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也谈奇点问题 在‘答梅晓春先生（学术部分 ）’的博文中我已经提到：‘爱因斯坦引力场方程的解存在有数学奇点并不能证明爱因斯坦引力场方程有问题，只能说明对爱因斯坦引力场方程的应用范围要求有一定的限制。这种情况对牛顿力学方程的应用同样存在’。 爱因斯坦引力场方程在宇宙学中的应用，得出宇宙现在正在膨胀的基础是，把每个星系假设是理想气体中的一个质点。对理想气体，当体积膨胀时，物质密度变小，温度降低。反之当体积收缩时，物质密度变大，温度升高。因此宇宙学家认为，现在宇宙是在膨胀，那么宇宙过去应当是处于体积比现在小，密度比现在大，温度比现在高的状态。宇宙的演化过程就是体积膨胀，物质密度变小，温度降低。这样从时间上往前倒推，宇宙的过去应当是越往前体积越小，温度越高。于是宇宙学家认为，宇宙最初应当是从一个体积极小，温度极高的‘奇点’爆炸膨胀而来。 且不说‘宇宙现在是在膨胀’这个所谓天文观测结果根据不足，不能成立。即使‘宇宙现在是在膨胀’这个结论成立，也不可能从时间上往前无限制地反推，得出‘宇宙是从一个奇点膨胀出来’这个结论。显然这样无限制的从时间上一直往前倒推的做法是荒谬的。 膨胀过程的逆过程是压缩过程，这种压缩过程在实际宇宙中的某些区域现在还在不断发生。根据现代比较成熟的恒星形成理论，在恒星形成的初始阶段，就是一个压缩过程。即恒星胚胎是从星云由于引力作用使星云塌缩而成。引力塌缩过程可以使恒星胚胎中物质密度增加，温度升高。在恒星形成的这个阶段，物质的密度、温度和运动可以很好地用引力场方程来描述。但这样的引力塌缩过程不可能就这样无限制的发展下去。当恒星胚胎中物质密度增加，温度升高到一定程度后，恒星胚胎中的氢元素就会开始出现核聚变反应生成氦。核聚变核反应过程会释放出来大量的能量。核聚变释放出来的这些能量会使恒星胚胎的引力塌缩过程停止，恒星初步形成。恒星形成以后的演化过程就不再是单纯是引力塌缩，会发生爆炸，走向死亡，形成白矮星和中子星等高密度天体。不过这些爆炸过程都不是从一个点开始。由此可见，即使‘宇宙现在是在膨胀’，从时间上往前反推宇宙的过去，是个压缩过程。越往前，物质的密度越大，温度越高。但压缩到某个程度时，高温高压的宇宙已经不可能再被压缩，核反应将出现并导致发生爆炸。因此从时间上往前反推的宇宙，不可能是在被压缩成一个奇点以后才会发生爆炸膨胀。因此从‘宇宙现在是在膨胀’这个结论，在时间上往前反推，得出宇宙过去一定是‘从一个奇点爆炸膨胀而来’这个推论是不能成立的。是没有考虑实际情况对压缩过程进行无限制外推的结果。 如果哈勃红移定律可以用非多普勒效应加以解释，则现在的宇宙正在膨胀的结论本身就不成立。这样更谈不上现在宇宙的时间空间是从一个奇点爆炸膨胀而来。宇宙的时间和空间都没有起点和终点。现在的天文观测和理论似乎已经可以解释恒星的诞生和死亡。但是恒星的诞生不是从真空中的奇点诞生出来，死亡后也不是又回到真空中去。恒星的诞生是从星云中来，死亡后又回到星云中去。即使根据标准宇宙学模型。 至于星系的形成和死亡的理论现在还没有一个确定的说法，天文观测也没有可靠的结果。虽然有报道提到天文学家已经观测到非常遥远的星系，按照标准宇宙学模型，这些遥远的星系应当是非常年轻的星系。而我们银河系和它附近的星系，应当是最古老的星系。但宇宙学家似乎也没有总结出年轻的星系和古老的星系之间有什么明显差别和演化关系。因此无法像恒星形成那样，给出比较可靠的恒星诞生、演化和死亡的理论。在这样的观测和理论基础上去描述整个宇宙的诞生和演化，完全没有可靠的天文观测基础和理论根据，纯粹是宇宙学家们‘瞎子摸象式’的凭空想象。因此给科幻作者留下了很大空间，编造出大量科幻作品。这些科幻作品很能吸引广大公众的眼球，甚至连有些科学家自己也变成了科幻迷。以为这些科幻作品所的描述的过程就应当是科学研究的结论。 梅晓春先生只是从假设物质分布的几种形态，用‘理想流体的能量动量张量’的数学表示式来求得压力和物质密度的关系。完全没有考虑在物质密度极大的情况下，用‘理想流体的能量动量张量’来求得压力和物质密度的关系已经不可能符合实际情况。因此我认为梅晓春先生的这种做法没有抓住宇宙学研究中出现奇点问题的本质。 |
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nono2009(金币+2): 鼓励交流 2011-09-06 07:15:12
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nono2009(金币+2): 鼓励交流 2011-09-06 07:15:12
| 看了先生的的高论，感觉您对现代宇宙学的概念肆意做了曲解。例如，您文章第二段说宇宙学把星系看成了构成某种理想流体的质点，这实际上并不是宇宙学界的观点。以我看到的科普读物的认识水平来看，宇宙学的观点似乎是：星系只是引起宇宙膨胀那种理想流体的涨落在引力作用下随时间演化的产物，并非您认为的理想流体的质元。所以，星系本身的演化并不直接联系于宇宙的膨胀。支持宇宙膨胀的观测事实主要是哈勃红移。您提出的康普顿红移的观点因为要求宇宙间存在大量自由电子的假设显得不符观测事实而没有多少人信服。 |
3楼2011-09-04 07:36:03
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racoon01MM 您认为我‘对现代宇宙学的概念肆意做了曲解。例如，您文章第二段说宇宙学把星系看成了构成某种理想流体的质点，这实际上并不是宇宙学界的观点。’ 我之所以这样说的根据是：北京大学俞允强教授在他的‘热大爆炸宇宙学’一书第二章第四节，‘膨胀的动力学’中第二段写道：宇宙介质作为引力源，它被看成是均匀的理想‘气体’，其物理性质用密度ρ和压强p来描述。在宇宙膨胀过程中，随尺度因子R的变化，密度和压强也将发生变化。 在俞允强教授书中第一章第四节，‘宇宙的膨胀’中讨论哈勃定律时，实际上是星系看成是理想‘气体’中的质点。 您认为‘星系只是引起宇宙膨胀那种理想流体的涨落在引力作用下随时间演化的产物，并非您认为的理想流体的质元’这个说法只关系到星系的形成这个局部问题。关于星系的形成理论，是另外一个复杂问题，这里就先不讨论。 |
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