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新宇宙的誕生

二、揭秘——宇宙是孿生六胞胎

新宇宙的誕生 天地之間任我行 1314 2022-08-19 15:32:13

  一、兩大科學(xué)之謎

 ?。ㄒ唬┌滴镔|(zhì)之謎:

  現(xiàn)行宇宙觀認(rèn)為,宇宙中常規(guī)物質(zhì)占5%,暗物質(zhì)占25%,暗物質(zhì)參與引力相互作用,但不與光子相互作用,所以觀察不到。

  科學(xué)家認(rèn)為,暗物質(zhì)就像蜘蛛網(wǎng)一樣,將快速移動(dòng)的星系連接在一起。這些東西實(shí)在是太多了,以至于可以扭曲時(shí)空,因此有很多天文學(xué)家在通過太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)遙遠(yuǎn)的星系時(shí),常常會(huì)出現(xiàn)時(shí)空扭曲的現(xiàn)象。目前我們掌握了足夠的證據(jù)來證明暗物質(zhì)的存在,但至于它是什么,如何形成的,仍然是一個(gè)謎。一些天體物理學(xué)家認(rèn)為暗物質(zhì)是由一種未被發(fā)現(xiàn)的粒子構(gòu)成的,而其他人則認(rèn)為暗物質(zhì)是一種未被發(fā)現(xiàn)的重力屬性,無論真相是什么,暗物質(zhì)都是一個(gè)真正意義上困擾科學(xué)家們的難題,而且事實(shí)證明它非常難以確定。

  那么暗物質(zhì)究竟是什么,是各國科學(xué)家研究的一個(gè)重點(diǎn)前沿課題,我國為此項(xiàng)研究專門發(fā)射了“悟空”號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星。

  暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星(英文簡(jiǎn)稱DAMPE):“悟空”號(hào)是我國首顆空間天文衛(wèi)星。它計(jì)劃通過在空間觀測(cè)高能電子(包括正電子)和伽瑪射線能譜,來尋找暗物質(zhì)粒子的存在證據(jù),并開展宇宙射線起源及伽馬射線天文方面的相關(guān)研究。

  暗物質(zhì)粒子探測(cè)有效載荷由4個(gè)子探測(cè)器及載荷數(shù)管構(gòu)成,其中包括塑閃陣列探測(cè)器PSD、硅陣列探測(cè)器STK、BGO量能器、中子探測(cè)器NUD。載荷各部分協(xié)同工作以完成科學(xué)目標(biāo)和工程物理指標(biāo)。

  (二)波粒二象性:

  1、機(jī)械振動(dòng):物體或物體的一部分在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫做機(jī)械振動(dòng),簡(jiǎn)稱振動(dòng)。

  簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng):如果物體的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律,即它的振動(dòng)圖像(x-t圖像)是一條正弦曲線,這樣的振動(dòng)是一種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)最簡(jiǎn)單、最基本的的運(yùn)動(dòng)形式。

  勻速圓周運(yùn)動(dòng)的投影是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng):

  2、波和波的特性:

 ?。?)波的生成:振動(dòng)的傳播形成波。

  如機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波——音叉的振動(dòng)在空氣中傳播形成聲波;

  電磁振蕩的傳播形成電磁波。

 ?。?)波的特性:干涉、衍射是一切波的特性。

  3、光的波粒二象性和物質(zhì)波:

 ?。?)光的波粒二象性:光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)無可爭(zhēng)辯的說明光具有粒子性;光的干涉、衍射現(xiàn)象又無可爭(zhēng)辯的說明光具有波動(dòng)性,人們終于認(rèn)識(shí)到光具有波粒二象性。

 ?。?)物質(zhì)波:任何一個(gè)實(shí)物粒子都和一個(gè)波相對(duì)應(yīng),稱為物質(zhì)波,物質(zhì)波的波長(zhǎng)。

 ?。?)理解:光子(粒子)打在照相底片上出現(xiàn)一個(gè)個(gè)光點(diǎn)——顯示粒子性,但光子(粒子)沒有一定的軌道(不同于經(jīng)典力學(xué));大量光子(粒子)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律——顯示波動(dòng)性。

  玻恩的統(tǒng)計(jì)解釋:光子(粒子)在某處出現(xiàn)的幾率與波的強(qiáng)度成正比。所以微觀粒子的波動(dòng)性不同于傳統(tǒng)意義上的波,而是一種概率波。

  4、概率波成因之謎:

  (1)主流觀點(diǎn):波粒二象性是一切物質(zhì)的根本屬性,一切物體都具有波粒二象性,但是由于宏觀物體質(zhì)量、動(dòng)量巨大,其對(duì)應(yīng)物質(zhì)波的波長(zhǎng)極小,即軌道的不確定性極小,表現(xiàn)為有一定的軌道。

  (2)隱變量理論:1952年,玻姆在《物理學(xué)評(píng)論》上連續(xù)發(fā)表兩篇文章,提出了量子力學(xué)的隱變量解釋。玻姆認(rèn)為,在量子世界中粒子仍然是沿著一條精確的連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)的,只是這條軌跡不僅由通常的力來決定,而且還受到一種更微妙的量子勢(shì)的影響。量子勢(shì)由波函數(shù)產(chǎn)生,它通過提供關(guān)于整個(gè)環(huán)境的能動(dòng)信息來引導(dǎo)粒子運(yùn)動(dòng),正是它的存在導(dǎo)致了微觀粒子不同于宏觀物體的奇異的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

  玻姆理論最引人注目之處在于它對(duì)測(cè)量的處理。在這一理論中,量子系統(tǒng)的性質(zhì)不只屬于系統(tǒng)本身,它的演化既取決于系統(tǒng)、同時(shí)也取決于測(cè)量?jī)x器。因此,關(guān)于隱變量的測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分布將隨實(shí)驗(yàn)裝置的不同而不同。正是這個(gè)整體性特征保證了玻姆的隱變量理論與量子力學(xué)(對(duì)于測(cè)量結(jié)果)具有完全相同的預(yù)測(cè)。

  然而,它也導(dǎo)致了一個(gè)令人極不舒服的結(jié)果。根據(jù)玻姆理論的預(yù)言,盡管它為粒子找回了軌跡,但卻是一條永遠(yuǎn)不可見的軌跡,理論中引入的隱變量——粒子的確定的位置和速度都是原則上不可測(cè)知的。人們永遠(yuǎn)無法知道粒子實(shí)際的運(yùn)動(dòng)軌跡,對(duì)它們的測(cè)量將總是產(chǎn)生與量子力學(xué)相一致的結(jié)果。

  二、揭秘——宇宙是孿生六胞胎

  宇宙的產(chǎn)生:無中生有,宇宙的總能量為零!我們所在的宇宙為孿生六胞胎。

  具體來說:宇宙是同時(shí)出生、演變規(guī)律完全相同的孿生六胞胎,這個(gè)孿生六胞胎在更高維度上呈現(xiàn)“共軛”形態(tài)。

 ?。ㄒ唬┌滴镔|(zhì)之謎:

  我們只能觀測(cè)到各自本身所在宇宙的物質(zhì),另外的5個(gè)孿生宇宙的物質(zhì)觀察不到,但可以產(chǎn)生引力,這就是所謂的暗物質(zhì)!所以宇宙中常規(guī)物質(zhì)占5%,暗物質(zhì)占25%,暗物質(zhì)質(zhì)量是常規(guī)物質(zhì)質(zhì)量的5倍!

  (二)波粒二象性:

  1、連續(xù)性和量子化:一條線段屬于同一維度,且是連續(xù)的,但是線段是由微觀點(diǎn)構(gòu)成的,這些微觀點(diǎn)是不連續(xù)的,是量子化的。而微觀點(diǎn)可屬于任何一個(gè)維度(如同零向量),即微觀粒子可屬于任何一個(gè)孿生宇宙,微觀粒子當(dāng)然也可穿行在不同維度的孿生宇宙中。

  因各孿生宇宙的嚴(yán)格對(duì)稱性,每個(gè)微觀粒子在另外的5個(gè)孿生宇宙中都有同時(shí)、處于相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)粒子。對(duì)應(yīng)微觀粒子的“相互穿越”也一定是同時(shí)發(fā)生的,所以每個(gè)宇宙總粒子數(shù)不隨微觀粒子的穿越而發(fā)生改變。

  同樣道理,每個(gè)宏觀物體在另外的5個(gè)孿生宇宙中都有同時(shí)、處于相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)宏觀物體;我們每個(gè)“人”在另外的5個(gè)孿生宇宙中都有同時(shí)在做著同樣事情、思考著同樣問題的孿生“人”;當(dāng)我寫下這段話的同時(shí),另外的5個(gè)“我”也在寫著同樣的話語,做著同樣的猜想!不要忘了,組成這“六個(gè)我”的微觀粒子,包括繞著原子核旋轉(zhuǎn)的電子,也在不停地進(jìn)行著對(duì)應(yīng)、對(duì)等的“相互穿越”!

  2、概率波成因:

  假如我們具有“上帝視角”,能在更高的維度來跟蹤某一個(gè)粒子,就會(huì)發(fā)現(xiàn)該粒子在高維空間內(nèi)運(yùn)行時(shí),是有一定的軌道的,而不需要所謂的“隱變量”。

  由于我們沒有“上帝視角”,不能在更高的維度來觀察世界。而在三維空間中,我們就無法描繪“宇宙”孿生六胞胎在更高維度上“共軛”的場(chǎng)景;甚至無法描繪六個(gè)孿生宇宙中“同一個(gè)對(duì)應(yīng)粒子”在同一時(shí)刻的分布情況,因?yàn)檫@六個(gè)對(duì)應(yīng)粒子,同一時(shí)刻是分處在六個(gè)三維孿生宇宙中的!

  在我們能夠理解的三維空間,那就只好打個(gè)不甚確切的比方了:這六個(gè)對(duì)應(yīng)粒子,在同一時(shí)刻的分布如右圖所示。

  仿照該分布圖,這六個(gè)孿生宇宙,我們就分別命名為x宇宙、x'宇宙、y宇宙、y'宇宙、z宇宙、z'宇宙。

  我們知道,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的投影是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。所以這六個(gè)對(duì)應(yīng)粒子,不停地進(jìn)行著對(duì)應(yīng)、對(duì)等的“相互穿越”,在每個(gè)宇宙中該粒子出現(xiàn)的位置分布,當(dāng)然就符合“波動(dòng)性”統(tǒng)計(jì)規(guī)律了,如原子核外球型對(duì)稱的電子云、無把啞鈴形的電子云等。從而概率波成因之謎得到揭曉!

  同理,大量光子(粒子)在每一個(gè)三維宇宙中的概率分布規(guī)律,自然也符合波動(dòng)性統(tǒng)計(jì)規(guī)律!

  3、量子隧道效應(yīng):

  量子隧道效應(yīng)(英文Quantum tunnelling effect)是基本的量子現(xiàn)象之一,即當(dāng)微觀粒子的總能量小于勢(shì)壘高度時(shí),該粒子仍能穿越這一勢(shì)壘。

  因?yàn)閤宇宙中微觀粒子的總能量小于勢(shì)壘高度,x宇宙中微觀粒子無法穿越這一勢(shì)壘。但對(duì)從孿生宇宙“穿越”過來的對(duì)應(yīng)粒子,穿越粒子出現(xiàn)的位置,是不受x宇宙中勢(shì)壘高度影響的喲!

  _________________________________________________________________

  宇宙是同時(shí)出生、演變規(guī)律完全相同的孿生六胞胎,這個(gè)孿生六胞胎在更高維度上呈現(xiàn)“共軛”形態(tài)。

  基于該宇宙結(jié)構(gòu)模型,能夠非常簡(jiǎn)潔、明了地揭示“暗物質(zhì)”之謎和“概率波”成因之謎及量子隧道效應(yīng)。

  “宇宙是孿生六胞胎”這種宇宙觀是《新宇宙的誕生》一卷中“宇宙原是孿生子”宇宙觀的最新升級(jí)版,所以放到了作品相關(guān)部分并分兩章發(fā)布!

  但閱讀的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)這兩部分竟連接不起來,只好每章都補(bǔ)全!

  那么讀者您贊同哪種觀點(diǎn)呢?歡迎回復(fù)!也更歡迎廣大讀者以“宇宙是孿生六胞胎”這種宇宙觀,創(chuàng)作出新的科幻作品!當(dāng)然要注明觀點(diǎn)出處喲!

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