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测算宇宙年龄的新方法--测温法 飞船中动物和人消耗能量暨抗不适感能力很不一样  

2016-06-17 17:45:47|  分类: 科学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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            测算宇宙年龄的新方法--测温法

    按照霍金的说法,我们生活其中的宇宙是开放的、并永远膨胀下去。不仅如此,其膨胀率正在不断增大。也就是说,宇宙的膨胀不仅没有因物质的万有引力而减缓,反而由于在宇宙中存在某种暗能量而加速。那么,每个瞬间宇宙空间都在增大,换言之,每个瞬间都有新创的空间诞生。新创的空间能否带底温揉合到原有空间中,有两种可能:1、根据能量守恒定律,每个瞬间所创生的空间是不能带热量的--必须以绝对零度的底温来到宇宙中;2、由于暗能量和引力之间的角力战自宇宙诞生起就没有停止过,使宇宙加速膨胀的力(此力或许就是“恐怖的暗能量”)无时不刻地撕扯着空间(由于星系、恒星和原子等也都要占有空间,因此原子等也被使宇宙加速膨胀的力撕扯),而撕扯力与引力这两种力在对抗中,会消耗一些暗能量,--暗能量将转化成热量寓于新创生的空间(此处不提消耗掉了一些引力,是因为,按广义相对论,引力非力,是“时空弯曲”),这样新创生的空间就会带着热量揉合到宇宙的老空间中去。为此,科学家要选定几个便于测温研究的空间【便于测温研究的空间是指,离太阳较近的空间和处在日(月)食时分的阴暗空间。便于测温研究的空间还包括靠近或远离黑洞的空间。选定明亮和黑暗的空间是为了对照测量数据;近黑洞,则,暗能量难以扭曲空间,故暗能量转化成热能有其特点】。选定空间的太阳能与暗能量转换成的热能相互揉合需要时间,-温度的传递是需要时间的,换言之,温度传播的速度不可能是无穷大。因此,科学家只要准确地测定选定的几个空间每个瞬间的温度及温度变化的速度,那么,就可以推算出该空域的膨胀率,知道了空间的膨胀率(知道空间的膨胀率,与知道该空域中的天体离地球而去的速度是等价的),就可以套用下文所说的公式:T=1/H 了,这是从一个崭新角度计算出宇宙膨胀的速率及宇宙的年龄并与老方法(即,根据观察到的宇宙膨胀速度来倒推宇宙年龄的方法)交相验证。需要强调的是,在膨胀宇宙学下的测温理论和方法与我们日常生活中忽略宇宙空间膨胀的测温理论和方法是不相同的,这是因为,宇宙空间的膨胀与日常生活中的炸弹等的爆炸所造成气体的膨胀是很不相同的,宇宙空间的膨胀不是像炸弹爆炸所产生的气体是以一个固定的点为中心向外的膨胀,而是宇宙空间本身的膨胀,是一种无中心点的膨胀。


附一:宇宙退缩或与暗能量转化成热能有关。本博在《从哲学的角度看宇宙》一文中,已经论证了“事物无限循环”,--是哲学的角度上说的。现从物理的角度上看,新创生的空间或可带热量揉合到老空间中去,新创生的空间所带热量乃暗能量的转换形式。暗能量在撕碎星系、恒星、分子和原子的过程中必消耗大量的能量,因此,宇宙退缩与暗能量转化成热能有关。用测温法测算宇宙之年龄,或能解决宇宙大爆炸起始的一点的体积和温度问题--奇点的体积为N立方公里,它的温度是宇宙中最高温度

本文认为宇宙行为是自洽的、协变的,永远膨胀的宇宙说不符合哲学原理,脉动的宇宙说才符合哲理。即便宇宙正在加速膨胀,它也一定会退缩。暗能量、暗物质与可探测物质既然曾经同处于“一点”之中,它们必将归之于“一点”,大爆炸不可能形成霍氏空间。宇宙正在膨胀,每时每刻都有新空间的诞生。能量守恒要求新创生的空间的底温须是绝对零度。由于暗能量和引力之间的角力战(准确地说,是暗能量在与空间弯曲对抗)自宇宙诞生起就没有停止过,使宇宙加速膨胀的力(此力是否就是“恐怖的暗能量”,容酌。)无时不刻地撕扯着空间(由于星系、恒星和原子等也都要占有空间,因此原子等也被使宇宙加速膨胀的力撕扯),而撕扯力与引力这两种力在对抗中,会消耗一些暗能量,--暗能量将转化成热量寓于新创生的空间,这样新创生的空间就会带着由暗能量转换成的热量揉合到宇宙的老空间中去。暗能量在撕碎星系、恒星、分子和原子的过程中必消耗大量的能量,因此,宇宙退缩与暗能量转化成热能有关。宇胀使宇宙越来越冷,由于“绝对零度”是宇宙间最低的温度,宇涨受制于绝对零度不能永远膨涨下去,否则,越来越冷的宇宙空间的温度就要低于-273.15度。宇宙膨胀至极,致使第八物质形态产生,此时,暗能量已耗尽或极少,引力使宇缩。在“一点”存续期末或宇宙暴涨期内,一部分能量加上n(n1)种物质合成了暗能量。现在每个瞬间,一部分暗能量在转换成热能时必释放出n(n1)种物质。即使本段关于暗能量的描述是错的,也无妨脉动宇宙说的提出-哲学原理指导理论物理,脉动的宇宙说才符合哲理。


附二:计算宇宙的年龄   高中物理 朱浩

以下是高中《物理学》的例题,它计算的宇宙年龄为100亿年,与科学家计算的宇宙年龄137亿年或150亿年(最新结果:138.2亿年)相距甚远,但它毕竟给高中生等非学者一种思路,很有价值。差距的原因可能是由于本例题中将地球视为中心所致——事实上地球并非宇宙的中心(参见《读爱因斯坦文有感》、《时间简史》)

哈勃常数H=3×10-2m/s·光年,是怎样测定的,希望有位读者用通俗易懂的文字说明一下,本文将转载。我对哈勃常数的理解:用仪器观察宇宙,一光年尺度的空间在一秒钟内,向后退缩在仪器刻度上显示为3CM

发博时, 受网站限制,平方、8次方、10次方等无法表达出来,读者应自辨。

[]天文观察表明,几乎所有远处的恒星或星系都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大;也就是说,宇宙在膨胀,不同星系的退行速度u和它们离我们的距离r成正比,即

u=Hr

式中H 为一常量,称为哈勃常数,已由天文观察测定,为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的,假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远,这一结果与上述天文观察一致。

由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄T,其计算公式为T=_______,根据近期观测,哈勃常数H=3×10-2m/s·光年,其中,光年是光在一年中运行的距离。由此估算宇宙的年龄约为_________

解答:宇宙形成是从宇宙大爆炸开始,每一个星体都以各自的速度匀速地远离中心,这就是我们观测到的膨胀现象,对于不同的星体远离的速度不同,离中心越远速度越大,即u=Hr,它不是同一天体的速度随距离的变化规律。

爆炸后各星体做匀速运动,令宇宙年龄为T,则星球现在的距离为

r=uT=HrTT=1/H

T=1/H=1/3×10-2m/s·光年=1s·光年/3×10-2m=1s×(365×24×3600×3×108)m/3×10-2m=365×24×3600×3×108/3×10-2×365×24×3600=1×10^10


答案1×10^10 

附:哈勃常数

编辑本段简介

  哈勃定律中河外星系退行速度同距离的比值 它是一个常数 常用H表示 单位是千米/( 秒·百万秒差距) 
??

一般认为 H值应在5075之间 

编辑本段详细介绍
基本信息
  【中文词条】哈勃常数 
  【外文词条】Hubble constant 
  【作??者】潘宁堡 
发现历程
  河外星系退行速度同距离的比值﹐它是一个常数﹐通常用H 表示﹐单位是公里/(·百万秒差距)。这个比值有时简称速度-距离比﹐或哈勃比。1929年﹐哈勃首先发现河外星系的视向速度与距离成比例(即距离越大视向速度也越大)﹐并给出速度-距离比﹐符号为K ﹐比值为500。后来人们称为哈勃常数﹐并改用符号H 1931年﹐哈勃和M.La.s.哈马逊第二次测定H 558﹐后又订正为526 
  哈勃定H 时﹐应用了造父变星[1]和星系中的最亮星来标定距离。1952年巴德指出﹐仙女星系中造父变星的星等零点应变动1.5等﹐由此哈勃常数应修订为H =2601958年桑德奇指出﹕哈勃所说的最亮星实际上位于电离氢区﹐因此要再加上1.8等的星等改正﹐从而将哈勃常数降低为H=7519741976年﹐桑德奇和塔曼又用七种距离指标的方法重新修订哈勃常数﹐得H =55﹐只及哈勃当年测定值的1/10。这就是说﹐按哈勃定律推算星系的距离﹐用H的新修订值所得结果比哈勃当年所得的结果增大 10倍。 
  在相对论宇宙学中﹐哈勃常数可以与宇宙标度因子R (t )联系起来﹕H =(t )/R (t )。在某些宇宙学中﹐哈勃常数是时间的函数﹐通常用H 表示哈勃常数的现代值﹐并把H 称为哈勃参量。 
  自从七十年代以来﹐许多天文学家用多种方法测定了H ﹐各家所得的数值很不一致﹐有代表性的四种﹐列表如下﹕ 
  哈勃常数测定值的分歧在于用不同的距离指标给出的距离模数不同。除观测的系统误差﹑随机误差和银河系内距离指标的标定不确定性等外在因素外﹐还有内在原因。例如﹐不同星系之间由于化学成分﹑年龄﹑演化经历的不同﹐距离指标和绝对星等之间的关系就不会一致。


       飞船中动物和人消耗能量暨抗不适感能力很不一样  


若飞船中有各种温室,载着蛇拐杖(爱尔兰地区一到寒冬季节,当地的老人就常把冰冻直挺冬眠的蛇当做手杖来用。蛇拐仗春苏)、冬眠北极熊(北极熊是个贪睡的家伙,它们会像其他变温动物一样冬眠,但北极熊冬眠时却不是抱头大睡,而是睁一只眼,闭一只眼,保持着高度警惕,只要稍有风吹草动,它们立刻觉醒,随时准备出击)等动物,船中还载有体弱者、体魄强壮者和脑死亡者(波兰一名孕妇怀孕4个多月时因癌症晚期入院,随后被医生宣布为脑死亡。为挽救肚子里的小生命,医生决定借助人工设备维持她身体的各脏器功能。终于,在脑死亡55天后,这名女子通过剖宫产产下一名男婴),则,它(他)们对时间变缓的承受力是不一样的,在动物中,蛇拐仗对时间变缓带来的不适感的承受力最强,但,也有限,-当飞船加速时,拐仗蛇的质量也随着加速而增大,当蛇身质量达到一定大的时候,船再加速,蛇身就断裂;在人当中,体魄强壮者抗时间变缓带来的不适感能力比体弱者抗时间变缓带来的不适感能力强,但,人作为智慧生命对时缓的适应是有限度的,当时间变缓2倍时,人就成了傻子不再是智慧生命了。它(他)们消耗能量也是不一样的,其中,蛇拐杖还在消耗微量的能量以保持活性。在人当中,体魄强壮者消耗能量最多。脑死亡者(心跳和呼吸停止并非一定死亡,脑死亡才是死亡)也可能还在消耗着能量。

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