朝元山人 发表于 2021-7-24 16:46

宇宙为什么会膨胀

宇宙为什么会膨胀
    一、宇宙膨胀理论
1929年,美国天文学家哈勃根据“所有星云都在彼此互相远离,而且离得越远,离去的速度越快”这样一个天文观测结果,得出结论认为:整个宇宙在不断膨胀,星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部分,而不是由于任何斥力的作用。但什么原因造成宇宙膨胀,至今仍是一个谜。
二、人们对“热”的认知
   有史以来,人们在生产生活中总结出了一条普遍规律:热胀冷缩!要解开宇宙膨胀之谜,还得从这条规律入手,重新认识“热”这一物质。
   热,究竟是什么,历史上对此有过长期的争论。
第一个观点:热质说和量热学
古代原子论者相信热是一种物质的。热质说的观点认为,热是一种自相排斥的、无重量的流质,称作热质。它不生不灭,可透入一切物体之中。一个物体是“热”还是“冷”,由它所含热质的多少决定。较热的物体含有较多的热质,冷热不同的两个物体接触时,热质便从较热的物体排入较冷的物体,直到两者的温度相同为止。   
热质说确实可以解释当时碰到的大部分热学现象:物体温度的变化可以看成是吸收或放出热质造成的,热传导是热质的流动,物体受热膨胀是因为热质粒子相互排斥,潜热是物质粒子与热质粒子产生化学反应的结果。由于热质是一种物质;一个物体所减少的热质,恰好等于另一物体所增加的热质;从而热质在传递过程中是守恒的;即遵从物质守恒定律。热质说的这些优点,能比较直观地解释一些物理现象和实验结果,所以得到了广泛的承认。
第二个观点:即热之唯动说
十七世纪以后,多数人根据摩擦生热的现象,认为热是一种特殊的运动。弗·培根、笛卡尔、胡克、牛顿等都认可这一观点。但它也有一个弱点,即人们不能肯定热质是否也像所有其它物质一样拥有质量。 1799年,伦福德回到英国并创办了皇家学院。摩擦生热的实验促使他得出了热是一种运动的结论,这个实验都证明了热之唯动说的观念是对的,但是由于这两个实验还比较粗糙,那时还没有找到机械运动转化为热运动的定量关系,所以还不足以击破人们头脑中的根深蒂固的热质说的。直到1842年,开始在实验中精确地测定了热功当量的数值后,热质说才受到了致命的打击而宣告破产。
细心的读者不难发现,持“热质”观点者,认为热是一种物质,是一种物质(能源)转化为另一种物质(能量),热质的多少决定温度的高低。而“热之唯动说”根据摩擦生热的现象,认为热是一种特殊的运动。我们都知道能源在宇宙无处不在,它通过燃烧产生热能,摩擦运动是激发物质潜在能源的“点火”过程。如同“钻木取火”,与在燃煤、油气、炸药中放进火种一个道理。也就是说,摩擦生热中的热,是由能源转化而来,运动不是热的本质,不能说热是运动。所以“热质说”无疑是正确。而且热粒子极其细微,对于结构致密的物质也能自由出入,因此构成热的基本单位完全可以理解为普朗克的“量子”。
三、热胀冷缩
1、热为什么会胀
(1)热是物质
热是物质,而不只是一种运动现象。构成热的基本单位,就叫它量子。它客观存在,占据空间。泥沙,水,空气等占据空间,它们是物质,热同样占据空间,从这一点出发,它也是物质。
(2) 能源转化为能量 ——首次膨胀   
光子高密度聚集,如激光,温度极高,切削物质比刀还快;量子高密度聚集,温度升高,可以使钢铁雾化。量子进入物质内部,占据空间,使该物质分子间隙增大即热胀。
   能源通过燃烧这一化学反应,生成新的物质-----量子和二氧化碳等,其中量子是最主要的物质,1毫升汽油燃烧的瞬间,释放的量子数以亿计,体积是该能源的上万倍。所以内燃机喷出1毫升汽油释放的量子充满气缸,可能推动活塞做功一次,假若这个气缸的容量是500毫升,那么,这1毫升汽油燃烧后体积至少膨胀500倍。这是第一次膨胀。
(3)宇宙守恒——再次膨胀
汽油燃烧释放的量子在气缸里
仍处于高密度压缩状态,如果排放到气缸外,与低密度的量子均衡,所占的空间更大。这就是第二次膨胀。
2、冷缩——能量守恒
热质说认为,由于热质是一种物质;一个物体所减少的热质,恰好等于另一物体所增加的热质;从而热质在传递过程中是守恒的;即遵从物质守恒定律。这足以证明构成热的量子诞生不仅不会消亡,而且不会增加或减少。热有确定的传递目标,一个物体所减少的热质,恰好等于另一物体所增加的热质;热辐射,消散在空间的热质恰好一个物体所减少的热质。构成热质的基本单位是量子,那么量子自产生之日起它便永远存在。
500毫升90℃热水装进塑料瓶密封冷却到30℃,瓶子会被压扁,把水倒进量杯,就只有480毫升了。说明500毫升热水,60℃的温度中,量子所占体积应该是20毫升,而冷却时这20毫升的量子并没有消亡,它进入宇宙空间,始终占据着20毫升或者更多的空间。
经典物理认为,能量子是连续的。其根本观念在于:热是一种运动现象,而不是物质,即能源停止释放,能量子就会消失。普朗克的量子“离散”,科研中量子的捕捉,也足以证明量子是一种物质,产生后就不会消失。
四、宇宙膨胀
    Adam Riess教授在《宇宙为什么要膨胀》的演讲中说“宇宙不仅在扩张、在膨胀,而且扩张速度越来越快,而且加速膨胀,就是因为一种新的物质,就是暗能量。”
   1毫升汽油燃烧的瞬间,释放的量子数以亿计,占据的空间是该能源的成千上万倍;成千上万吨柴禾,煤炭,石油,煤气,成千上万吨炸药爆炸,成千上万千瓦电源源不断释放出来的量子,要占据多大的空间,我们难以观测和计算。所以,地球人制造的量子来不及消散,足以让我们感觉到地球升温、冰原融化,但对于广袤无边的宇宙空间的影响却微乎其微。虽然宇宙空间很大,但是如果在宇宙空间,有20--40万亿亿个类似太阳甚至比太阳大万倍的恒星,亿万年来,每时每刻爆炸燃烧,量子源源不断的泻入宇宙,需要占据多大的空间?如此,宇宙升温、膨胀,星球光速远去就不足为怪了!
   所以,我们说恒星制造的量子是宇宙膨胀的根本原因!
    我们看得见的光和感受到的热,光子量子的密度大,当它溶入宇宙中,变得稀薄,温度下降,我们就看不见,感受不到它的存在时,它就成为我们所说的“暗能量”(或以太、暗物质、量子等)。而且,这个广袤的宇宙,少量的“新物质”加入,是微不足道的,只有超大量的“新物质”持续不断的加入,才能导致宇宙膨胀。放眼宇宙,只有亿万恒星才能这种“新物质”——暗能量制造的永动机!
   宇宙守恒性是宇宙运动,一切力产生的根本!它使高密度的能量总是向低密度区域运动,低密度暗能量总是向宇宙边缘真空地带运动,以期达到平衡。而且这个“暗能量”密度越小温度越低,占据空间会更大!假如,太阳表面温度5500℃,一立方厘米有量子1万亿个,当它冷却到人们舒适温度26℃时,每立方厘米有1亿个量子,占据的空间就应该是1万立方厘米;当它的达到-273.15℃(宇宙最低温)时,每立方厘米1万个量子,那么此时的太阳上的一立方厘米量子,占据的宇宙空间就应该是1亿立方厘米。从这个意义上讲,宇宙的光速膨胀就更加容易理解了!
   如果热是物质,构成热的基本单位叫量子;如果证明热产生便不会消亡,即能量守恒,密度小的量子就是暗能量。那么,宇宙的起源,构成,膨胀;以太,暗物质、暗能源、暗能量等诸多问题,都将迎刃而解!物理界必将引起一场深刻的革命!
五、大道至简
大道理(基本原理、方法、规律)是极其简单的。简单到一两句话就能说明白。
诸如,宇宙守恒是一切运动和力的根源;能量守恒是宇宙膨胀的根源等。
宇宙极其简单,复杂的是人的大脑。
诸如,大气可以压住半球,八匹马都拉不开,却压不住一只苹果,必须让引力来吸住;水蒸气可以屏蔽大气压,使地面压强减弱,月球却不能屏蔽大气压引起潮汐,必须借助于引力来吸引;一滴汽油产生的力量可以力拔千钧,亿万恒星产生的能量却视而不见,无人关注!
“真传一句话,假传十卷书”,人类只有破除迷信,打破桎梏,发现自我,增强自信,返璞归真,未知世界的探索才能取得长足的进步!

声明:探索宇宙奥秘,不仅仅是科学家的事情。每一个人有生存的权利,也有探索改造宇宙世界的责任和义务。中国有句俗语:没有做不到,只有想不到。在许多宇宙之谜尚未解开之际,希望本文能为天文科研工作者和天文爱好者提供新的思路。         
参考资料:本文属理论创新,引用文献少。文中“热质说”“热之唯动说”,Adam Riess教授在《宇宙为什么要膨胀》的演讲引用,来源于百度。

天体物理学家 发表于 2021-7-28 18:51

纳闷多

BKSo 发表于 2021-7-28 23:13

“假如,太阳表面温度5500℃,一立方厘米有量子1万亿个,当它冷却到人们舒适温度26℃时,每立方厘米有1亿个量子,占据的空间就应该是1万立方厘米;当它的达到-273.15℃(宇宙最低温)时,每立方厘米1万个量子”

一立方厘米有多少量子怎量?

“探索宇宙奥秘,不仅仅是科学家的事情。每一个人有生存的权利,也有探索改造宇宙世界的责任和义务。”

随便做下白日梦叫探索改造宇宙世界?呵呵了。

朝元山人 发表于 2021-7-29 12:09

BKSo 发表于 2021-07-28 23:13
“假如,太阳表面温度5500℃,一立方厘米有量子1万亿个,当它冷却到人们舒适温度26℃时,每立方厘米有1亿个量子,占据的空间就应该是1万立方厘米;当它的达到-273.15℃(宇宙最低温)时,每立方厘米1万个量子”

一立方厘米有多少量子怎量?

“探索宇宙奥秘,不仅仅是科学家的事情。每一个人有生存的权利,也有探索改造宇宙世界的责任和义务。”

随便做下白日梦叫探索改造宇宙世界?呵呵了。

打个比方,目的在于说明量子稀薄占据空间更大。能量守恒应该不是白日梦吧!太阳产生的能量去哪儿了,能解释一下?

BKSo 发表于 2021-7-31 22:14

朝元山人 发表于 2021-7-29 12:09
打个比方,目的在于说明量子稀薄占据空间更大。能量守恒应该不是白日梦吧!太阳产生的能量去哪儿了,能解 ...

什么叫“明量子稀薄占据空间“?

“太阳产生的能量去哪儿了“
有听过太阳能光电板把。太阳的年能量以电磁波的形式辐射出去,所以人们可以接收一部分发电。我们可以看到几十亿光年外天体发出的光,可见光是不会无端消失的。

地球小蓝 发表于 2021-8-1 12:47

您的理论问题有些多

朝元山人 发表于 2021-8-1 20:21

BKSo 发表于 2021-07-31 22:14
什么叫“明量子稀薄占据空间“?

“太阳产生的能量去哪儿了“
有听过太阳能光电板把。太阳的年能量以电磁波的形式辐射出去,所以人们可以接收一部分发电。我们可以看到几十亿光年外天体发出的光,可见光是不会无端消失的。

量子不灭,存在宇宙空间,被其他物质吸收的微不足道

朝元山人 发表于 2021-8-1 20:24

地球小蓝 发表于 2021-08-01 12:47
您的理论问题有些多

具体说。谢谢阅读,欢迎讨论

BKSo 发表于 2021-8-1 22:38

朝元山人 发表于 2021-8-1 20:21
量子不灭,存在宇宙空间,被其他物质吸收的微不足道

又自打嘴巴了。 “量子‘不能被吸收,但“汽油燃烧”又可以产生”量子“,那到底汽油是怎样得来的?还好意思说”能量守恒“?

朝元山人 发表于 2021-8-2 10:38

BKSo 发表于 2021-08-01 22:38
又自打嘴巴了。 “量子‘不能被吸收,但“汽油燃烧”又可以产生”量子“,那到底汽油是怎样得来的?还好意思说”能量守恒“?

亿万恒星释放的能量都被吸收?

朝元山人 发表于 2021-8-2 10:39

BKSo 发表于 2021-08-01 22:38
又自打嘴巴了。 “量子‘不能被吸收,但“汽油燃烧”又可以产生”量子“,那到底汽油是怎样得来的?还好意思说”能量守恒“?

能源能量不能混为一谈

地球小蓝 发表于 2021-8-2 11:34

这“量子”您说是一种物质,那如何收集

BKSo 发表于 2021-8-2 17:53

朝元山人 发表于 2021-8-2 10:39
能源能量不能混为一谈

是你自己不了解所谓‘热质’。

“我们都知道能源在宇宙无处不在,它通过燃烧产生热能,摩擦运动是激发物质潜在能源的“点火”过程。如同“钻木取火”,与在燃煤、油气、炸药中放进火种一个道理。也就是说,摩擦生热中的热,是由能源转化而来,运动不是热的本质,不能说热是运动。“

燃料只能烧一次,之后就变成不可燃的物质。摩擦生热不同,两块铁摩擦生热,冷却后还是那两块铁,再摩擦又会再生热,这样理论上可以无限循环产生无限的‘热质’。但你又说:

“这足以证明构成热的量子诞生不仅不会消亡,而且不会增加或减少。“

那不叫自相矛盾?

朝元山人 发表于 2021-8-2 19:47

BKSo 发表于 2021-08-02 17:53
是你自己不了解所谓‘热质’。

“我们都知道能源在宇宙无处不在,它通过燃烧产生热能,摩擦运动是激发物质潜在能源的“点火”过程。如同“钻木取火”,与在燃煤、油气、炸药中放进火种一个道理。也就是说,摩擦生热中的热,是由能源转化而来,运动不是热的本质,不能说热是运动。“

燃料只能烧一次,之后就变成不可燃的物质。摩擦生热不同,两块铁摩擦生热,冷却后还是那两块铁,再摩擦又会再生热,这样理论上可以无限循环产生无限的‘热质’。但你又说:

“这足以证明构成热的量子诞生不仅不会消亡,而且不会增加或减少。“

那不叫自相矛盾?

能源无所不在,不仅存在物质表层,摩擦要消磨物质,同时激发深一层的能源,它密度小,不像火药密度大,一点即着,一次烧尽

BKSo 发表于 2021-8-2 20:54

朝元山人 发表于 2021-8-2 19:47
能源无所不在,不仅存在物质表层,摩擦要消磨物质,同时激发深一层的能源,它密度小,不像火药密度大,一 ...

只好幻想更荒谬的故事了。。。 磨掉一公斤铁得多长时间?中间放出的‘热质’肯定远比烧一公斤汽油多。而且物质不会因为摩擦而消失(你自己也承认物质守恒),铁摩擦只会变成铁粉,铁粉本身也可以摩擦生热,又或者把铁粉收集起来,溶掉再冷却,这样又变回一块铁了。

BKSo 发表于 2021-8-2 21:05

“直到1842年,开始在实验中精确地测定了热功当量的数值后,热质说才受到了致命的打击而宣告破产。”

你自己也承认了,摩擦生热用的机械能 = 热能增加 = 粒子动能增加,根本就没地方需要所谓‘能源’,那还基于什么说

“运动不是热的本质,不能说热是运动。”? 就是为了要凭空幻想一种新的物质?

朝元山人 发表于 2021-8-3 12:39

BKSo 发表于 2021-08-02 21:05
“直到1842年,开始在实验中精确地测定了热功当量的数值后,热质说才受到了致命的打击而宣告破产。”

你自己也承认了,摩擦生热用的机械能 = 热能增加 = 粒子动能增加,根本就没地方需要所谓‘能源’,那还基于什么说

“运动不是热的本质,不能说热是运动。”? 就是为了要凭空幻想一种新的物质?

热能是能源转化而来,运动摩擦是这个过程的激发,即“点火”,不是幻想,可以实验

BKSo 发表于 2021-8-4 12:04

朝元山人 发表于 2021-8-3 12:39
热能是能源转化而来,运动摩擦是这个过程的激发,即“点火”,不是幻想,可以实验 ...

即是什么实验?之前说一立方厘米有多少量子怎量,你就立即说成是‘比方’了,换句话你的‘理论’根本没有实际内容。现在指出你的‘能源’是自相矛盾的,你也不敢正面回应,你继续幻想好了。

朝元山人 发表于 2021-8-4 17:15

BKSo 发表于 2021-08-04 12:04
即是什么实验?之前说一立方厘米有多少量子怎量,你就立即说成是‘比方’了,换句话你的‘理论’根本没有实际内容。现在指出你的‘能源’是自相矛盾的,你也不敢正面回应,你继续幻想好了。

人类感知宇宙空间的能力非常有限,在众多秘密未解之际,我们可以通过已知世界推测未知世界。计算一立方厘米多少个量子,现在还没有人能够做到。举例在于说明能源转化为能量后体积会成倍增长这是毋庸置疑的。本文的道理和目讲的很清楚,不再多说!感谢你的阅读和质疑,欢迎你批评指正!

地球小蓝 发表于 2021-8-4 19:07

楼主,您在前文论述中讲了一个将有关热水的实验来验证热质说。今天下午我做了这个实验。我将水加热后倒入一个玻璃杯中并迅速封口。密封后用笔在瓶身做了标记,并将瓶子放在电子秤上称重。一段时间后,发现电子秤无变化,瓶内水面几乎无变化,并没有出现您在前文中描述的体积缩小。这个实验现象可作为一个反例来驳斥您的热质说。
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