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宇宙“热寂”的终结  

2010-01-02 03:37:37|  分类: 科学探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者 李新民 
   热力学发展的初期,克劳修斯(R.J.E.Clausius)等人,把热力学第二定律用于整个宇宙,得出荒谬的“宇宙热寂说”,认为整个宇宙都发生着熵增加,最后整个宇宙将会达到热平衡,熵值达到最大,温度差消失,压力变为均匀,所有的能量都成为不可再进行传递和转化的束缚能,整个宇宙都陷入停止变化、停止发展的状态。“热寂说”提出一百多年来,无论是在科学上还是在哲学上,各种争论此起彼伏,无休无止。有许多赞同者,也有许多反对者。他们都在孜孜不倦地寻求着这一疑难的最后答案却没有结果。事实上,一个多世纪以来,各种哲学派别无休无止的争论亦无助于这一问题的最终解决。恩格斯事实上看到宇宙“热寂说”疑难的极其复杂性,认为“只有指出了辐射到宇宙空间的热怎样变得可以重新利用,才能最终解决这个问题”,并由此提出了如下的假说,“放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径(指明这一途径,将是以后自然科学的课题)转变为另一种运动形式,在这种运动形式中,它能够重新集结和活动起来。” 
 
     “放射到太空中去的热一定通过某种途径转变为另一种运动形式,在这种运动形式中,它能够重新集结和活动起来”,这一认识是抓住了解决宇宙“热寂”实质。我们知道,物质时刻不停的释放热辐射,但物质本身的质量并没有减少,同时科学认为热辐射也是物质的一种形态,太空中这么多的物质释放出大量的热辐射到宇宙中,宇宙的背景温度并没有增加,永远保持在2.7k恒定不变的温度上,那么放射到宇宙中的热都去到那里了?寻找热的归宿,查明

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热的去向就是找到了熵的形成与衰亡,就是看到了宇宙的尽头。因为热(辐射)是不断膨胀的,最后消失在天空中,天空中的热一定是转换为一种没有膨胀,没有频率和温度的能量了。这样将热(辐射)看成是物质的一种存在形态的现代物理学认识观是错误的,应将热(辐射)定义为能量的一种,并将能量定义为不同于物质的第二个客观存在这个违背唯物主义哲学观的物理概念。有了这样的认识飞跃,我们就可以揭开宇宙的神秘面纱。 
 
      物质不停地释放能量(热辐射),那么它就应该吸收某种能转化为热的能量,这种能量应该是热辐射能量的基态能量,宇宙中的热辐射等能量最终都将转化为这种基态能量;并且,物质吸收基态能量的量与物质释放的能量转化为基态能量的量相等,这样才能保证宇宙微波背景辐射的温度永远保持在2.7K恒定不变的温度上。有了这些我们就可以描绘宇宙的面貌,知道熵的本质和宇宙是否能“热寂”。 
 
    在描绘宇宙面貌之前,我们必须转变对光,电磁波和电磁场等具有膨胀和热性质“物质”的看法,将他们定义为能量的一种。这样宇宙空间就由3种能量组成: 
 
1由物质释放出来的能量,如光,热辐射和电磁波等,并定义它们为动能量。 
 
2由宇宙微波背景辐射组成的能量定义为静能量。 
 
3热辐射,光和电磁波等消失后变成的能量定义为基态能量。 
 
       物质吸收基态能量产生运动,物质运动释放动能量。能量是客观存在的,它是占有一定的空间的,有能量存在它就占有一定的空间,有空间它就充满了能量,不存在没有能量的空间。空间是能量存在的形式,能量是产生空间的必然,可以将能量看成是能量空间。宇宙空间是由动能量空间,静能量空间和基态能量空间组成的。不同的能量空间有不同的能量密度和体积,能量空间的能量密度和体积是随时间变化的。动能量空间是随时间自由膨胀的,它的能量密度不断降低,体积不断增大;当能量密度降到静能量密度时,动能量空间的体积增大到一个最大值时消失到静能量空间中。能量空间密度的减小和能量空间体积的增大决定着你了空间熵的增大,能量空间体积的消失也决定着能量空间熵的消失(见作者《热力学定律和熵的本质》一文)。动能量空间,静能量空间和基态能量空间是动态平衡的,能量空间的体积是不变的,也就是3个能量空间的大小是有限的;不管是静能量空间,还是基态能量空间无限都会造成宇宙微波背景辐射的温度变化,使之不是2.7K的温度。静能量空间和基态能量空间的体积是一样大的,它们是重叠在一个空间之中,它们的大小就是宇宙的大小。热力学是揭示动能量运动性质的学科,热力学第二定律的方向,就是能量的膨胀方向,也就是热力学的时间之矢。宇宙“热寂”只考虑动能量的运动,没有考虑动能量会转化为宇宙微波背景辐射能量。物质不断的释放动能量,动能量不断的转化为静能量,静能量又不断地转化为基态能量,而基态能量又不断地被物质吸收,使得宇宙中的3种能量基本保持不变。 
 
     这样我们不但解决了宇宙“热寂”困难,同时知道了宇宙是有限的,引力的根源(见作者《新原子模型,核结构和共价键 》和运动的本质。 
 
188189189@163.com 
  
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