诺贝尔获奖者罗杰·彭罗斯在CCC宇宙模型中论述道,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。说明宇宙是周期变化的,那么研究宇宙是膨胀的还是收缩的,必须确定宇宙的开始点,才能确定宇宙的膨胀、收缩,如果确定大爆炸是宇宙的开始点,并且现在的宇宙还是加速膨胀的,那么我们现在的宇宙一定处在前四分之一周期之内。确定宇宙开始点,知道宇宙处于周期哪一个四分之一周期,即可判断宇宙是膨胀的还是收缩的,反之亦然。分析论证如下:
宇宙是膨胀的还是收缩的,科学界还没有最终的定论;我们处在宇宙的什么阶段仍然在探索中,宇宙循环了几个周期我们更无法知晓。我在“宇宙的最大半径和宇宙变化周期之比是常数及相关结论”一文中论述了,宇宙的最大半径和宇宙变化周期之比是常数,也就是说,宇宙的“振幅”和宇宙的周期之比是一个常数。
其实,宇宙的变化就是一个超大型的简谐振动,振动的最大振幅就是宇宙的最大空间半径,并且宇宙的最大振幅决定于宇宙的质量,振动的能量来源就也是宇宙的质量,振动的劲度系数决定于空间的性质,振动的周期决定于宇宙的质量和空间的劲度系数。宇宙膨胀收缩的周期公式:T=2π√(m/k),其中,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。简谐振动的周期与振幅无关,这意味着无论振幅如何变化,振动的周期保持不变。宇宙的振动周期和普通的简谐振动不同的是,宇宙简谐振动的周期大小和振幅是相关的,原因是宇宙的振幅是由宇宙的质量决定的,分析宇宙T=2π√(m/k)振动周期公式,因为宇宙周期和宇宙的质量有关,所以宇宙的振动周期和宇宙的振幅相关。
对于宇宙来说,还有一个非常重要的特点那就是:宇宙的振幅和原长相等,即宇宙的振幅和宇宙膨胀或收缩最大速度时的长度相等。不考虑方向,只考虑大小,正向振幅=负向振幅=原长。下面我分析宇宙的膨胀、收缩。
简谐振动的图像如下图,根据简谐振动的周期公式及简谐振动的图像可知:
如果宇宙的开始点——大爆炸定义在: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。那么宇宙在前1/4周期是加速膨胀的,在前1/2周期的后1/4是减速膨胀的;后1/2周期的前1/4周期加速收缩的,后1/4周期是减速收缩的。如果宇宙的开始点定义在其他点,例如宇宙动能最大时(不存在势能),可以用类似的方法推出宇宙膨胀收缩的阶段。
结论:由于现在的宇宙是加速膨胀的,所以我们的宇宙仍然处在宇宙周期变化的前1/4阶段;宇宙是膨胀的还是膨胀收缩的,取决于宇宙质量弯曲空间的方向。