大爆炸的替代理论-----现实宇宙学的创立

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, r: g% f+ D+ r                                                                   何玉华

     目前的大爆炸宇宙学既不能合理解释星系的形成也不能自圆其说，可谓千疮百孔，其伪科学性越来越明显，越来越多的学者正在抛弃这个学说。然而，不从广义相对论自身找问题，试图另起炉灶建立替代大爆炸模型的宇宙学理论无疑是肤浅的。我国学者杨见亮深入考查广义相对论基础，发现爱因斯坦场方程的耦合系数不尽合理，通过重新确认这一系数完善了广义相对论基础，大大拓宽了它的用途。修改后的场方程保留了原方程的简洁和优美,不像以往修改那样，只顾迎合宇宙学需要，随意往方程里添加项目，以至在极弱的球对称引力场里回不到牛顿定律，违背广义相对论的初衷。修改后的场方程用于宇宙，大爆炸宇宙学模型自然被现实宇宙学理论替代。该理论摈弃大爆炸的瞬间创生，接受物质的连续创生思想，与观测更加密切，且古今遵从同样的物理定律，今天是认识过去的鈅匙，因此称作现实宇宙学。新理论显示不仅星系之间的空间在膨胀，星系本身也在按同样比例膨胀，同时新物质在天体内连续生成，宇宙的密度和压强始终不变（不存在无限大的奇点状态），----今天在放大镜里看到的星空就是若干年后的实际星空。新理论显示太阳和地球都在不停地增大，日地距离越来越远，太阳光线越来越亮，地球越来越热；对于太阳物理，空间物理，地球物理及地震成因的研究具有重要的指导意义

        杨见亮的论文《 Modification of gravitational field equation and rational solution to cosmological puzzles 》发表在国际物理学术期刊上，得到多数同仁的支持，中文论文《基于场方程修改的新稳恒宇宙论-----兼批大爆炸宇宙学》及《星系是逐渐增长形成的而非大爆炸后物质的聚集》发表后也得到不少国内学者的赞许，在国内填补了一项空白。除以上特点外，新理论有如下特征：

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1）保持相对论的基本框架不变，不增加任何新的假设，继续接受宇宙学原理，继续使用罗伯逊----沃克度规描述各向同性宇宙。
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( X7 {+ W4 o# Q( F& G" p2）修改后的场方程要求作为引力源的压强取负值，量级是总能量密度的负值，容易看出这负压强具有暗能量和暗物质的多重属性，或者说暗物质暗能量是通过负压强的形式影响介质的运动和时空结构的，因此我们说修改后的场方程是包括暗物质暗能量效应的完整场方程。从运动学和动力学的角度看，无论经典力学或相对论都没有拒绝负压强，经典力学里仅压强的导数出现在运动方程即欧拉方程里，压强的大小可任意取值，包括负值。在相对论里不仅压强导数而且压强的大小出现在运动方程里，这要求压强的值不能任意取，但仍不排除负值。因此我们说压强取负值是相对论所容许的，不过不能再简单地理解作热压强了，而是一个包括暗能量和暗物质综合效应的物理量。由于暗物质暗能量被压强所吸收，不再单独出现，因此减少了两个宇宙学参数，重要的是这种负压强能够通过场方程求解，因此实际上减少的是三个宇宙学参数。

3）由于负压强的量级与该处物质的相对论能量密度相当，因此可推猜这负压强反映的是核子或夸克之间的强相互作用，引力只提供极小部分。这负压强的出现导致物质的连续生成，把场方程应用于一个天体得到热力学定律 dm+Pdv=0, 可以看出天体体积增大时质量也增大，进一步的计算结果是，dm=3Hmdt, H是哈勃参数，这意味着天体质量目前每年增加大约百亿分之一，对于地球是一万二千亿吨左右，半径则增加0.5毫米。物质创生的微观机制可看作是时空膨胀力克服核子间力做功把一个核子拉开为两个核子，相当于细胞的有丝分裂，如把一个中子拉开为两个中子，这样就多了一个中子，能很好地解释天体内物质的放射性为什么能够持续。太阳的越来越亮并不为大爆炸理论所解释，按照大爆炸理论宇宙的温度是越来越低的，太阳温度也只能越来越低的而不是相反，太阳没有例外的理由。如果说是引力收缩使太阳变亮，那么也同样适用其它天体，必然导致整个宇宙里的物质的今天的温度比大爆炸后还没来得及结团时的温度高，理论前后矛盾。尽管太阳像今天的样子也许存在了60亿年，但组成太阳的核子从大爆炸后不久就存在了，这意味着组成太阳的物质已燃烧了一百多亿年而不是所说的60亿年，在这么长的时间内太阳不紧不慢的燃烧，可控机制是什么，大爆炸不能解释。

, J9 W  X6 Z' ^! u( j4）尽管时空膨胀使星系或天体在增大，但不改变它们的自转或公转的角速度，也即自转或公转的周期不变，就像用放大镜观看园周运动那样，不仅轨道半径在放大，速度也在放大，但角速度不变。天体轨道膨胀的这种性质可从测地线方程推导出来，不必另加假定。不仅与通常的观测符合的很好，而且能够解释太阳系内最近观测到的引力反常，如考虑了潮汐后月球仍有不明原因的后退运动，地球膨胀，日地距离增加，及日长变化与潮汐理论不符等都能自然地得到解释。
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5）与大爆炸类似，新理论仍然把微波背景辐射解释作极远处的不可分辨距离的物质发出的光红移后在我们仪器上的综合反应，但不认为来自同一球面，冷斑显示的就是这情况。频率越低的背景光子各向异性越小，其光源越远，反映宇宙里的物质分布越早越均匀。今天宇宙在大范围表现出的均匀性正是以前小范围内的均匀性的放大。星体构成极其稀薄的无限深的气体，相当于一空腔，这就是背景辐射具有黑体谱的原因。大爆炸理论不能解释早期宇宙的均匀性，因为大爆炸时宇宙物质分布应该是最不均匀的时候。

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6）物质的快速创生违背常识，但缓慢的创生并不违背常识，应当接受。如果认为物质绝对不能创生，反而把质量守恒定律绝对化了，与物理定律都是近似地反映现实世界的理念不符。宇宙演化本质上是缓变的，而瞬间创生属于灾变论，因此大爆炸理论不能真实地描述宇宙演化，被取代是必然的。

7）新理论认为，时空是无限的，不再依赖所谓临界密度，宇宙的膨胀和收缩循环往复，交替进行，尺度因子是一正弦函数即 R(t)=Csinat, 消除了大爆炸模型的反复无常：急剧膨胀（大爆炸）----减速膨胀----暴涨----减速膨胀---加速膨胀。新导出的距离红移关系与观测高度一致，不存在宇宙加速膨胀的结论。

8）新理论认为任何星体的质量与尺度因子的立方成正比，在过去某一时刻即 R（t）=0 的时刻，也即通常所说的大爆炸时刻，宇宙体积为零，所有星体质量为零，温度也为零，而后随质量增大温度逐渐上升，这与大爆炸理论认为的宇宙物质从原始火球逐渐变冷恰恰相反。用该尺度因子，计算出的宇宙视界是无限的，暴涨假设成为多余，这意味着即便 R（t）=0 的时刻宇宙体积为零，但观测上的宇宙仍是无限的，因为任何观测都是在一个时间段进行的。

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