宇宙不需要迅速膨胀；宇宙年龄长N倍；时间是什么？

标签： 宇宙的年龄 哈勃红移 空间弯曲 广义相对论 引力红移 宇宙膨胀 热寂 熵

目录： 科学和世界观和进化论

时间： 2010-06-16 22:33:41

广义相对论可以解释哈勃红移而不需要宇宙膨胀

等效多普勒红移如果成立，则宇宙的年龄将增加N倍

时间是什么？回到过去可能吗？

热寂：如果宇宙没有时间起点，则必定有多个宇宙

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注：在发表前文《等效多普勒-引力红移可以解释哈勃红移》前，“引力红移”是笔者的自行取名的猜想现象；忽然发现新浪博客自动取下这一关键字；疑惑之下查查google，才知道二十世纪六十年代，庞德、雷布卡和斯奈德采用穆斯堡尔效应的实验方法，测量由地面上高度相差22.6米的两点之间引力势的微小差别所造成的谱线频率的移动，定量地验证了引力红移。则哈勃红移与宇宙膨胀论的关系，事实上已经被推翻了。

（续前文）

广义相对论已经证实，空间是质量的容器，并因质量的存在而弯曲。这种弯曲，构成牛顿力学中的“万有引力”。那么，如果广义相对论是正确的，请问，宇宙中的空间弯曲的总和，是否随着观察距离的增加而增加？即，离我们越远的星系在观察者而言，因空间弯曲而增加的“距离的增量”也是线性增加的。由于这一距离非常遥远，因此不必关注各个方向上造成空间弯曲的物质是那种形态。

我们可以认为各个方向的物质在可以观察到红移的水平上，都可以视为平均分配的。那么，就等到第一个结论：各个方向的红移是平滑的，与观察距离成正比的。这正是今天的宇宙观察的结果！（请问按波普尔法则，是否证实我们的框架有可能是正确的？）。这样，笔者在没有推翻宇宙膨胀论所依据的观察结果的基础上，提出了一个“宇宙不需要膨胀”的替代框架，所依据的是广义相对论；并且将自然产生一个被爱恩斯坦抛弃的因子：宇宙常数。

由于红移与距离成正比（观察结果），如果红移是由于宇宙（SUM(空间弯曲)）而造成的，那么，由（距离＋红移）这两个可以实测的因子，（前者可以通过造父变星测出），可以计算出这一距离中导致（SUM(空间弯曲)）所需的质量，从而得到了一个宇宙的密度。可把这一密度称为宇宙常数；也可以把这一密度至少是可以在我们所观察的若干宇宙区域进行比对的，其差值作为宇宙的常数。前后两种定义是关联的,下文取后者。

如果宇宙常数为零，则表明这一框架与实测结果是匹配的；如果有差值，则正负就有不同的含义。如果（宇宙密度>观察密度）将意味着有缺失的质量，今天称为暗物质。如果（宇宙密度<观察密度）则表明空间的弯曲超出了所需的程度，意味着宇宙的确是在膨胀之中。除非达到这一条件，宇宙膨胀才是可以认定的，而速度，就必然大大低于今天的观察速度。相应地，宇宙的年龄悖论就解决了，红移测定中的“超光速”也不再成为悖论，因为它对应着距离的单纯变量而已。

笔者并没有推翻了宇宙膨胀和相应的宇宙爆炸的奇点说。事实上笔者是不感兴趣，因为宇宙的年龄无限大，和宇宙年龄相对于我们观察的范围无限大，笔者认为它是等效的。在不违犯现有观察证据的情况下，宗教爱好者愿意相信宇宙永恒，还是愿意相信上帝在无限远的时间尽头创造了时间和宇宙本身，纯属个人主义的哲学。

笔者通过引入了等效多普勒或称引力红移，而令宇宙的实际年龄大大拉长，很可能不是90－120亿年，而是多少万亿年的水平。但是却不等效于“永恒的宇宙”。主要是因为热力学熵恒增加定律的限制：如果宇宙的年龄的无限长久的，则熵就已经超于均衡而无法做功，即热力学的接近热寂。今天既然不是热寂状态，还有背景的辐射，我们还能打电脑，显然我们所能观察的宇宙的年龄不是无限大，至少没有大到能产生热寂的水平。

这又涉及到一个哲学味道浓厚的问题：时间是什么？趣味性的问题是，可以回到过去吗？笔者认为从热力学的角度上看，时间是不可能逆转的，时间是熵恒增加的记录。既然质能守恒，那么时间就不可能逆转。但是局部做功影响局部熵的增加，因此做功过程中，会产生观察时间的变慢或变快，这就是狭义相对论所的逻辑结论，时间的变化。

由于热力学熵恒增加定律的约束，可观察的宇宙有一个时间的尽头，尽管这一尽头不一定存在大爆炸（也不一定没有），那么，宇宙永恒就只能是局部的，需要有些什么外围的因子往里头添些质量啊能量啊，以维持这一区域的熵的守恒，（即质能的恒增加）。这样就出现了另一个逻辑性的结论：如果宇宙没有时间起点的话，就肯定不止一个宇宙。