基于物質(zhì)間的引力變化來猜測宇宙體積變化過程

　　本文主要以物質(zhì)間的引力變化來闡述宇宙的體積變化過程。物質(zhì)間的引力受到當(dāng)前研究尚處于猜測階段的暗物質(zhì)和來自外空間微波輻射的重大影響。正是在暗物質(zhì)和外空間微波輻射的作用下, 形成了宇宙體積的逐漸增大直到爆炸;又因爆炸后所容納暗物質(zhì)的增多而致質(zhì)量和引力增大, 使得宇宙又開始收縮;當(dāng)收縮到暗物質(zhì)產(chǎn)生的引力與微波輻射作用力相等之后, 又開始膨脹, 如此循環(huán)往復(fù)。

　　《南開學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1955年，是南開大學(xué)主辦的人文社會科學(xué)綜合類學(xué)術(shù)期刊，是新中國創(chuàng)刊較早的高校文科學(xué)報之一，為教育部名刊工程首批入選學(xué)報。該刊堅持正確的辦刊方向，突出學(xué)術(shù)理論特色，刊發(fā)具有理論深度和學(xué)術(shù)價值的研究性文章，注意反映社會科學(xué)研究各領(lǐng)域的新成果、新信息，鼓勵創(chuàng)新，支持爭鳴。

　　一、緒論

　　高中語文教材上有一篇霍金的文章———《宇宙的未來》。這篇文章主要講述了作者對宇宙未來的猜想。里面提出兩個假設(shè): (1) 如果宇宙的總質(zhì)量足夠大, 那么宇宙將會坍縮;可見, 目前宇宙中可見物質(zhì)的質(zhì)量不及坍縮質(zhì)量的千分之一;但算上暗物質(zhì) (這個可能是用來填充宇宙的東西) 坍縮的可能就會大大增加; (2) 宇宙中存在來自外空間的微波輻射, 并且各個方向的輻射強(qiáng)弱程度幾乎相等;這也就是第二個猜想, 宇宙將會無限擴(kuò)散下去。我的猜測建立于巨人霍金的基礎(chǔ)上, 那就是, 宇宙是個“體積周期循環(huán)的宇宙”, 其循環(huán)形式為體積的膨脹與收縮 (并非擠為黑洞, 而是回到初始狀態(tài)) , 宇宙體積的膨脹是由于微波輻射, 而收縮則是由于大量暗物質(zhì)的存在導(dǎo)致的坍縮。

　　二、暗物質(zhì)猜想

　　暗物質(zhì)是看不到、摸不著、與可見光不作用的一類特殊物質(zhì), 它隱藏于行星之間, 又因為具有質(zhì)量, 所以可能有自己的定向運行軌道, 但是宇宙微波的存在可能使它逐漸發(fā)散。

　　暗物質(zhì)可能是宇宙爆炸的副產(chǎn)物, 可以想象為一種爆炸所產(chǎn)生的氣體, 或類似的流體物質(zhì), 其運動速度比固體快, 但由于質(zhì)量龐大, 所受的物質(zhì)間作用力較大, 較固體碎片而言, 具有更大的減速加速度, 從而使其有向中間匯攏的趨勢, 最終導(dǎo)致的結(jié)果是, 它們以低速或高速運行的狀態(tài)在可見的物質(zhì)縫隙中存在著。

　　有一類類似暗物質(zhì)的物質(zhì)也不與光進(jìn)行作用, 它就在我們的周邊, 即, “空氣”。空氣中的大部分無色氣體幾乎與光不發(fā)生相互作用, 以至于我們看不到它們, 所以, 暗物質(zhì)可能是相對分子質(zhì)量很大的在真空環(huán)境中呈氣態(tài)的物質(zhì)。因為真空環(huán)境中氣壓小, 沸、熔點低, 很多液態(tài)、固體物質(zhì)從地球帶到宇宙就會瞬間蒸發(fā)或升華。

　　宇宙中的暗物質(zhì)可能還與煙相類似。放完煙花爆竹后, 都會有煙出現(xiàn)。我們都知道, 煙是固體小顆粒, 由于體積相對較大, 所以可以與光作用從而我們能夠看見。宇宙大爆炸后, 各種星云、星系都沒有形成, 宇宙飛速脹大, 這時, 產(chǎn)生的原子碎片、粉末就會像羽毛一樣飛揚, 在宇宙中亂竄。幾億年后, 宇宙平靜后, 這些碎片就演變成了暗物質(zhì)。

　　三、宇宙的未來

　　由物理學(xué)可知, 所有物質(zhì)間都存在著一種或幾種力, 最為常見的就是引力和斥力。正是由于這些力的存在, 宇宙中才會存在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)物質(zhì), 并且由于這些力長期處于相對平衡狀態(tài), 使得宇宙中的很多物質(zhì)長期保持一種狀態(tài)。也正是由于這些力的存在, 形成了宇宙體積的周期循環(huán), 即膨脹到極限就會收縮, 收縮到極限又會膨脹。

　　第一種情況, 膨脹到極限的過程。在來自外空間的微波輻射作用下, 宇宙成逐漸發(fā)散狀態(tài), 這種作用導(dǎo)致物質(zhì)間的作用力越來越小。當(dāng)小到極值時, 物質(zhì)本身體積將無限增大, 并且各種物質(zhì)相互間的引力也將不足以維持他們的現(xiàn)有狀態(tài)和平衡, 從而距離無限增大;屆時, 宇宙將會爆炸, 這個大星系將解體為無窮多個類似銀河系的星系。

　　第二種情況, 膨脹到極限后的收縮過程。宇宙爆炸后, 由于體積的劇增, 導(dǎo)致其中容納的暗物質(zhì)劇增, 宇宙質(zhì)量增大了巨大的數(shù);而由于質(zhì)量越大, 物質(zhì)間的引力就越大, 所以, 當(dāng)暗物質(zhì)給予的質(zhì)量足夠大, 物質(zhì)間的引力也就足夠大, 從而宇宙將在這個強(qiáng)大的引力的作用下逐漸收縮, 當(dāng)收縮到暗物質(zhì)產(chǎn)生的引力與微波輻射作用力相等之后, 宇宙又會開始膨脹, 如此循環(huán)往復(fù)。

　　四、結(jié)語

　　在浩瀚的宇宙中, 人類顯得如此渺小;但是, 由于人類所擁有的智慧, 又使人類顯得仿佛宇宙的主宰。雖然, 在宇宙面前, 我們所知道的、能做的還非常有限, 但是, 在我們?nèi)祟愐淮右淮巫尾痪氲奶剿髦? 在前人的經(jīng)驗逐漸積累下, 我們能看到、能達(dá)到、能知曉的領(lǐng)域已經(jīng)越來越大。我對宇宙的秘密和未來充滿了好奇, 我希望自己能投入到對宇宙探索的科學(xué)領(lǐng)域, 為人類探索宇宙的進(jìn)程貢獻(xiàn)一份力量。