宇宙微波背景辐射 / 宇宙信息模

-----《宇宙反馈论》科普讲解(九)

                      http://www.universefedback.com/

 

张志强 /  ID:210211195801073173

                       Email : gao_bu@hotmail.com

 

宇宙反馈论http://www.universefedback.com 是一个新发展的时空理论。它将所有的物理单位统一于宇宙的5维空间和5维时间 ,发现了几乎所有基本物理单位的时空结构和时空数值(包括信息单位和真空单位),创建了时空分析方法 ,并以此为基础整合了物理学和宇宙学理论 。该理论在自身逻辑自洽和与已有的基本物理原理相容的前提下,得出了一系列与天文观测数据和物理实验数据符合的计算结果和结论 .

比如,

基本物理思想 : 根据最可靠的宇宙微波背景辐射温度的观测数值来确定宇宙信息模的数值 。所依据的物理学思想是 在自然物理过程中 , 伴随着信息的产出同时也会产生热 !

数学物理表述 :

更为重要的是从这个理论我们能够对一些现有物理学理论和宇宙学理论无法回答甚至尚未触及的基本自然问题作出定量的本质性解释 ,比如,过去发生的事情哪去了?它们现在存在的形式是什么?实体化宇宙和宇宙过去发生事件是什么关系?等等。从其所有结论的广度和深度而言,可以说,这是人类迄今为止所拥有的最成功的物理学和宇宙学理论,这丝毫没有夸张,这也不是演习。它是人类二十一世纪的科学宣言

 

如读者想马上了解这个思想的梗概,可以点击作者网页中的 宇宙反馈论导言 (第三版)  或直接点击网页的标题 宇宙反馈论  并阅读其中的文章 人类二十一世纪科学宣言”.

 

作者在网友的建议下编写这套关于宇宙反馈论的科普系列短文,旨在用尽可能通俗的语言让更多的人了解这个思想(其实阅读原文所需要的数学工具不会超过一元微积分,其表述的物理学思想也较容易理解)。

 

 

宇宙微波背景辐射 / 宇宙信息模

 

瑞典皇家科学院将两届诺贝尔物理学奖(78届和第106 )颁发给了同一个物理学课题---宇宙微波背景辐射的发现和精确测定 , 这在科学史上是开创先河的 .凭什么! 因为大家感到这个辐射不同寻常 , 极其重要 .

有什么不寻常呢? 至少有如下四点;

1 该辐射昼夜四季不变 , 异常稳定

2 该辐射总体各向同性 , 但存在着某种物理特征的各向异性

3 该辐射高度符合2.736K黑体辐射谱 , 波谱波峰在微波波段

4 该辐射来自宇宙的总体背景 , 没有特定的辐射源

 

下面是这些科学家的英雄风采

Nobel Prize® medal - registered trademark of the Nobel FoundationThe Nobel Prize in Physics 1978

"for his basic inventions and discoveries in the area of low-temperature physics"

"for their discovery of cosmic microwave background radiation"

Pyotr Leonidovich Kapitsa

Arno Allan Penzias

Robert Woodrow Wilson

Pyotr Leonidovich Kapitsa

Arno Allan Penzias

Robert Woodrow Wilson

half1/2 of the prize

quarter1/4 of the prize

quarter1/4 of the prize

USSR

USA

USA

Academy of Sciences
Moscow, USSR

Bell Laboratories
Holmdel, NJ, USA

Bell Laboratories
Holmdel, NJ, USA

b. 1894
d. 1984

b. 1933
(in Munich, Germany)

b. 1936

 

 

 

 

1990年人类专门发射了一颗卫星 宇宙背景探测者去外空间测量这个辐射 , 结果是宇宙背景辐射温度为:  , 所测量到的辐射谱线与黑体辐射谱线高度符合 那么 , 如何解释宇宙微波背景辐射呢? 目前被唯一公认的学术解释是宇宙大爆炸后是一个黑体 , 从极度高温(有人推测是)逐渐冷却 , 目前这个宇宙黑体冷却到 , 其辐射处于微波波段 。有人相信这种解释吗 ?当然了! 大部分宇宙学家 ,理论物理学家都相信 ,所有的公众在只能相信的同时多少有一点惊诧 : 呀!地球原来是这样被炸出来的 也有一丝忧虑 :还能炸吗 ? 公众在这方面的心理实在太脆弱了, 吓着他们了。但无论如何 ,大爆炸理论是目前为止被人类唯一普遍接受的宇宙学理论 。毕竟 , 它的部分重要的理论预言得到了观测的支持 , 在别无选择的情形下 ,这个理论暂时慰籍了人类,让人们在宇宙的奥秘之前不至于太尴尬 .

按照大爆炸宇宙理论 ,宇宙仍然会继续降温 , 一直趋向 开耳文 , 不把宇宙万物冻死冻没誓不罢休 ! 好暗淡的前景啊 , 让人心里冰凉 ! 亲爱的读者 , 别太悲观 . 这仅仅是理论的推论 , 说不定还不是这么回事呢 . 反正我也不喜欢这个冰冷的结论.

但科学和自然的存在与个人的喜好无关 , 无论你是谁 , 不论你喜欢与否 , 它都不会改变 .

Nobel Prize® medal - registered trademark of the Nobel FoundationThe Nobel Prize in Physics 2006

for their discovery of the blackbody form and anisotropy of the cosmic microwave background radiation"

John C. Mather

George F. Smoot

Photo: P. Izzo

Photo: J. Bauer

John C. Mather

George F. Smoot

half1/2 of the prize

half1/2 of the prize

USA

USA

NASA Goddard Space Flight Center
Greenbelt, MD, USA

University of California
Berkeley, CA, USA

b. 1946

b. 1945

 

 

 

那么这个宇宙背景辐射究竟是个什么东西呢 ? 用经典的物理理论解释不了 , 用近代的物理理论同样也回答不了这个问题 . 宇宙反馈论能回答吗 ? 十分肯定地说 , 能! 而且是定量性的和普遍联系性的回答这个问题 .所谓的普遍联系性就是这个辐射与宇宙其它的物理特性指标具有兼容性和内在一致性 根据G泡生成和破裂的物理过程以及宇宙背景辐射温度使我们可以确定出一个数值 , 一个魔幻数字 , 它等于:

,

称之为宇宙信息模 . 即宇宙已生成的信息单位的个数. 这个数字的奇妙之处就是通过它可以计算出宇宙的各项物理特性指标的标准数值 , 无论是微观指标 , 还是宏观指标 .

 

那么 , 从这个辐射温度是如何求解出这个数值的呢?

解决任何一个问题都需要有工具和思路 .现在工具有了(STC时空分析方法 ) , 相应的物理学思想呢 ? 也已经有了. 在哪? 近代物理学理论最为闪亮的思想之一 , 在自然物理过程中 , 伴随着信息的产出同时也会产生热 !

有了上述的思想和工具 , 你就可以去想, 去思考 , 不停地去想 , 不停地去思考 , 围绕着这个主题靠思维的力量不断地去蚕食 ,去渗透 , 去穿透 , 最终思维的力量能够剥离出这个主题的的本质 , 使其完全裸露 , 变为可以被表述和易于理解 .

 

下面介绍求解的思路过程 , 具体推导过程请参见

《宇宙反馈论 诠释7宇宙总尺度的物理特性及其演化趋势 一文中的求解过程 .

 

宇宙信息模的确定方法及其数值

 G泡破裂的物理过程 ,我们知道宇宙的演化过程就是G泡持续不断的生成和破裂的物理过程。那末,从宇宙第一个G泡生成至今 ,总共有多少个G泡已经破裂了呢?

:宇宙在第宇宙时刻已破裂G泡的数量为  , 并根据G泡的的数学表达式(参见Paper C 中的公式(C-2a)) , 使用STC分析法 我们总可以将该式表示为真空 , 温度和的形式 可以得到;

==

=

或者

在此 是宇宙辐射温度

从上式我们可知客观上在真空中的确存在着一个温度

定义当前宇宙时刻G泡破裂的总数量为    , 则有:

=

根据我们观测到的宇宙微波背景辐射温度, 并取为标准值 ,可得:

可得:

       

 

 

也即

这样 ,我们就确定了宇宙当前信息模的数值 ,这就是当前宇宙时刻宇宙G泡破裂的总数 ,也是宇宙的缺损时空数值 ,也是宇宙已经产生的信息单位的数量 。

 

那么看来宇宙微波背景辐射似乎是来自整体宇宙---泡的总和 。对于这个问题将在第十六讲中回答 。先告诉你个秘密 ,宇宙的大部分主要物理特性指标可以从这个数值中直接计算出来 ,即:

对于宇宙的宏观物理特性指标  ,可以用下面的公式计算出来

是待求的物理量 是待求物理量的G度规 ,  是物理量的单位。

这就是在本科普系列第四篇文章中所做的计算依据

宇宙的半径

 

=

宇宙的总质量

==

= (包括暗物质)

宇宙的年龄

==

=年。

宇宙的平均密度

=

=

=

…………

 

就这么简单 ?!这就是人类花了好几百年甚至上千年一直在寻找的东西

真金不怕火炼 ,让我们用观测事实进一步检验它

 

请继续阅读

宇宙宏观物理特性方程  / 宇宙信息模之魔力(1)

-----《宇宙反馈论》科普讲解(十)

宇宙微观物理特性方程  / 宇宙信息模之魔力(2)

-----《宇宙反馈论》科普讲解(十一)

宇宙物理特性的终值 / 宇宙信息模之魔力(3)

-----《宇宙反馈论》科普讲解(十二)

 

参考书目

1 ,物理学词典 徐龙道 等编著  北京科学出版社 2004

2 ,近代物理学  王正行   北京大学出版社  1995

3 ,广义相对论引论  俞允强   北京大学出版社  1997

4 ,黑洞与弯曲的时空  赵峥 山西科学技术出版社  2000

5 ,量子物理  史斌星 北京  清华大学出版社1982

6 ,宇宙反馈论 张志强 原著 http://www.universefedback.com  , 2005年。

7 ,宇宙反馈论综述  张志强 编著 ,潜科学网站 ,前沿科学学术期刊  原创

59 2006 ,http://www.survival99.com/pscience

8 , Completable Space-Time and Default Space-Time (PaperA(Second Version) at

at : http://www.universefedback.com 

9 , 宇宙总尺度的物理特性及其演化趋势  at : 《宇宙反馈 注释集(11)

 of  http://www.universefedback.com 

 

完稿于2007118 ,大连