诺贝尔获奖者罗杰·彭罗斯在CCC宇宙模型中论述到,每个宇宙周期都从一个大爆炸开始,然后宇宙膨胀,最后收缩,然后再次爆炸,开始新的周期。
其实,宇宙不仅是周期性变化的,而且宇宙的周期变化遵循简谐振动周期变化规律,由于宇宙的变化没有其它的额外阻力,所以宇宙的膨胀、收缩是理想化的简谐振动,并且宇宙的最大半径和周期比是常数。
根据爱因斯坦质能方程我们可以知道宇宙的总能量等于mc2,其中m是宇宙的质量、c是光速。宇宙的能量由动能和弹性势能组成,由动能的定义可知:宇宙的动能等于mv2/2,由弹性势能的定义可知:宇宙的弹性势能等于kΔλ^2/2;所以宇宙的能量动态方程是:mc^2= mv^2/2+ kΔλ^2/2——(1),其中,宇宙空间的压缩量是Δλ、v是宇宙运动的速度、c是现有真空理论光的速度、m是宇宙的质量、k是宇宙膨胀、收缩的劲度系数。当宇宙的动能全部转化为势能时,此时的宇宙内部不存在空隙,压缩到极致;此时的宇宙就是宇宙大爆炸的开始点——奇点,所以奇点是“纯能量”——弹性势能,并且这个状态宇宙的弹性势能达到最大值,此时宇宙的动能等于零,宇宙的这一状态一触即发,开始新的宇宙周期,此时宇宙只有弹性势能,没有动能,根据mc^2= mv^2/2+ kΔλ^2/2——(1)我们可以得出结论: kΔλ^2/2=mc^2——(2),由于宇宙空间半径的最大变化量必然等于宇宙的空间半径,所以此时的Δλ就是宇宙的最大半径。
结论1:宇宙未开始或开始瞬间,宇宙的能量只有弹性势能,此状态弹性势能是宇宙的总能量。
我们在分析宇宙的能量动态方程mc^2= mv^2/2+ kΔλ^2/2——(1),令v=c则方程(1)变为:mc^2= mc^2/2+ kΔλ^2/2——(3),分析方程(3)我们可以看出,宇宙光速膨胀时仍然存在弹性势能,所以光速不是宇宙膨胀的最大速度。我们再分析宇宙的能量动态方程mc^2= mv^2/2+ kΔλ^2/2——(1),令Δλ=0则方程(1)变为:mc^2= mv^2/2,解得:v=√2c,所以宇宙膨胀的最大速度应该是光速的根号2倍。
结论2:光速不是宇宙膨胀的最大速度,宇宙膨胀的最大速度是光速的根号2倍。
简谐振动的周期公式:T=2π√(m/k)——(4),其中T是周期,m是振子的质量,k是系统自身特性的物理量。将这一规律应用到宇宙,各个变量的含义为:T是宇宙的变化周期,m是宇宙的质量,k是宇宙系统自身特性的物理量,是宇宙膨胀、收缩的劲度系数。联立方程(2)、(4)解得:Δλ/T=c/π√2——(5),由于c、π、√2是常数,所以宇宙的最大半径和宇宙变化周期之比是常数。下面我推算一下宇宙的周期不小于6.5×1018s,大约1800亿年。
结论3:宇宙的最大半径和宇宙变化周期之比是常数。
由于宇宙现在的可观察半径约是4.4×10^26m(465亿光年),我们的宇宙还在膨胀,所以我们现在的宇宙仍然在宇宙周期的前1/4周期之内。由Δλ/T=c/π√2——(5)可得:Δλ/4T=4c/π√2;据此我们可以得出宇宙膨胀的平均速度是:4c/π√2≈0.9c。现在科学家观察到的可视宇宙的半径是:465亿光年=4.4×10^26m,所以我们宇宙的最终半径一定大于4.4×10^26m,将Δλ=4.4×10^26m代入Δλ/T=c/π√2——(5)解得:T=6.5×1018s。所以我们宇宙的周期一定大于6.5×10^18s,大约1800亿年。宇宙现在的年龄一定大于1800亿年/4=450亿年,我的理论计算宇宙的年龄:465亿光年/0.9c=517亿年,这一时间数值也应该等于我们宇宙现在的年龄,现有理论计算的宇宙年龄138.2亿年值得推敲、质疑。
结论4:现在的宇宙在宇宙的前四分之一内;宇宙膨胀的平均速度是0.9倍的光速;宇宙的循环周期不小于1800亿年;现在宇宙的年龄是:517亿年。