电子壳层截留，宇宙内部的引力子水平就不断降低，宇宙电子壳层所承受的万有引力也越来越大，宇宙电子壳层随之开始受力收缩。
宇宙电子壳层由原来只有纯电子构成，逐渐转变为一个电子-高能粒子的混合层，这时的宇宙的性质开始发生了质的变化，宇宙的演化进入了一个完全不同的新阶段。
这是一个与宇宙大爆炸同样惊心动魄的宇宙事件：宇宙大收缩。宇宙大收缩是宇宙大爆炸的逆向过程，这同样也是一个激烈的连锁反应的过程。
由于供不应求，宇宙内部引力子水平持续降低。一个直接的后果是，黑洞和原子物质的万有引力场减弱，导致黑洞和星体不断膨胀。当引力子水平降低到一个临界点时，万有引力不足以支撑黑洞和星体的内部压力，黑洞和星体开始爆发性解体。
试想象一下现代宇宙的末期，宇宙中黑洞和星体此起彼伏毁灭性大爆炸照亮整个宇宙的悲壮景色。
这个连锁反应的过程是这样的：宇宙电子壳层受力收缩->宇宙电子壳层内的高能粒子密度增加->更多引力子被截留并转换为负电荷粒子->宇宙内部引力子水平加速降低->宇宙电子壳层外部压力增加->宇宙电子壳层进一步收缩……最终进入失控状态。
宇宙大收缩进程启动之后，随着暗物质的解体，有更多从暗物质中释放出来的高能粒子进入到宇宙电子壳层内，无疑加剧了这个连锁反应的激烈程度，奄奄一息的晚年现代宇宙已经无可避免在一个极其短暂的时间内转世为原始宇宙的状态。
由于宏观黑洞和微观质子的稳定度非常高，从宇宙大爆炸产生现代宇宙开始，到逐渐演化到现代宇宙的末期，是一个至少数百亿年时间极其漫长的缓慢过程。
集结在现代宇宙边缘的宇宙电子壳层，原来是未来原始宇宙诞生的摇篮，而宇宙电子-高能粒子混合层则是原始宇宙的雏形。
现代宇宙来自原始宇宙，而原始宇宙则来自现代宇宙。宇宙轮迴说明了类似于当今我们所在的宇宙的前世宇宙，在很久很久之前曾经出现过。
第六节 宇宙的季节变迁假如我们是长生不老的，能够见到引力场介质尺度的世界，并且时间尺度被压缩100亿倍，那么我们将可以在现代宇宙的外面，见到宇宙象一个气泡一样，在以年的时间周期不停地膨胀和收缩。
我们知道，电子是围绕质子或原子核周期性旋转的，而行星则围绕恒星周期性运转，恒星又围绕黑洞运转。从电子的尺度来看，行星绕恒星转一圈所用的时间是一个庞大的数字。
如果我们所在的宇宙既不是物质世界的起点，也并非物质世界的终点，那我们所在的宇宙围绕另一个更大的巨宇宙运行，转一圈需要数百上千亿年就不是一件难以理解或不可能的事。
似乎，我们的宇宙并非物质世界终点的可能性更大。正所谓，“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”
地球绕太阳一圈产生春夏秋冬四季，宇宙绕巨宇宙一周也同样会出现不同状态的变化，即宇宙的季节变迁。宇宙季节变化的主要特征，是宇宙阶段性地膨胀和收缩，这是因为宇宙的运行轨道是一个椭圆的缘故：宇宙接近巨宇宙时万有引力介质密度大，而宇宙远离巨宇宙时万有引力介质密度小。
借用地-日术语，夏季：宇宙从远日点向近日点运行，宇宙收缩；秋季：宇宙从近日点向远日点运行，宇宙膨胀；冬季：宇宙从远日点向近日点运行，宇宙收缩；春季：宇宙从近日点向远日点运行，宇宙膨胀。如此周而复始，循环不断。
宇宙的实际存在时间比我们原来认为的要长的多，因为我们是从宇宙大爆炸开始计算宇宙的年龄的，而实际上在最近一次宇宙大爆炸发生之前，宇宙就已经存在了很长的一段时间了。
第七节 热寂边界与物质球物质世界的无限大和零是同一种不携带任何能量的纯物质状态，是真实存在的一种物质形态。纯物质是一个连续的整体，其内部完全被物质填充，不存在任何空间，也不需要能量来维持其自身的结构，是物质世界之中真正处于绝对静止状态的物体。纯物质也是物质世界中最柔软脆弱的物体，就像是沉积在地面上厚厚的灰尘，一点点微弱的风吹过，表面的灰尘都会被扬卷起来。
纯物质状态也即是通常所说的“热寂”。“热寂”的存在，说明物质世界虽然庞大得难以想象，但物质世界的极限尺度并不是一个无限大的值，而是有一个确定的“热寂”端点的。这个“热寂”端点是一个球状的边界面，分隔了物质世界与“虚无”的太空空间。因此，这个以“热寂”物质为最外层的物质球体，可称之为“物质球”。
“物质球”是各种不同尺度物质长期向物质球体边缘“沉积”的结果，物质按个体尺度的大小从物质“热寂”球面向物质球中心分布，越靠近物质球中心物质个体的尺度越大，物质个体所携带的能量和拥有的活动空间也越大。“物质球”内部的物质主要集中在外层，而能量则主要集中在内层。这表明“物质球”的物质分布与能量分布是相反的，物质越多的地方能量越少，物质越少的地方能量越多。从我们所在的宇宙所携带的庞大能量来看，相信宇宙应该是处于靠近“物质球”中心的位置。
因此也可以推断，这个“物质球”的“宇宙层”，一定不止一个宇宙同时存在。如果只有我们一个宇宙，那就不是一“层”宇宙了。
在地球上，沉积的动力来自万有引力。“物质球”的“沉积”动力，则来自球体内部的能量分布差异。“物质球”的“沉积”现象就像是一个垒石子游戏，体积小的楔入到外层，体积大的被卡在内层上。物质世界是如此之大，以致即使在我们看来无边无际的宇宙，也只是形同地球上的一颗小石子而已。
我们所在的这个“物质球”，是一个完全封闭的系统，物质不灭，能量不灭，“物质球”是永恒的。“物质球”让人联想到中华古老的太极图，如果能量是代表阳极，那物质就是代表阴极了。
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