宇宙膨胀的热力学解-6.19.pdfVIP

物理学文艺复兴（I）

宇宙膨胀的热力学解——消除暗能量

PhysicsRenaissance(I)

ThermodynamicSolutiontotheExpansionoftheUniverse

–EliminationofDarkEnergy

摘要

基于相对论与热力学的耦合，本研究构建了引力-熵动态平衡模型，证明宇宙膨胀可由引力势能与熵增的自然

竞争驱动，无需引入暗能量。该模型推导出的哈勃常数（H₀=67.3±0.2km/s/Mpc）与Planck卫星观测值（6

7.4±0.5km/s/Mpc）高度吻合[7]。同时，模型推算出两类临界尺度：局部尺度（160Mpc）匹配拉尼亚凯亚超星

系团观测特征[8]，全局尺度（513Mpc）匹配后发座超星系团观测特征[9]。研究表明，暗能量假设在数学与物理

层面均属冗余[10]。宇宙演化可通过基础物理定律统一描述，本模型更符合奥卡姆剃刀原则。

Abstract

Bycouplingrelativitywiththermodynamics,thisstudyconstructsagravitational-entropydynamicalequi-

libriummodel,demonstratingthattheexpansionoftheUniversecanbedrivenbythenaturalcompetition

betweengravitationalpotentialenergyandentropyincreasewithouttheneedtointroducedarkenergy.The

model-derivedHubbleconstant((0=67.3±0.2/⋅−1)showsexcellentagreementwiththePlancksat-

ellitemeasurement(67.4±0.5/⋅−1,[7]).Atthesametime,themodelyieldstwocriticalscales:thelocal

scale(160Mpc)alignswiththeobservationalcharacteristicsoftheLaniakeasupercluster[8],whiletheglobal

scale(513Mpc)correspondstothoseoftheComaSupercluster[9].Thisstudydemonstratesthatthedark

energyhypothesiscanberegardedasredundantatboththemathematicalandphysicallevels[10].Theevo-

lutionoftheuniversecanbedescribeduniformlybytheunderlyingphysicallaws,andthepresentmodelis

moreconsistentwithOccamsrazor.

关键词：宇宙学；暗能量；引力-熵平衡；哈勃常数；临界尺度

Keywords:Cosmology;Darkenergy;Gravitational-entropyequilibrium;Hubblec

onstant;Criticalscale

一、引言

1113−93

量子场论计算的真空能量密度（约10 J/m）与宇宙学观测值（10 J/m）存在120个数

1

量级的差异［10］，这一矛盾被称为‘宇宙学常数问题’。此外，ΛCDM模型在结构形成方面

亦面临挑战，例如无法解释矮星系数量缺失问题［8］。尽管热力学方法在引力理论中已有探

索