对天文物理学几个前沿问题的思考.docVIP

　　对天文物理学几个前沿问题的思考 对天文物理学几个前沿问题的思考 摘要： 宇宙是怎样诞生的、万有引力和万有斥力的问题、原子核的放射性等之间有着内在的必然的联系，而这一切都是从简单的自然规律出发而推论出来的，合理地解释了时间的不可逆性等天文物理现象。其中有许多的新观点和新思维，对拓宽视野、推进物理学的发展很有好处。 　　关键词： 宇宙膨胀与收缩 万有引力和斥力 原子核的放射性 　　 　　宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体及弥漫物质的总称。宇宙是物质世界，它处于不断的运动和发展中。科学是一种思维方式，它希望从可能是一切物质构成单元的原子核到生命体或者人类社会共同体乃至整个宇宙去找出世界是怎样运行的，寻求可能有的规律性，洞悉事物间的联系。我们的知觉和经验可能由于工具的滞后性或纯粹由于我们的感觉器官的局限而被扭曲和限制，况且这些感觉器官也只能直接感知到世界的一小部分现象。对于宇宙中的一切问题，到目前为止，由于科学技术的发展限制，我们只知道很微小的一部分，对于很多的东西也只能是通过逻辑和理性的思维去进行一些分析，也是有待于实践检验的。 　　 　　一、关于几个问题的思考 　　 　　1.宇宙缩胀过程中的时间矢 　　所谓旁观者清，如果是置身于宇宙外看宇宙，那么在宇宙运动过程中，时间的流失是不均匀的，在引力和斥力都较大的空间里时间过得较快，否则相反。而如果置身于宇宙，其自然生理周期也必然随引力和斥力的大小而变化，当生理周期发生了变化，用来测量时间的时钟的运行速度也将发生同样的变化，所以，对于置身于宇宙的观察者来说并不能准确地发现其生理周期发生了变化。 　　尽管现在还有关于宇宙是否处于收缩和膨胀阶段的争论，但在其阶段内生存的所有物体都不会出现类似破镜重圆的时间倒流现象，宇宙中的时间矢是不可逆的，对于生存在其间的生物，始终是沿着诞生发育衰老死亡进行的，这个过程永远不可逆，这就是宇宙的时间矢，宇宙中的万物都一样永远不可逆。 　　那么宇宙运动的周期是多长？宇宙大膨胀后的最大体积和收缩后的最小体积分别是多少？宇宙有平衡位置吗，在哪里？在平衡位置时宇宙运动的速度是多少？宇宙的总的引力势能和斥力势能是多少，相等吗？宇宙的中心点在什么地方？是黑洞吗？黑洞有多少个？等等一切宇宙学方面的问题有待探讨。 　　如果人们能计算出目前宇宙总的势能和宇宙的膨胀速度，就可以计算出宇宙的总的机械势能。宇宙中不同位置的物质具有不同的动能和势能，另外，人类现在所能探测到的宇宙空间仅是宇宙总的空间的很小的一部分，所以，人类在现代科学技术水平下，还很难进行这样的计算。既使计算出了宇宙的机械能，宇宙还具有宇宙内能和场能等一系列问题在等待着我们去解决。 　　2.万有引力和万有斥力的问题 　　我们在观察弹簧振子作往复振动的时候发现：压缩时，弹簧产生一个向外伸展的弹力；拉长时，产生一个向内拉伸的弹力；平衡位置时，弹簧不产生弹力。如同弹簧振子，宇宙也具有类似的力学特性，这是牛顿的经典理论。现代科学发现，当今宇宙正好处在拉伸的状态（并不是所有的科学家都认同），但是有收缩的趋势.L.。也就是说，即使宇宙今天仍在膨胀，总有一天，整个宇宙将会膨胀到终极点后再向内收缩。这也是万有引力的一个基本判断。 　　根据对称原理，宇宙在特定的条件下会产生万有斥力，当宇宙收缩到通过其平衡位置（即万有引力和万有斥力的临界点）时，宇宙中的物体就出现相互的排斥力，但仍将在其巨大惯性的作用下克服物质间的万有斥力继续收缩，直到所有宇宙动能转换为物质间的万有斥力为止。这时宇宙成了原始宇宙蛋，这时宇宙的体积最小，也类似于宇宙大爆炸之前的原始状态。 　　在宇宙的整个运动过程中，宇宙的运动动能和势能（即引力势和斥力势）是处于相互转换的动态过程的。当宇宙收缩到极点时，宇宙的引力势能将会完全释放，这时宇宙的万有斥力势能积蓄到最大值，物质间的万有排斥力达到顶峰，宇宙会变得瞬时静止。紧接着宇宙又开始反方向将宇宙万有斥力势能逐步释放转变为宇宙动能，同样当通过平衡位置时，其斥力势能释放完毕，引力势能开始形成并发挥作用。如此往复，以至无穷。 　　假如这个判断是正确的话，可以得出以下两个结论： 　　A.当在引力势和斥力势的临界点（即平衡位置）的一瞬间宇宙中的物质将不受斥力和引力的作用，这时宇宙的膨胀速度将达到最大值，通过平衡位置后，宇宙引力势能的逐渐增强会导致宇宙的膨胀速度缓慢降低。 　　B.在惯性作用下，将继续膨胀，宇宙动能慢慢转变为宇宙引力势能。当宇宙动能完全转变为引力势能时，宇宙将停止膨胀，这时宇宙膨胀体积达到最大。其引力势能的积累也达到最大，宇宙将有一个瞬间的静止。接下来，宇宙又在强大的引力势能的作用下开始收缩，又将其积累的引力势能转变为宇宙动能。 　　在宇宙缩胀的不同时期，万有引力（或斥力）的大小是呈周期性变化的，宇宙的缩胀周期对人类来说大