中国天文快讯首页天文快讯 | 科普 | RSS

宇宙的半径推算及角动量探索

2018-11-05 17:14:49   作者:韩永全   来源:中国天文快讯   分享:扫描到手机

宇宙的半径推算及角动量探索,通过宇宙微波背景辐射的观测发现我们的宇宙已经膨胀了138.2亿年,最新的研究认为宇宙的直径可达到920亿光年,甚至更大。

一、宇宙半径的推算

    通过宇宙微波背景辐射的观测发现我们的宇宙已经膨胀了138.2亿年,最新的研究认为宇宙的直径可达到920亿光年,甚至更大。宇宙的可视半径应该是我能观察到的最远星系的距离,那么我们能观察到的最远星系理论上是多大呢?2018年3月14日《英国皇家天文学会月刊》上的一篇文章(一个惊人的发现——所有星系自转一次所需的时间都相同)论述:星系最外围部分的自转速度,和它们的最大半径之间存在一种线性关系。无论星系有多大,它们最外围部分完成一次自转所需的时间,都是10亿年左右。也就是说,所有星系自转的周期是相同的——10亿年,约3.2×1016秒,所有星系自转的角速度ω=2π/3.2×1016秒=1.96×10-16。我发表的《 从地球的呈现状态的研究“映射”其它天体的呈现状态的研究》论述过,从C/ω可以看出(C是光速),物体的自转角速度ω越小,物体的可视半径越大。当ω趋近于零时,物体的可视半径趋于无穷大。物体辐射半径的大小和物体自转的角速度成反比,和物体本身的半径大小没有关系。现在我们计算一下星系的可视半径:C/ω=3×108/1.96×10-16=1.53×1024米,大约等于1.6×108光年,即1.6亿光年。据相关资料显示宇宙中存在着约2万亿个星系,而星系系统之间距离可能会在百万千万光年左右及以上(百度百科)。2万亿个星系,即约1012个星系,按单位体积粗略处理(即开立方)约104个星系,按照星系间的平均距离计算(0.5亿光年),宇宙的可视半径是:104×0.5=500亿光年,再乘以2是直径——1000亿光年和现在理论推断的相似(920亿光年)。然而最边缘的星系还向我们观察的反方向辐射,所以宇宙的半径应该在可视半径在向外延伸1.6亿光年,印证了性研究理论——最新的研究认为宇宙的直径可达到920亿光年,甚至更大。

二、星系的角动量不守恒的原因

    星系的角动量L=M×V×R其中,M、V、R分别是星系的质量、速度、半径。动量定理在宇宙是普遍适用的,按理说角动量守恒在宇宙中也是普遍适用的。然而据2018年3月14日《英国皇家天文学会月刊》上的一篇文章论述——所有星系的角速度相同,而星系的角动量L=M×V×R= M×ω×R2,而现代科学观察、研究星系不会膨胀,或R在变小、ω不变,是星系的转动不遵守角动量守恒了吗?非也。因为我们研究星系的角动量所用的半径是星系的实体半径,在实体半径之外还存在着星系辐射到外部空间的质量(辐射质量),即星系的实体半径之内的质量在减小,这样我们再看星系的角动量:R在变小、ω不变、质量在变小,星系的角动量不守恒的原因是星系质量的损失。假设星系的R不变,同样可以推出星系的角动量不守恒。其实,我们在研究宇宙或星系甚至于恒星(这些存在时间较长的天体)都应该考虑辐射损失的质量,像星系这样的天体自转一周需要的时间大约10亿年更是如此。我们研究的普通物体遵循角动量守恒定律,是因为研究前后物体时间较短,通常情况下不超过几分钟,由于辐射损失的质量几乎为零——前后质量不变,所以普通的物体角动量守恒。

三、宇宙的角动量绝对守恒

    宇宙的角动量L=M×V×R其中,M、V、R分别是宇宙的质量、速度、半径。在研究宇宙时,任何天体的辐射都必然存在于宇宙中(和星系不一样,星系的辐射绝大部分不存在于星系内部,因为宇宙中目前发现的已知的最大星系名叫IC 1101,它位于距离地球大约10.45亿光年的阿贝尔2029星系群,其直径约为400万光年,而星系的辐射半径上面已经推算过约1.6亿光年),对于整个宇宙M是不变的。众所周知,宇宙是膨胀的,即R在变大、M不变(宇宙的角动量守恒,严格来说,只有像宇宙这样的天体才严格遵守角动量守恒定律),由于宇宙的角动量守恒L=M×V×R= M×ω×R2,V或ω必然变小。宇宙不同于普通的天体,它的自转是宇宙膨胀的来源之一。普通的天体自转使自身的辐射弯曲进而作用其他天体产生引力,宇宙包含任何天体产生的辐射,宇宙之外不存在辐射,即使自转弯曲辐射,也不会作用其他辐射,不产生引力,所以宇宙的自转只产生斥力。根据宇宙的角动量守恒,我们可以得到:当R趋于无穷时,即宇宙膨胀到最大值时,ω趋于零,即宇宙不在自转,斥力不存在,宇宙将在引力的作用下迅速塌陷,原来的宇宙结束,而后再形成新的宇宙。现代科学推测存在多重宇宙,如果存在多从宇宙,按照宇宙角动量理论的推测,宇宙之间不存在辐射——即宇宙之间是真空,按照现在科学技术手段(光学、射电望远镜)也不能找到其他宇宙存在的痕迹。

返回首页
推荐资讯
宇宙暗能量数值并非处于恒定状态
宇宙暗能量数值并非处
天文学家首次以天体测量术测量系外行星质量
天文学家首次以天体测
日地关系天文台探测器帮助研究日冕
日地关系天文台探测器
2018年1月31日将发生月全食现象
2018年1月31日将发生
相关新闻